جاستن (روبوت)

روبوت بشري لامع باللونين الأزرق والفضي على عجلات
سبيس جاستن في عام 2009

جاستن (المعروف أيضًا باسم رولين جاستن ) هو روبوت بشري آلي قابل للبرمجة مزود بذراعين، طُوّر في المركز الألماني لأبحاث الفضاء (DLR) التابع لمعهد الروبوتات والميكاترونيات في مدينة فيسلينغ بألمانيا. [ 1 ] [ 2 ] تم طرح هذا الروبوت اللاسلكي في عام 2009، ويمكن التحكم به عن طريق تقنية التواجد عن بُعد ، وهي تقنية تسمح للشخص بالشعور وكأنه موجود في مكان آخر غير موقعه الحقيقي.

صُمم جاستن ليتم تركيبه على قمر صناعي خاص به، والمناورة في مداره، وإصلاح الأقمار الصناعية الأخرى. ومع ذلك، يمكن استخدامه أيضًا على الأرض لأداء مهام بسيطة. [ 3 ] وقد خططت وكالة الفضاء الأوروبية (ESA) لإرسال رواد فضاء على متن محطة الفضاء الدولية لتشغيل جاستن عن بُعد بحلول عام 2014. [ 4 ]

تختلف بعض نسخ "رولين جاستن" باختلاف الغرض منها. على سبيل المثال، قد لا تحتوي بعض نسخ "جاستن" على عجلات. كما ابتكرت شركة DLR نسخة "أجايل جاستن" - وهي نسخة مطورة من "رولين جاستن"، وفي عام 2013 ابتكرت شركة TORO نسخة مشابهة لـ"رولين جاستن"، باستثناء أنها مزودة بأرجل بدلاً من العجلات. [ 5 ]

غاية

كان الهدف الرئيسي من تصميم جاستن هو ابتكار روبوتات فضائية جديدة تتميز بخفة وزنها وتعدد حواسها وإمكانية التحكم بها من الأرض. وقد صرّح المركز الألماني لأبحاث الفضاء (DLR) برغبته في تطوير روبوتات تعتمد على " مفاهيم قوية للتحكم عن بُعد وواجهات تفاعل بين الإنسان والآلة ". [ 6 ] ويأمل المركز في نهاية المطاف أن يصبح جاستن روبوتًا ذاتي التحكم؛ إلا أنه لم يُكشف الكثير عما سيتمكن جاستن من فعله في حال تمتعه بهذه القدرة. [ 3 ]

سمات

يتمتع جاستن بالعديد من الميزات والخصائص التي تجعله مختلفًا عن الروبوتات الأخرى.

تصميم

يوجد لدى رولين جاستن بعض الاختلافات؛ ومع ذلك، فإن جاستن مجهز دائمًا بيدين، وكاميرتين عاليتي الدقة، وأجهزة استشعار PMD ، ورأس، وجذع.

يتمتع جاستن بيدين رباعيتي الأصابع تُتيحان له حركات تُحاكي حركات الإنسان. صُممت ذراعاه ويداه باستخدام خوارزميات برمجية ، أو إجراءات حسابية مُتدرجة، تُمكنه من التفاعل مع البيئة، وتجنب الاصطدام بالذراع أو اليد الأخرى، وأداء المهام. [ 7 ] يحتوي رأس الروبوت على كاميرتين عاليتي الدقة تُعطيان إحساسًا بالعمق عند تحريك الذراعين. كما أن الكاميرات مُجهزة أيضًا ببرنامج للتعرف على الأشياء . [ 8 ]

يتمتع رولين جاستن، المصمم لأداء المهام اليومية على الأرض، بمنصة متحركة تتيح له التنقل بحرية. وبفضل تشغيل النظام له بشكل مستقل، يستطيع جاستن السفر لمسافات طويلة بحرية. تتضمن المنصة المتحركة أربع عجلات زنبركية (عجلات مصنوعة من زنبركات) تُسهّل حركته. [ 9 ] هذه العجلات متحركة بشكل مستقل، ما يُلبي احتياجات الجزء العلوي من جسم جاستن عند أداء المهام.

ستُجهز نسخة جاستن المخصصة للفضاء بالرأس والجذع والذراعين فقط، دون عجلات. ونتيجة لذلك، ستُزال العجلات الزنبركية والمنصة المتحركة، وسيُركب جاستن على مركبة فضائية.

القدرات

إضافةً إلى إصلاح الأقمار الصناعية، يتمتع رولين جاستن بالعديد من القدرات الفريدة التي تميزه عن الروبوتات الأخرى. على سبيل المثال، يستطيع جاستن التقاط الأجسام الطائرة بنسبة نجاح تصل إلى 80%. [ 10 ] ويعود الفضل في ذلك إلى الكاميرات المثبتة على رأسه، وبرمجيات التتبع، ودقة الإمساك. [ 10 ] ذراعا جاستن مصنوعتان من ألياف الكربون ، مما يسمح له برفع ما يصل إلى 14 كيلوغرامًا (31 رطلاً) على كل ذراع. [ 8 ] كما يستطيع جاستن تحضير الشاي والقهوة وحمل كوب ورقي دون أن يسكب السائل على يديه. [ 10 ] [ 2 ] ولا يقتصر الأمر على تحضير القهوة فحسب، بل يستطيع جاستن أيضًا أداء رقصة من فيلم "بالب فيكشن" . [ 2 ]

تكنولوجيا

اختبار SpaceJustin في سيناريو المريخ عام 2017، والذي أجراه رائد الفضاء باولو نيسبولي ، والذي كان على متن محطة الفضاء الدولية

يتمتع الجزء العلوي من جسم جاستن بـ 43 درجة حرية قابلة للتحكم ، وهو عدد العوامل المستقلة التي تحدد تكوين الروبوت. لا يقتصر دوره على التقاط الأشياء من الأرض فحسب، بل يمكنه أيضًا الوصول إلى الأشياء على ارتفاع مترين تقريبًا. [ 2 ] كما يحتوي الروبوت على مستشعرات عزم الدوران (جهاز يقيس ميل القوة لتدوير جسم حول محور) في مفاصله، مما يسمح له بتحريك ذراعيه ويديه. [ 1 ] إذا ما أُرسل جاستن إلى الفضاء، يُمكن التحكم به من الأرض بواسطة شخص يرتدي هيكلًا خارجيًا ، وهو عبارة عن ذراع وقفاز مزودين بتقنية التغذية الراجعة للقوة (إحساس باللمس من خلال القوى أو الاهتزازات أو الحركات). [ 8 ] [ 11 ] بفضل برنامج جاستن الفريد، يُمكن استخدام أدوات برمجة أساسية مثل ماتلاب أو سيمولينك للتحكم به. [ 1 ] وبالمثل، إذا وُضع جاستن في بيئة منزلية، فسيكون بإمكان البشر التحكم به عبر جهاز آيباد . [ 10 ]

البيانات الفنية

مساحة العمل :

  • القطر: حوالي 1.7 متر

وزن:

  • حوالي 45 كجم

الحمولة :

  • حوالي 15 كجم

درجات الحرية :

  • 2 × 7 للأذرع
  • 5 للجذع
  • 2 × 12 لليدين

أجهزة الاستشعار :

رأس مستشعر 3DMo :

الاختلافات

يمكن إجراء بعض التعديلات على روبوت جاستن. وكما ذُكر سابقًا، فإن روبوت جاستن المُصمم للتركيب على قمر صناعي سيكون بدون عجلات، ومجهزًا فقط بالرأس والجذع والذراعين دون منصة متحركة. ومع ذلك، سيحتفظ بنفس إمكانيات البرمجيات التي يتمتع بها روبوت جاستن ذو العجلات، باستثناء الحركة. إضافةً إلى ذلك، طوّر مركز الفضاء الألماني (DLR) مؤخرًا نسختين جديدتين من روبوت رولين جاستن: جاستن الرشيق، وروبوت تورو البشري المُتحكم بعزم الدوران.

أجايل جاستن

في عام ٢٠١٢، طوّر مركز الفضاء الألماني (DLR) نسخةً جديدةً ومحسّنةً من روبوت "رولين جاستن" أطلق عليها اسم "أجايل جاستن". [ ١٢ ] يُعدّ الفرق الأبرز بين "أجايل جاستن" و"رولين جاستن" هو قدرة "أجايل جاستن" على رمي الكرة. [ ١٢ ] أثار "رولين جاستن" ضجةً في عالم التكنولوجيا عندما تمكّن من التقاط الأجسام الطائرة، ولكن كخطوةٍ متقدمة، طوّر مركز الفضاء الألماني "أجايل جاستن" ليتمكّن من رمي الأجسام. بفضل نسب التروس المختلفة، أصبح "أجايل جاستن" الآن أسرع بـ ١٫٥ مرة، ومجهزًا ببنية ناقل بيانات جديدة وإلكترونيات عجلات متطورة. [ ١٢ ] بنية ناقل البيانات هي نظام ينقل البيانات بين المكونات داخل أجهزة الكمبيوتر أو بينها، بينما إلكترونيات العجلات هي شبكة MIDI (أجهزة تُستخدم للتحكم في الأداء) مصممة لربط عجلات التعديل (عملية تغيير خاصية أو أكثر من خصائص الإشارة الدورية). يبدو أن "أجايل جاستن" هو الخطوة التالية نحو روبوت بشري يتمتع بتحكم كامل في الجسم، وقادر على تنسيق حركات الذراعين واليدين والجذع والساقين (المنصة المتحركة)، مما يجعل حركة الروبوتات أقرب إلى حركة البشر. [ 12 ] وبما أن "أجايل جاستن" قادر الآن على رمي الأشياء، و"رولين جاستن" قادر على التقاط الأجسام الطائرة، فيمكنهما اللعب معًا.

الروبوت البشري الذي يتم التحكم فيه بواسطة عزم الدوران (TORO)

بالإضافة إلى روبوت Agile Justin، عرض مركز الفضاء الألماني (DLR) في عام 2013 روبوت TORO، وهو روبوت بشري مُتحكم فيه بعزم الدوران. [ 5 ] يُعد TORO نقلة نوعية مقارنةً بروبوتي Rollin' Justin وAgile Justin. ويكمن الاختلاف الأبرز بين TORO وكلا الروبوتين في تزويده بزوج من الأرجل، مما يجعله أقرب إلى الإنسان منه إلى الروبوت. كما زُوّد TORO برأس جديد، وجذع أنحف، وأذرع خفيفة الوزن، وأيدٍ مُبسّطة. [ 12 ] وبالمقارنة مع الروبوتات البشرية الأخرى القادرة على المشي، يتميز TORO بقدمين أصغر حجمًا. وقد صُمم هذا الأمر عمدًا كتحدٍّ من قِبل مركز الفضاء الألماني، حيث سيُمكّن الروبوت من تسلق العوائق بسهولة أكبر. [ 12 ] يتمثل الهدف التالي لمركز الفضاء الألماني فيما يخص TORO في تمكينه من القيام بحركات تتسم بـ"التنبؤ والسلاسة"، مثل فتح باب ثقيل أو صعود السلالم. [ 12 ] ويمكن تنفيذ هذه الحركات من خلال عملية ديناميكية، وستكون جزءًا من برامج TORO. [ 12 ] بما أن TORO هو روبوت بشري تم عرضه حديثًا، فسوف يستغرق الأمر بضع سنوات قبل أن يتم الانتهاء من هذه الأمور وإتقانها.

مراجع

  1. 1 2 3 4 "موقع دوكلاندز لايت" الإلكتروني .
  2. ١ ٢ ٣ ٤ بورست، كريستوف؛ أولريش هاغن (يونيو ٢٠٠٨). "أوتوماتيكا ٢٠٠٨" . معهد الروبوتات والميكاترونيات . مؤرشف (PDF) من الأصل بتاريخ ٢٠١٢-٠٢-٠٢ . تم الاطلاع عليه بتاريخ ٢٠٢٤-٠٥-١٥ .
  3. 1 2 إيتون، كيت (18-06-2010). "روبوت فضائي قادر على إصلاح السفن أو تدمير الأقمار الصناعية" . تم الاطلاع عليه بتاريخ 24-06-2011 .
  4. "قيادة روبوت من محطة الفضاء" . وكالة الفضاء الأوروبية. 29 يوليو 2011. تم الاطلاع عليه بتاريخ 15 يوليو 2011 .
  5. 1 2 فالكونر، جيسون (2013). "تقديم TORO، الروبوت البشري الجديد في ألمانيا" .
  6. أكرمان، إيفان. "روبوت جاستن الفضائي سيصلح أقمارك الصناعية، وسيبدو رائعًا وهو يفعل ذلك" .
  7. "الروبوت البشري جاستن" . مركز التفرد . 9 مارس 2009.
  8. 1 2 3 هادهازي، آدم (9 أكتوبر 2010). "أي روبوت بشري يقف بشكل أفضل في الفضاء؟" .
  9. "الإنسان الآلي المتنقل "رولين جاستن""" .
  10. 1 2 3 4 هيوستن، توماس (29 أبريل 2011). "روبوت رولين جاستن يلتقط الكرات ويصنع القهوة" . هافينغتون بوست .
  11. "قيادة روبوت من محطة الفضاء" .
  12. 1 2 3 4 5 6 7 8 ديل، ترافيس. "جاستن الرشيق: جاستن رولين من فيلم ديفيد لي روث يحصل على أخ أصغر وأكثر رشاقة - الثنائي يتعاونان للعب الكرة" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 29 أبريل 2016. تم الاطلاع عليه بتاريخ 13 نوفمبر 2013 .