إدماج آليات السطو الخفيف من أجل التعاون بين البشر والأعباء

السوقيات والمستودعات

وتعتمد عمليات التجارة الإلكترونية واللوجستيات بشكل متزايد على الروبوتات المتنقلة المستقلة والاختيار الآلي، وتعزز هذه النظم الآلية من خلال تمكينها من التعامل مع وحدات الاختلاط في البيوت دون إعادة تركيبها، ويمكن للرقبات السائلة التي تتفق مع شكل الجسم أن تلتقط كل شيء من صندوق من الأظافر إلى كيس من الخس، وفي الفرز التعاوني يمكن للذراع الآلي أن يعمل بأمان مع العمال في مضمار الأمان.

التحديات التي تعترض سبيل التبني على نطاق واسع

وعلى الرغم من وعدها، يواجه الإنسان الآلي الناعم عدة عقبات هامة يجب معالجتها قبل أن تصبح أداة موحدة في التشغيل الآلي التعاوني.

الدوام والحياة الفاتية

وتتحول المواد الصالحة، ولا سيما الذرّات والجلزات، بمرور الوقت عن طريق التقلب المتكرر، وتتطور التعقبات الدقيقة، مما يؤدي إلى تسرب النظم الصبغة أو فقدان المرونة في السكك الحديدية الشكلية، ويستكشف الباحثون بوليمرات التخدير الذاتي وتعزيز الألياف لتوسيع نطاق الحياة، ولكن المكونات الروبوتية اللينة الحالية كثيرا ما تحتاج إلى استبدالها بعد آلاف الدورات، بينما لا يزال الامتثال القوي للموانيين.

الدقة والتكرار

ويصعب تحقيق الدقة على مستوى الميكرون في مهام مثل تجميع الأجهزة الإلكترونية أو الجراثيم، ويعرض الملاجئون للسرقات الهستيريز، والزحف، والتفاوت في التشدد تبعاً لدرجات الحرارة والضغط، ويمكن أن يؤدي التحكم في القاع المغلقة بالأجهزة المستشعرة إلى تخفيف ذلك، ولكن الدقة التي تحققت اليوم كثيراً ما تؤدي إلى تآكل المستودعات الصلبة.

القدرة على التصعيد وكفاءة الطاقة

وتحتاج الروبوتات الناعمة والهدفائية إلى مصارف خارجية ومضخات وقود وقيود للتنقل والتصعيد، وفي حين أن الأجيال الجديدة من المضخات المصغرة (مثلاً، الفطائر أو الكهروستاتيك) آخذة في الظهور، فإنها لا تزال تفتقر إلى معدلات التدفق اللازمة للمحاضرين الأكبر حجماً.

التكتل في النماذج والمراقبة

فالطبيعة غير المباشرة للآليات اللينة التي لا تحصى والتي لا تحصى والتي تجعل من النماذج والمحاكاة مكثفتين، والأدوات التقليدية للدينامية للجسم الصلب غير كافية؛ وتحليل العناصر الزهيدة دقيق ولكنه بطيء جداً بالنسبة للمراقبة في الوقت الحقيقي، ولا تزال التقنيات التي تحركها البيانات - مثل الشبكات العصبية التي تم تدريبها على الوعود المتعلقة بالعرض التركيبي للبيانات، ولكنها تتطلب مجموعات بيانات كبيرة وقد لا تُعمم على نحو سليم.

التكلفة والصناعة التحويلية

وكثيرا ما تنتج المكونات الآلية الطفيفة باستخدام عمليات الفرز أو التلقيح أو الطباعة بواسطة التلقيح الكثيف، أو ثلاثية الأبعاد، فمع ظهور أعداد كبيرة من طرق التصنيع، مثل فرز المزروعات المتعددة المواد، ليست معايير بعد، وهذا يدفع تكاليف الوحدة الواحدة مقارنة بأجهزة التدقيق في المقياس، ومع ظهور الطلب والتصميمات الموحدة، فإن وفورات الحجم ستظل تساعد على تحقيق السلامة، ولكن حاليا.

الاتجاهات المستقبلية: نحو إقامة شراكات بشرية - دون هوادة

ومن المرجح أن يشهد العقد القادم تلاقيكاً بين الروبوتات اللينة وغير ذلك من المعلومات الاستخبارية ذات الطابع التحوّلي، وعلم المواد، والتصنيع المضاف إلى ذلك، من أجل إيجاد نظم تعاونية أكثر قدرة وسهلة المنال.

AI-Driven Adaptation and Learning

وسيؤدي التعلم من الآلات دوراً موسعاً في تمكين الروبوتات اللينة من التكيف مع الأشياء الجديدة واللفتات البشرية والتغيرات البيئية، ويمكن أن يساعد التعلم التمثيلي، على وجه الخصوص، على الضغط على بيانات الاستشعار الذاتي العالية الأبعاد من الجلد غير الميسر إلى تقديرات حكومية قابلة للتنفيذ، وسيؤدي التعلُّم من أجل الإنفاذ في البيئات المحاكاة (مع نقل دقيق من المحاكاة) إلى نماذج للأحذية الآلية التي تُعدّل فيها المهارات الأثاثية.

التصميمات المزودة بأجهزة الاستنشاق البيولوجي والتعددية الوظائف

ولا تزال الطبيعة هي أفضل مصدر للإلهام للآليات اللينة، إذ أن الأسلحة الأوكتوبوسية، وصناديق الفيل، وتشويه الديدان الأرضية، كل منها يقدم مبادئ للتشفير والتلاعب بدون مفاصل صلبة، كما يقوم الباحثون باستكشاف أحواض الألي الصغيرة التي يمكن أن تجمع بين هياكل أكبر أو تعمل معاً من أجل إزالة الأشياء الثقيلة.

المعايير والتحقق من السلامة

ولكي يتم نشر الروبوتات اللينة على نطاق واسع في الصناعة، يجب أن تستوفي معايير السلامة مثل المعيار الدولي للتوحيد القياسي ISO 10218 و ISO/TS 15066، وقد وضعت المعايير الحالية مع وضع آليات صلبة في الاعتبار، بحيث تُدمج مقاييس جديدة ل " السلامة المصاحبة " و " الطاقة المخزية أثناء التصادم " ، كما أن منظمات مثل اللجنة التقنية للآليات تعمل على المبادئ التوجيهية، وقد تم بالفعل الحصول على عدة منتجات مرنة.

التكامل مع التوائم الرقمية واليو تي

ويمكن أن يقترن الروبوتات الطفيفة بتحفيزات رقمية توأمة تستكمل باستمرار استناداً إلى بيانات الاستشعار في العالم الحقيقي، مما يتيح التنبؤ بالنفقة - متوقّعاً عندما يكون الحزن ناعماً على وشك أن يُجرى رصداً عن بعد لمواقع العمل التعاونية، مع الجمع بين شبكة الإنترنت للأشياء، ستصبح الروبوتات التعاونية اللينة رطبة في النظم الإيكولوجية للمصانع الذكية، وتعظيم تدفق العمل، وضمان السلامة عبر نقاط متعددة.

خاتمة

فالآليات الصالحة ليست مجرد رواية بحثية؛ بل هي نهج هندسي عملي يعالج الفجوة الأساسية في الأمان في التعاون بين البشر والأجزاء، ومن خلال زيادة المواد المتوافقة، والاختلال الذكي، والاستشعار المتقدم، يمكن للآليات غير المستقرة أن تعمل جنبا إلى جنب مع الناس بطرق لا يمكن أبدا أن تؤدي إلى حدوث آثار غير مأمونة، ومناولة الأشياء الحساسة، والتكيف مع السلوك الإنساني غير القابل للتنبؤ.