כיצד נוצרים גיבורים – הרובוטים של המחר

3 תגובות

בני אדם מאבדים באופן קבוע את חייהם בריצה אל תוך אזורי אסון, אך כל זה עשוי להשתנות בעתיד הלא רחוק. מהנדסים מתחרים ביניהם כבר היום על בניית שיכולים להחליף אותם

עד סוף השנה הבאה, יצעדו רובוטים אל תוך אזורי אסון. הם לא יתגלגלו פנימה על גלגלים או ינועו על זחלים. הם ילכו, צועדים על פני הריסות, רובם מאוזנים על שתי רגליים. בהשוואה לאנשי שירותי החירום, ינועו המכונות לאט ויעצרו לעתים תכופות. אבל מה שיחסר להם במהירות, הם ישלימו באמינות ובחסכון בחיי אדם. שריפות כימיות לא יכולות לצרוב את ריאותיו של , ותוחלת חיים שמתקצרת בגלל קרני גמא תהיה מכשול לוגיסטי ולא טרגדיה.

קבלו עדכונים לפני כולם בטלגרםקבלו מאיתנו עדכונים לפני כולם - בטלגרםהצטרפו כבר עכשיו לערוץ הטלגרם של הזון


תהיה להם הניידות לעשות את מה שהרובוטים בפוקושימה לא יכלו – לנווט במשבר שמתפתח בסביבה מלאה בדלתות, מדרגות, תשתיות מנותצות ואין-ספור מכשולים אחרים. היכן שרובוטים דמויי אדם קודמים יכלו בקושי להתגלגל על פני שטיחים, יצטרכו המערכות האלו לטפס על סולמות ולהחליק אל תוך כלי שהם עצמם ינהגו בהם. ובעוד היכולת לסובב ידית של דלת היא כיום סיבה למסיבה אפילו במעבדות הרובוטיקה המובילות, יפתחו הרובוטים האלה דלתות שניתן יהיה לפתוח, וישתמשו בכלי עבודה כדי לפרוץ או לנסר את אלה שאינם יכולים.

רובוט הצלה באתגר הרובוטיקה של DARPA, יתחרו במגוון משימות, כולל שימוש בכלים כדי
לפרוץ דרך קיר. ל-THOR, דמוי אדם שנבנה על ידי הצוות של וירג'יניה טק, יש רגליים חזקות
במיוחד. הוא אמור להוכיח את מיומנותו בתמרון על פני שטח ומכשולים

כיוון שאסונות נוטים להפריע או לנטרל את יכולות התקשורת, תהיה למחליפים מידה מפתיעה של אחריות. למעטים, אם בכלל, יהיו מערכות בשליטה מרחוק, הנהוגות על ידי בני אדם המשתמשים בג'ויסטיקים או לובשים כפפות חישה. ההומנואידים יקבלו פקודות מבני אדם מרוחקים, אבל הם ישתמשו באלגוריתמים משלהם כדי לקבוע כיצד לאחוז בצורה הנכונה מסור חרב, היכן להתחיל לנסר ולמשך כמה זמן.

הקטסטרופה לתוכה יכנסו הרובוטים היא, למעשה, מסלול מכשולים, שנבנה עבור אתגר הרובוטיקה של DARPA שנמשך שנתיים, אשר הושק באוקטובר האחרון. על כף המאזניים מונח פרס של שני מיליון דולר, שיינתן לצוות שהמכונה שלו לא רק תזכה לציון טוב במירוץ ראש-בראש בחודש דצמבר הבא, אלא גם תנצח במירוץ השני שיתקיים ב-2014. יצטרכו לבצע שמונה משימות שונות, המציגות גם ניידות וגם יכולות תמרון, שעשויות להידרש מאנשי שירותי החירום.

"מה שאנחנו רואים באסון אחר אסון, מהוריקן קטרינה ועד פוקושימה, ואחריהם סערת-העל סנדי, הוא שיש גבולות ברורים למה שבני אדם יכולים לבצע בשלבים המוקדמים של אסון", אומר גיל פראט, מנהל התוכנית של האתגר. "DARPA מאמינה שרובוטים יוכלו להחליף בני אדם במקומות ובמצבים המסוכנים עבור בני האדם".

חוקי התחרות אינם קוראים במפורש לעיצוב דמוי אדם, אבל המשימות והסביבה הופכות אותו לבחירה הגיונית. מגובה ידיות הדלתות ועד למיקום דוושות הבלמים, כמעט הכל ימוקם וייבנה בפרופורציות של יצורים ההולכים על שתיים. המקומות החשובים לנו מכל באסון הם אלה בהם בני אדם חיים ועובדים – הבנוי בדמותנו עשוי להתאים באופן טבעי.

GUARDIAN Raytheon החברה הקבלנית העובדת מול משרד ההגנה מתכננת למנף את קונספט
השלד החיצוני של ה-XOS שלה – אשר מגביר את כוחם של חיילים – עבור ה-Guardian, ולפתח
טכנולוגיות נוספות כדי להרחיב את טווח התנועה ולהגביר את יעילות האנרגיה

גם סיום של רק כמה מהמשימות של התחרות יהיה הישג יוצא מן הכלל. ביצוע כל השמונה יהיה יותר מזה. זה עשוי לסמן את לידתו של הומנואיד בר יישום, מכונה שהיא גם כשירה וגם חסונה. כאלה יוכלו ללכת למקומות בהם בני אדם הלכו, אבל ברוב המקרים לא חזרו – לקראת עמוד עשן רעיל או כור במהלך התכה, אל תוך ההריסות הטריות של העולם הבנוי. הרובוטים האלה יכולים להיות גיבורים.

הרובוט שצעד לקראתי בהלוך איטי נראה מרשים. פניו משטח שחור חסר תווים, כמו קסדת התפרעויות סגורה. שאר הגוף השוקל 12 ק"ג ונישא לגובה 1.5 מ' עשוי פלסטיק לבן או סגסוגת חשופה. כשהוא נעמד במקום, הוא נראה מאיים למדיי.

אבל CHARLI-2 זז – ובצורה גמלונית. הוא מדשדש על פני הלבד הירוק והסימונים הלבנים של מגרש כדורגל מיניאטורי, כל גופו רועד עם כל צעד קצר. הוא מנופף בעודו הולך, משחק את התפקיד של סלבריטאי חביב. כאשר נגמר לרובוט השטח על השדה המוגבה, הוא כאילו מגרד בראשו עם גדם יד לבן חסר אצבעות. למרבה המזל, CHARLI-2 לא נפל בקצה המסלול. מאחר שהוא לא יכול לכופף את מותניו, אין לו את הגמישות להשיב לעצמו את שיווי המשקל ולחזור למצב עמידה.

זהו אזור ניסויי המבחן של מעבדת הרובוטיקה והמכניקה (RoMeLa), אשר שוכן במספר חדרי מרתף חסרי בווירג'יניה טק. כל הרובוטים של ה-RoMeLa – או אלה שיש להם רגליים – צועדים את צעדיהם הראשונים על הבימה שגודלה כ-9×9 מ', אשר משמשת גם כשדה אימון עבור תחרות ה-RoboCup השנתית. CHARLI-2 ניצח במחלקה שלו באליפות הכדורגל הרובוטי ב-2012, והציג אוטונומיה, גמישות ומהירות ברמה עולמית יחסית להומנואיד.

אבל כבר עכשיו ימיו ספורים. יורשו עומד בקרבת מקום, ממתין לבצע ניסוי מבחן.
הרובוט השני נראה גדול. הוא עדיין בשלבי בנייה; יש לו זוג רגלי אלומיניום מגושמות וגוף תחתון. הגוף העליון, הזרועות והראש עדיין לא שם. אבל החלקים הקיימים מקרינים חוזק. מפעילים ארוכים הדומים למשאבות אופניים ממוקמים לאורך הרגליים שלו ונפרסים על פני מה שמהווה את הגב התחתון. האב-טיפוס הזה הוא היסוד של מכונה שבסופו של דבר תקרא THOR – טקטיים מסוכנים (Tactical Hazardous Operations Robot).

רובוט ללא שם SCHAFT Inc בעוד משימת הניידות הישירה ביותר של ה-DRC – תנועה עצמאית
על פני הריסות – מייצגת סיכון גבוהה עבור כמה מהרובוטים מתחרים העדינים יותר, הרובוט SCHAFT Inc.
אמור להיות מסוגל להתמודד איתה במומחיות. הצוות היפני, במורכב בעיקר מאנשי אוניברסיטת טוקיו,
עיצב כמה מהרגליים היציבות והחזקות ברובוטיקה, המונעות על ידי קבלים ומסוגלות לעמוד בפני בעיטות

"CHARLI-2 הוא ישנה", אומר דניס הונג, מנהל RoMeLa. הוא מצביע על הרובוט השני. "זה העתיד, אבל עם סימן שאלה גדולה – אם הוא יהיה מוצלח. הוא הולך", הוא אמר, "אבל האם הוא באמת יוכל לבצע את כל הדברים ש-DARPA דורשת?".

צוות THOR מורכב מחוקרים מ-RoMeLa, אוניברסיטת פנסילבניה, ומשתי חברות מסחריות, כאשר הונג מתפקד כמנהל הצוות. על אף שהמבחן הראשון באתגר הרובוטיקה של DARPA (ה-DRC) יהיה רק בדצמבר, הצוות כבר זכה באחד הפרסים הנחשקים ביותר של התחרות – הוא בין שבעת הצוותים שהתקבל למסלול A ולכן זכאי לארבעה מיליון דולר לצורך החומרה והתוכנה.

אבל זה לא ההישג הזה שהופך את צוות THOR לאחד המועמדים המובילים. גם לא הצלחות העבר של RoMeLa – CHARLI-2 וההומנואיד הקטן יותר של המעבדה, DARwIn, אשר גם זכה ב-RoboCup בקבוצת הרובוטים לגודלו. הנשק הסודי של הונג הוא ההומנואיד החלקי הזה, עליו התחילה מעבדתו לעבוד קרוב לשנה לפני הכרזת אתגר הרובוטיקה. הוא גם האב-טיפוס לפרויקט הומנואיד נוסף שנשמע בלתי אפשרי באותה מידה – SAFFiR – כיבוי אש אוטונומי לספינות (Shipboard Autonomous Fire Fighting Robot).

ה-SAFFiR הוא חלק מחוזה של משרד המחקר של הצי האמריקני המבקש ליצור קשיח, לוחם אש, יעיל במיוחד. התפקיד שלו דומה לזה שהוצע על ידי DARPA: הוא יצטרך להיכנס לאזור מסוכן, לנווט במקומות שם הראות לקויה ולשמור על שיווי משקל בסביבה לא יציבה – במקרה הזה, במסדרונות ועל סיפוניה של ספינה בלב ים. אבל העבודה של SAFFiR שונה גם מזו של THOR – הוא צריך לבצע הוראות מילוליות, לדעת לקרוא סימניידיים של האדם שמולו, לזרוק מכלי חומר מדכא-בעירה אל תוך הלהבות, או לכבות אותן עם זרנוקי מים המופעלים ממערכת תיק גב מטווח אפס.
ה-SAFFiR מספק לצוות של הונג יתרון התחלתי מובהק.

כיוון שלשתי התוכניות יש מטרות חופפות, מחקר שהופנה ל-SAFFiR ייושם ל-THOR ולהיפך. אותה הנדסה בסיסית, מובדלת על ידי התמקצעויות שונות באמצעות כלי עבודה ויכולות שונים, עשוייה לבצע בסופו של דבר את שתי העבודות. תיאורטית היתרון של ההומנואיד מצוי ביכולת להתאים את עצמו ולבצע מגוון רחב של משימות, בין אם מדובר בצעידה מעל ספי הדלתות "דופקי-הברכיים" הגבוהים הנמצאים בכלים ימיים או בזחילה על פני הריסות לא יציבות באתר אסון על היבשה.

עד לנקודה הזאת, צוות THOR התמקד כמעט לחלוטין בניידות. התמרון – היכולת לאחוז בהגה, בכלי עבודה ובשלבי סולם – יהיו חשובים בהמשך הדרך, אבל תנועה מהירה ויציבה בשטח, היא עדיין הבעיה הדחופה ביותר. בסופו של דבר, אם הומנואיד אינו יכול להגיע בצורה אמינה למשימה שלו, למי אכפת כמה טוב הוא מתמודד עם פטיש אוויר?

תנועה על שתי רגליים הייתה תמיד ההבטחה והסכנה הגדולה של רובוטיקת הומנואידים. היא תוכל לאפשר למכונות לתמרן טוב יותר דרך מגוון סביבות, בעיקר כאלה שנבנו על ידי בני אדם. אבל זה קשה מאוד, וגם מסוכן מאוד – כמעט כל נפילה יכולה להיות הרת אסון. זאת הסיבה לכך שרובוטים כמו CHARLI-2 צועדים בהססנות, בוחנים בזהירות את המיקום המדוייק של כל רגל, תוך שימוש במערכת בקרת מיקום.

CHIMP – אוניברסיטת קרנגי מלון לפני שרובוטים יוכלו לפעול בסימולציית האסון, הם יצטרכו להגיע
אליה. אם קרנגי מלון תצליח ליישם את האלגוריתמים האגרסיביים של הנהיגה שסייעו לה לנצח
במירוץ המכוניות הרובוטיות של DARPA ב-2007, הרובוט CHIMP שלה יוכל לקחת בקלות את
המשימה הזאת. הניידות דמוית הפרימט של הרובוט – המסוגל לעבור בקלות מתנועה דו-גפית
לארבע-גפית – תוכל להוות את ההבדל בין יציאה מהרכב לבין נפילה ממנו

לרובוט כמו CHARLI-2 או ה-Asimo של הונדה – הומנואיד שהולך, מדלג ורוקד במופע שלו ב-Tomorrowland של דיסני – יש בדרך כלל מפעילים המוטמעים במפרקים שלו שיכולים להסתובב כדי לכופף או ליישר כל רגל. כאשר קצב ההליכה שלו גובר, המנועים האלה מסתובבים מהר יותר, אבל הרובוט מגיע למגבלת מהירות פונקציונלית; הוא אינו יכול לאפשר למומנטום להשתלט על התנועה, כמו שאנחנו עושים כשאנחנו מתחילים לרוץ. המפרקים שלהם נוקשים מדיי, והאלגוריתמים שלהם דורשים חישוב רציף של מיקום הגפיים שלהם. הם לא זזים כמונו, עם יכולת האיזון שלנו תוך כדי תנועה. שמשתמשים רק בבקרת מיקום חייבים לדעת את הגיאומטריה המדוייקת של הקרקע מתחתם.

לשם השוואה, הרובוט החדש של RoMeLa משלב בקרת כוח. הוא הרבה יותר ביולוגי בעיצובו ובתיפקודו. "ההבדל העיקרי הוא מפעילים אלסטיים מסדרה לינארית", אומר הונג. "שלנו נבנה בהשראת האנטומיה האנושית. המפעילים שלנו נמתחים ומתכווצים כמו שריר אנושי".

המפעילים הארוכים והצילינדריים, ממוקמים בערך במקום שם אמורים היו השרירים להיות ממוקמים; הם גם מתפקדים כמוהם, באמצעות קפיצי טיטניום שמספקים בלימת זעזועים לכל צעד ואלסטיות לקפוץ מצעד אחד לבא אחריו. האיכויות האלה מאפשרות לרובוט להשתמש גם בבקרת כוח: הוא יכול להגביר את מהירות ההפעלה שלו, להפעיל את השרירים המדומים האלה בצורה חזקה יותר ולעקוף את הפאניקה האלגוריתמית שמתעוררת כאשר תוכנת בקרת המיקום אינה יכולה לחזות בצורה מושלמת כל צעד. כתוצאה מכך, יש לו גם יותר הזדמנויות להחזיר לעצמו את שיווי המשקל. העיצוב הגמיש עשוי לנסות להפוך מעידה לכפיפה במקרים ש-CHARLI-2 עלול ליפול בפתאומיות על רגליו הנוקשות. על ידי איזון בקרות כוח ומיקום, הרובוט יכול לנוע בצורה קרובה יותר להליכה המשוחררת, המאולתרת – ובסופו של דבר היעילה והעוצמתית יותר – של בני האדם.

היתרונות במפעילים דמויי שרירים וסכמת בקרה שיכולה להתאים את עצמה יותר למצב נתון, אמורות להיות מהירות ויציבות יותר, ולהביא סוף לרובוטים הדו-רגליים ההססניים. הרובוט הזה יתקדם בצעדים ארוכים יותר על פני השטח, עם קפיציות לכל צעד. הוא ינוע בתנועה נועזת – כי זה מה שהוא צריך לעשות.

כשניקולאוס ראדפורד קרא לראשונה את נוסח תנאי התחרות שהוציאה DARPA ל-DRC, הוא נרתע. כסגן מנהל פרויקט הרובונאוט של נאס"א, הומנואיד שכיום נבחן על תחנת החלל הבין-לאומית, הוא ידע מה הומנואידים יכולים ולא יכולים לעשות. "זה נראה היה כאילו ילד בן שש כתב אותה", הוא אומר. "ואז ניתן לו לנהוג באוטו, ואז ניתן לו לטפס על סולם ואז להפעיל משאבה!".

אלא שתנאי ה-DRC מוגזמים בכוונה, והוא בלי ספק תחרות הרובוטיקה הקשה בהיסטוריה. החוצפה והפשטות שבה ההזמנה לתחרות כתובה הוכחה כמגרה מאוד למהנדסים. פרט לחסרון הבולט של ה- Asimo של הונדה, שעשוי עדיין למצוא את עצמו מתחרה במסלול D שאינו זוכה למימון, ושמתוכנן להיכנס לתחרות בשלב מאוחר יותר, משך אליו ה-DRC את מעבדות הרובוטיקה הטובות בעולם. לצד צוות THOR, מסלול A כולל שני צוותים של נאס"א, אחד מאוניברסיטת קרנגי מלון (המוסד שזכה באתגר הרובוטיקה האחרון של DARPA, מירוץ מכוניות אוטונומיות), חברה הוקמה על ידי אנשי אוניברסיטת טוקיו, ומשתתף מהחברה הקבלנית העצמאית Raytheonהעוסקת בפרויקטים בטחוניים.

רובוט ללא שם – מרכז החלל ג'ונסון של נאס"א המתחרה הסודי ביותר של JSC ידגים ככל הנראה את
המיומנות של רובונאוט 2, שכבר עכשיו משימות בתחנת החלל. הצוות מתכנן גם לשאוב
רעיונות מהשלד החיצוני X1 המיועד לאסטרונאוטים

צוותים במסלול B ו-C עוסקים רק בתכנות, אבל הם יתחרו בהפעלת הרובוטים שנבנו על ידי Boston Dynamics (המוכרת בעיקר בשל מערכת ה-BigDog בעלת ארבע הרגליים שלה). הרובוט הזה, המסופק על ידי הממשלה, שניבנה על Boston Dynamics בהסתמך על האבות-טיפוס של ה-PETMAN וה-Atlas, נראה שהוא עתיד להיות אחד מההומנואידים המוכשרים עד כה; מפעילים הידראוליים עוצמתיים מאפשרים לו לדלג מעל מרווחים. בתחרות הגמר שתערך ב-2014 יוצגו שמונה רובוטים שיזכו בממוצע הציונים הגבוה ביותר מכל המסלולים, כך שעימות מכריע בין ה- לטובים במסלול A הוא כמעט בלתי נמנע.

מה שפחות ודאי הוא אם יהיה בגמר המסוגל לבצע פיזית את כל שמונה המשימות. ראשית, ישנם אתגרי ניידות: רובוטים חייבים לנוע על פני הריסות ודרך סביבות מתועשות. אבל אף הומנואיד עוד לא הציג את היכולת לנווט בסביבה לא מאוזנת למשך זמן ארוך, ורובוטים בעלי שש רגליים שנבנו בהשראת חרקים, הם אמנם יציבים יותר, אבל הם נעים בקצב איטי מעצבן על פני סלעים והריסות. צוות THOR רואה במפעילים שלו יתרון משמעותי כאן. צוות SCHAFT Inc. המבוסס בטוקיו הדגים אף הוא בעבר פלג גוף תחתון איתן ביותר של הומנואיד, ה-HRP3. שיווי המשקל המוחלט של הרובוט הזה ומפעילי המנועים העצמתיים שלו המקוררים באמצעות נוזלים עשויים לתת לו יתרון אדיר. גם הרובוט THOR וגם הרובוט SCHAFT Inc. יתאימו מאוד לטיפוס על סולמות, משימה אשר, על פי הונג, אפשר להתמודד איתה כמעט לחלוטין באמצעות רגליים חזקות, ועם ידיים שפשוט נסגרות מסביב לשלבים כדי למנוע מהרובוט ליפול.

המשימות המבוססות על תמרונים, אשר כוללות פתיחת דלתות וסגירת שסתום דולף, אינן מסוכנות באותה מידה: הסבירות שמברג שנפל יוציא מהתחרות פחות סבירה מנפילה על הפנים. אבל לעת עתה, לאף אחד מהמשתתפים אין יתרון ברור. הצוות של ראדפורד במרכז החלל ג'ונסון (JSC) מכניס לתחרות שטכנולוגיית הליבה שלו מופקת בחלקה מרובונאוט, שיש לו ידיים מיומנות במיוחד בעלות חמש אצבעות. רובונאוט יכול כבר עכשיו לעבוד עם כלים וממשקים בהם משתמשים אסטרונאוטים במהלך הליכות , בין אם באופן אוטונומי או באמצעות הפעלה מרחוק. אם המתחרה חסר השם של JSC יהיה מיומן כמו רובונאוט, ואם הצוות יוסיף פלג גוף תחתון המסוגל להגיע ליעדים המגוונים של המסלול, הוא עשוי לבצע בצורה מבריקה משימות כמו החלפת רכיב ושימוש בכלי עבודה.

יש גם אפשרות, שלמרות האתגרים ממוקדי-האדם, הרובוט בעל היכולות המגוונות ביותר יקבל צורה שונה לחלוטין. יש סיבה טובה מדוע הומנואידים טרם נכנסו אל חיינו: קשה לשחזר את הפיסיולוגיה המנצחת שלנו בעלת שתי הרגליים ושתי הזרועות באמצעות פלדה וסוללות ליתיום. "בני אדם יעילים בהליכה מבחינה אנרגטית פי-15 מרובוטי ההומנואיד הטובים ביותר", אומר ראדפורד, "ושומן אנושי אוגר אנרגיה בצפיפות גבוהה פי 30 מסוללות. זהו חסרון משמעותי למערכות האלה, היישר מנקודת הזינוק".

ה-CHIMP, מתמודד במסלול A מטעם אוניברסיטת קרנגי מלון, שנוצר בהשראת הפרימטים, יוכל לעבור בקלות מתנועה דו-גפית לתנועה ארבע-גפית כדי לחלוף טוב יותר על פני מכשולים. צוות השני של נאס"א המתחרה במסלול A, הצוות של מעבדת ההנעה הסילונית (JPL), מתכנן להתמודד עם ה-RoboSimian – הגרסה שלו ההולכת על ארבע, שילוב ביומכטרוני שעיצובו ותנועותיו מזכירים יצורים ימיים באותה מידה שהם מזכירים קוף.

"בעוד חלק מהרובוטים בפרויקט של DARPA יהיו הומנואידים בצורתם, אנחנו יודעים שאחרים לא יהיו", אומר דר' גיל פראט מנהל הפרויקט. "אנחנו מחפשים רובוטים המתנהגים כמו בני אדם". נצחון של ה-CHIMP או ה-RoboSimian עלול לא רק לטרפד את הסיכויים של הצוותים האחרים לזכות בפרס שני מיליון הדולר, אלא גם לשנות באופן יסודי את תחום רובוטיקת ההומנואידים כולו – ולהעביר אותם לתפקידים שם חשוב יותר להיראות כמו בן אדם מאשר לנוע כמו אחד. מדוע לשאוף לגיבור דו-רגלי אם בעל ארבע רגליים מתאים יותר למשימה?

JPL בחרה בפינצטה מאפיינים וגישות מגוונות הקשורות לטבע כדי לבנות את RoboSimian; הסימטריה הכמעט רדיאלית בעלת זרועות התמנון שמחקה את זו של כוכב ים. "לבני אדם יש מבנים הנגזרים לפי הצרכים", אומר ברט קנדי, המפקח על קבוצת הרכבים וכלי התמרון ב-JPL. "הראש, הצוואר והמיקום של שאר חלקי הגוף שלנו, הם תוצר של צורך פונקציונלי ספציפי, כמו למשל מיקום העיניים, במקום הנכון ביותר שם אנחנו צריכים שהן יהיו. אבל לא צריכים להיות מוגבלים בגלל האבולוציה שלנו. אם אנחנו זקוקים למצלמה במקום מסויים, אנחנו שמים אותה שם".

ROBOSIMIAN – מעבדת ההנעה הסילונית של נאס"א על ידי עיצוב ה-RoboSimian עם ארבעה גפיים
לשימוש כללי, JPL מקווה להוכיח שרובוט שירותי חירום צריך להתרכז ביעילות מבצעית ויציבות
פאסיבית במקום לחקות בני אדם

ל-RoboSimian אין חלק קדמי, אחורי או צדדים, והעיצוב היעיל בצורה חסרת הרחמים הזאת עשוי להפוך אותו למתחרה מאיים מבחינות שלא יהיו מובנות מאליהן עד דצמבר. במקום שחלק מהרובוטים האחרים ינועו בצורה גמלונית מצחיקה, או בצורה חסרת שיווי משקל בצורה מסוכנת, כשהם יכנסו ויצאו מרכבי השירות – יצטרכו ההומנואידים להתכופף על ציר וליישר את עצמם חזרה. ה-RoboSimian אמור להיות מסוגל פשוט לנוע הצידה אל תוך מושב הנהג. ולאחר שהם כבר שיגרו בהצלחה שלושה רכבי מאדים, JPL למדה כיצד לדחוף את הרובוטים שלה לבצע משימות בסביבות קשות ובלתי צפויות עם מאגרי אנרגיה וקווי מוגבלים.

המערכות האלה מגיבות לפקודות, אבל מאחר שמדובר בפיגור רדיו של שמונה דקות בין כדור הארץ למאדים – הן צריכות לבצע כמעט את כולן באופן אוטונומי. עבור קנדי וצוותו, ה-DRC עשוי להיות עוד יום עבודה רגיל במשרד.

הונג, אשר עבד עם קנדי לפני שנים על אחד מה-RoboSimian הראשונים, מצפה לתחרות קשה מול כל הצוותים המתחרים במסלול A, אבל ב-JPL הוא רואה איום קיומי. "האם תצורות לא-הומנואידיות באמת יוכלו לעשות את כל הדברים האלה?" אומר הונג. "אם הם יוכלו, זה יבטל לחלוטין את כל הפילוסופיה שלי המסבירה מדוע אנחנו זקוקים להומנואידים" – לתמרן בסביבה אנושית. "אבל אם הם לא יוכלו, זה דבר טוב עבורינו", הוא אומר. "הם יוכלו להוכיח שאני צודק לחלוטין או טועה לחלוטין".

ה-CHARLI-2 חצה את משטח הניסויים. אחריו אמורים לעבור אותו THOR ו-SAFFiR. הוא הראשון שיוצא למבחן היום. יש איום ממשי בדבר הזה: ה"שרירים" המפעילים שלו צווחים עם כל תנועה, ואורות האינדיקטור הכחולים בפסגת פלג הגוף העליון הקטום שלו מפחידים באותה במידה. הוא הולך כשהוא מחובר בכבל לחישוק קפיצי עשוי סיב פחם ואלומיניום (שאמור לתפוס אותו אם הוא יפול) עם נורת אזהרה בצבע ענבר וכפתורי עצירת-חירום באדום בוהק. לזרועות שלו, שעדיין נמצאות בשלבי בנייה, יהיה כוח דומה לזה של גבר בוגר. אבל הרגליים שלו על-אנושיות. על פי דבריהם של חברי הצוות מ-RoMeLa, הרגליים חתכו בצורה מפתיעה סגסוגת אלומיניום שהם מיקמו כחוצץ בין העקבים והקרסוליים. הרובוט הזה כבר עכשיו יותר חזק ממה שהצוות חזה, ומסוגל להעיף את רגליו קדימה מהר ממה שהעין יכולה לעקוב.

אבל התנועה שלו לא מתאימה לחומר ממנו עשויים חלומות בלהות של המדע הבידיוני. על כל כוחו וצורתו השרירית, האב-טיפוס של הרובוט איטי. זהו רק היום השלישי שהוא הולך, כמובן, והאלגוריתם בו הוא משתמש נלקח מ-CHARLI-2 המקורי. אז בעוד הצעדים שלו ארוכים יותר וה"שרירים" המפעילים שלו מהירים יותר, אני צופה רק בשבריר מהמהירות אליו הוא יגיע בסופו של דבר. RoMeLa מקווה להוכיח שרובוטים דו-רגליים יכולים גם להשתמש באנרגיה בצורה חסכונית יותר; אם המפעילים האלסטיים האורכיים יתפקדו כצפוי, הם יוכלו להתמקם בפער טווח היעילות בין החי והרובוטי. הומנואיד ששורף רק פי חמישה אנרגיה מבן אדם בזמן הליכה יהווה פריצת דרך הנדסית משמעותית.

כוח הוא תמיד סיבה לדאגה ברובוטיקה, אבל הוא בעייתי במיוחד במהלך מבחני ההליכה של היום. אחד היתרונות של העיצוב של ההומנואיד הזה הוא שהמפעילים יכולים להשיב לעצמם כמות קטנה של אנרגיה במהלך כל צעד, בדומה לבלימה משובית ברכב היברידי-חשמלי. אבל הברך הימנית עושה בעיות. היא משיבה יותר מדיי אנרגיה, כך שמתח החשמל מזנק ומפעיל תהליך כיבוי אוטומטי, אשר גורם לרובוט להתהפך. זאת ההיפותזה בכל אופן. מאוחר יותר, כשהרובוט עומד במקום ושומר על שיווי משקל באופן אקטיבי, הונג לוחץ בכובד גופו על המכונה. השלד של הרובוט, שמשקלו 30 ק"ג בלבד, נושא את כל כובד גופו של הונג מבלי להתכופף או לסבול מעליית מתח משתקת. העומס על הברך לא גרם לה להיכשל. נראה כאילו עליות המתח בה מתרחשות באופן רנדומלי.

DRC-HUBO – אוניברסיטת דרקסל המשימות בתחרות הקשורות לשימוש בכלים, אשר עשויות לכלול
חיבור צינור כיבוי אש לברז וסגירת שסתום, יהיו קשות לרובוטים בעלי שלוש אצבעות בלבד. לאב-טיפוס
של ה-HUBO של דרקסל, אשר יעבור נוסף בשיתוף פעולה בין עשרה בתי ספר, יש ידיים מיומנות
בעלות חמש אצבעות. הוא כבר הציג את היכולת לאחוז מגוון רחב של חפצים – מכדורים ובקבוקים ועד כלי עבודה

צוות RoMeLa מתעד את הנתונים וממשיך הלאה. יש להם חודשים, אולי שנים, כדי לאתר ולטפל בבעיות. חלק מהפתרונות יהיו ספציפיים למשימות העומדות בפניהם. אבל אחרים יהיו יישימים למיזם הרחב יותר של הרובוטים שמתפקדים בעולם אנושי. "הדוגמה הטובה ביותר לפרויקט בסיכון גבוה בעל החזר גבוה הוא הומנואיד", אומר הונג. "אם הוא יכול להילחם באש, אז אתה יכול להשתמש בו לשטיפת סיפון, לבישול אוכל ולהבאת חפצים. זאת הסיבה שאני מכנה אותו האולר השוויצרי של הרובוטים. אם אתה מצליח, אתה יכול להשתמש בו כמעט לכל דבר".

זאת ההבטחה ארוכת הטווח של THOR, SAFFiR ואבות-טיפוס אחרים של הומנואידים: שהם יתחילו דורות של מערכות מיליון-דולר מוגבלות, וכשרכיבים מורכבים יצלחו ניסויי שדה והייצור ההמוני יתחיל, הכול יהפוך לזול יותר. למשימות צבאיות ורפואיות יסללו את הדרך לדגמים המתאימים לקהל הרחב, אלה שמסייעים לזקנים ובעלי מוגבלויות, מנקשים עשבים בגינות ועושים כביסה. בהתחלה, הם יצילו חיים. מאוחר יותר, הם יוכלו לפנות את סופי השבוע ממטלות.

המבחן הראשון שיציג בפני הציבור את הטכנולוגיה של RoMeLa יתחיל בחודש נובמבר הקרוב, כאשר SAFFiR יצעד על סיפון ה-U.S.S. Shadwell, ספינה מתקופת מלחמת העולם ה-II שהוצאה מכלל שימוש ועוגנת כעת במוביל, אלבמה. הוא כנראה לא יתיז מים מצינורות או יזרוק חפצים, אלא יהלך סביב ויתרגל להליכה על סיפון ספינה. חודש לאחר מכן, יתחרה THOR במשימה הראשונה שלו. המבחנים האחרים יבואו בעקבותיהם, כולל שריפה בשטח מטענים של הצי האמריקני וסימולציית האסון של ה-DRC, שניהם מתוכננים ל-2014.

לא משנה מה יהיו התוצאות של הפרויקט הרובוטי של DARPA – אפילו אם הן יצביעו לכיוון הרובוט ההיברידי המורכב מהגפיים, שהציג את היציבה וסכמות הבקרה בעלי הביצועים הטובים ביותר – השאלה האמיתית אינה אם רובוטים יהיו מוכנים אי פעם לפעילות מבצעית משמעותית. בדיוק כפי שהפרויקטים – ה-Grand וה-Urban של DARPA האיצו את פיתוחן של מכוניות רובוטיות והובילו בסופו של דבר ל-Prius האוטונומי של , אתגר הרובוטיקה יניע התקדמות לקראת בעל יכולות משמעותיות. אחרי התחרות, זו תהיה רק שאלה של זמן עד שהם ישתלבו בקהילה וכיצד.

זה עשוי לקחת עשור או שניים עד שהרובוטים יופיעו בבתי חולים, שם הם יסייעו למטופלים להיכנס ולצאת מהמיטה, או באתרי בנייה בחודשי החורף הקרים ביותר, כדי להחליף עובדים המשמרות הלילה. אבל עוד לפני כן, תוכלו לראות מכונות דמויות אדם צועדות אל תוך איזורי אסון. אולי הם יופיעו ברשת, בתמונה חטופה ורועדת שצולמה במצלמת טלפון. או אולי תראו אחד במו עיניכם, מגיח מתוך העשן, שידו מושטת לידכם.

 

עוד על חידושים בגליון אפריל של popular science ישראל – למבצע היכרות מיוחד לגולשי HWzone.co.il