علمی، پژوهشی و فناوری

ماشین‌های انسان‌نمایی که آینده انسان را می‌سازند/تشریح قابلیت شناختی ربات‌ها

به گزارش پایگاه خبری علم و فناوری : ربات‌های انسان نما هنوز در مراحل اولیه توسعه هستند، اما چند نمونه از آنها فرایند تحقیق و توسعه را پشت سر گذاشته و به عنوان کارمند رستوران، فروشنده، غواص آب‌های عمیق و همچنین هم نشین سالمندان به دنیای واقعی راه یافته اند. برخی دیگر نیز نوآورانه‌تر هستند و می‌توانند اکستر موسیقی را رهبری کنند و در کنفرانس‌ها به مهمانان خوشامد بگویند.

هر روز نسخه‌های جدیدتری از این ربات‌ها ساخته و به جهان معرفی می‌شوند. این ربات‌ها تاثیری مثبت در صنایعی مانند لجستیک، تولیدات کارخانه‌ای و مهمانپذیری دارند. اما میزان استفاده آنها محدود است و هزینه ساخت بالایی دارند.

با این وجود به نظر می‌رسد بخش مذکور رشد کند. ارزش بازار ربات‌های انسان نما در ۲۰۲۳ میلادی ۱.۸ میلیارد دلار تخمین زده می‌شد و پیش بینی می‌شود این رقم تا ۲۰۲۸ میلادی به ۱۳ میلیارد دلار برسد. ربات‌های انسان نما با قابلیت‌های هوش مصنوعی بیشتر و رفتار‌های مشابه انسان بیشتر می‌توانند در بخش سرویس رسانی، آموزش و بهداشت و درمان وظایف بیشتری را برعهده گیرند.

با توجه به سرمایه گذاری‌های اخیر، طلوع ربات‌های انسان نمای پیچیده دیر یا زود اتفاق می‌افتد. 

اما قبل از آنکه شرکت‌ها بتوانند به طور کامل ربات‌های انسان نمای خود را ارائه کنند، برنامه آزمایش توانایی آنها برای فعالیت و همکاری با انسان‌ها به طور ایمن در کارخانه، انبار و نقاط دیگر باید انجام شود.هنوز مشخص نیست چه تعداد ربات انسان نما در جامعه یکپارچه می‌شوند و چگونه انسان‌ها کمک آنها را قبول می‌کنند. هرچند برخی از مردم اوج گیری چنین ربات‌هایی راترسناک، خطرناک یا رقابت بی دلیل در بازار کار قلمداد می‌کنند، اما مزایای احتمالی آنها مانند افزایش کارآمدی و ایمنی از بسیاری از پیامد‌های پی بینی شده بیشتر است.

درهر حال ربات‌های انسان نما تاثیری بی همتا برزندگی انسان خواهند داشت و از هم اکنون می‌توان نشانه‌های آن را دید. آنچه در زیر می‌خوانید برخی از نمونه‌های برتر ربات انسان نما هستند که در دنیای امروز عرضه شده اند.

آمکا

هنگامیکه عبارت «پیشرفته‌ترین ربات انسان نمای جهان» را جستجو می‌کنید، بیشتر نتایج به ربات آمکا ساخت شرکت ENGINEERED ART منتهی می‌شود. آمکا به طور ماژولار مهندسی شده و سخت افزار و نرم افزار آن قابل ارتقا است. همچنین ظاهر ربات تهدید آمیز نیست به همین دلیل ارتباط انسان با آن راحت‌تر به نظر می‌رسد.

در آمکا چند میکروفون، دوربین‌هایی در چشم و یک دوربین روی سینه نصب شده و ابزار مجهز به فناوری شناسایی چهره است. این ربات پلتفرمی ایده آل برای توسعه فناوری رباتیک با اتکا به رابط انسان-ربات است. هرچند آمکا هنوز نمی‌تواند راه برود، اما در طراحی آن پتانسیل تحرک در آینده نیز در نظر گرفته شده است.

قابلیت‌های شناختی آمکا نیزپس از ادغام چت جی پی تی ۳ و جی پی تی ۴ (متعلق به شرکت اوپن‌ای آی) ارتقا یافته اند و ربات می‌تواند سوالات را درک کند، پاسخ دهد، لطیفه بگوید، صدای سلبریتی‌ها را تقلید کند، برقصد و گفتگو انجام دهد.

آنچه باعث شده آمکا خارق العاده باشد ویژگی‌های واقع گرایانه صورت و حرکات اوست. این ربات با کمک ۲۷ محرک جزییاتی مانند حرکت لب وابروها، بازو‌های متحرک، انگشتان و گردن را کنترل می‌کند و در کل به ربات ۶۱ درجه آزادی حرکت داده شده است. این ویژگی‌ها به آمکا اجازه می‌دهند تا به طور طبیعی‌تر ارتباط برقرار کند و متمایز از دیگر ربات‌ها شود.

آلتر ۳

دانشگاه اوزاکا با همکاری شرکت MIXI ربات Alter۳ راساخته اند که با کمک یک شبکه عصبی مصنوعی کار می‌کند و موسیقی شناس است. نسخه‌های قبلی آلتر در اپرا آواز می‌خواندند. آلتر ۳ که حسگر‌های بیشتر و قابلیت بیانی بیشت رو همچنین سیستم صداسازی برای خواند آواز دارد در سال ۲۰۲۰ میلادی یک ارکستر را رهبری کرد و اجرای زنده داشت.

طراحی آلتر ۳ حالات صورت بسیار واضحی دارد که طیف وسیعی از احساسات مانند خندیدن، اخم کردن وحتی آواز خواندن را نمایش می‌دهد.
 پروتز پوستی روی صورت گردن و بازو‌ها و آرنج آن را می‌پوشاند و باقی بخش‌ها بدون پوشش هستند تا حالت مکانیکی طبیعت را نمایش دهند. این طراحی نشان دهنده مکانیسم‌های داخلی ربات است.

آلتر ۳ از ترکیب محرک‌های پنوماتیکی و مبتنی بر سروو استفاده می‌کند که توسط ۴۲ محرک و یک ژنراتور الگوی مرکزی (CPG) که با یک شبکه عصبی ادغام شده، کنترل می‌شوند. به این ترتیب امکان حرکات روان و واقعی برای ربات فراهم می‌شود.
این ربات مجهز به حسگر‌های بصری و مسافت برای حرکت خودران است و بازخورد حسگر‌ها ومیکروفون‌های آن به یک سیستم هوش مصنوعی وارد می‌شود تا واکنش پویاتری نسبت به محیط داشته باشد.

آرمار ۶

محققان انستیتو کارلزرو در آلمان ربات انسان نمای آرمار ۶ را برای کار در محیط‌های صنعتی ابداع کرده اند. این ربات می‌تواند از مته، چکش و ابزار‌های دیگر استفاده کند. همچنین آرمار ۶ مجهز به هوش مصنوعی است که به آن اجازه می‌دهد اشیا مختلف را بگیرد و آنها را به همکاران انسانی اش بدهد. همچنین این ربات می‌تواند فعالیت‌های نگهداری مختلف مانند تمیز کردن سطوح را انجام دهد و حتی در صورت نیاز می‌تواند کمک حال باشد.

آرمار ۶ شامل قفسه سینه و ۲ بازوی است که روی پایه‌ای چرخ دار فعال شده اند تا در محیط‌های صنعتی ناوبری کنند. این ربات ۴ رایانه روی پایه متحرک خود دارد و قدرت رایانشی قابل توجهی برای کنترل پردازش تصویر، الگوریتم‌های ادغامی و نصب یادگیری ماشینی و هوش مصنوعی در ساختار نرم افزار ArmarX دارد. 

مفصل‌های آن به وسیله واحد‌های کنترل حسگر-محرک، حرکت می‌کنند. این واحد‌ها به حرکات دقیق و کنترل شده منجر می‌شود.

ربات دارای ۲۷ درجه آزادی است و می‌تواند تا ۱۰ کیلوگرم را با یک بازوی کاملا باز حمل کندو حداکثر ظرفیت بلندکردن بار آن در مسافت‌های متوسط ۱۴ کیلوگرم است. 

آپولو

شرکت آپترونیک رباتی به نام آپولو ساخته که می‌تواند تا ۵۵ پوند بار را حمل می‌کند و برای فعالیت در کارخانه‌ها و انبار‌ها ساخته شده و احتمالا در صنایعی مانند خرده فروشی و ساختمان سازی به کار رود. این ربات با وزن حدود ۷۲.۶ کیلوگرم می‌تواند با یک بارشارژ باتری تا ۴ ساعت کار کند.

آپولو طوری ساخته شده تا با اندازه و قابلیت‌های انسان رقابت کند و به همین دلیل برای انجام فعالیت‌های مختلفی که انسان می‌تواند انجام دهد، مناسب است.

طراحی آپولو به گونه‌ای است که به آن اجازه می‌دهد تا ۲۵ کیلوگرم بار را حمل کند این ربات بسیار ماهر است و طرحی ماژولی دارد که روی هرگونه پلتفرم متحرکی خواه ثابت، یا متحرک سوار می‌شود.

سرو سینه ربات مجهز به چراغ‌های ال‌ای دی است تاوضعیت آن را نشان دهد. همچنین ربات مجهز به یک پک باتری قابل تعویض است.

این ربات دارای «ساختار کنترل نیروی پیشرفته» است و مناطقی ایمن را برای افزایش ایمنی عملیاتی مشخص می‌کند. می‌توان آن را از طریق نرم افزاری مخصوص که روی هر دستگاهی سوار می‌شود کنترل کرد. مرسدس بنز قابلیت‌های آپولو را شناسایی کرده و آن در کارخانه هایش به کار گرفته است.

اطلس

ربات اطلس شرکت بوستون دینامیکس می‌تواند بپرد پشت وارو بزند و از حسگر‌های عمق برای ادراک در زمان واقعی و فناوری کنترل مدل پیش بینی برای بهبود حرکت استفاده می‌کند. قطعات اطلس با چاپگر سه بعدی ساخته شده است و محققان رباتیک این شرکت آن را به عنوان یک ابزار تحقیق و توسعه برای افزایش قابلیت‌های چابکی و هماهنگی مشابه انسان به کار می‌گیرند. نسخه جدید و الکتریکی اطلس بسیار نوید بخش است.

این ربات که برای قابلیت ورزشکارانه مشهور است، با ویدئو‌هایی خارق العاده از حرکات رقص و پشتک وارو توجهات را به خود جلب کرده است. اطلس در واقع به عنوان یک پروژه برای سازمان DARPA ارتش در سال ۲۰۰۹ میلادی توسعه یافت. هیدرولیک اطلس ((HD Atlas) در آوریل ۲۰۲۴ میلادی بازنشسته و نسخه جدید و کاملا الکترونیکی آن معرفی شد.

گذر از سیستم هیدرولیک به الکتریک جهشی در کارآمدی و ماندگاری محیطی بود. اطلس که بر مبنای چند دهه تحقیق رباتیک ساخته شده و دارای یک باتری مخصوص و سیستم بسیار جمع و جور هیدرولیکی بود، اکنون برای عملیات‌های الکتریکی دوباره مهندسی شده بود.

الگوریتم‌های کنترل پیشرفته اطلس به آن اجازه می‌دهد تا حرکات پیچیده را برنامه ریزی و اجرا کند، عوامل محیطی را در نظر بگیرد و به سرعت ۲.۵ متربر ثانیه دست یابد. این ربات ازقطعات تیتانیوم و آلومینیوم و همچنین بخش‌های چاپ شده با پرینتر ۳ بعدی ساخته شده است. اطلس نرخ قدرت به وزنی دارد که انجام مانور‌های پویا را برای آن تسهیل می‌کند.

این ربات با قد ۱.۵ متر و وزن ۸۹ کیلوگرم دارای ۲۸ مفصل است و حرکت‌های سریع و متنوعی را پشتیبانی می‌کند. همچنین این ربات انسان نما مجهز به حسگر‌های استریو و عمق مادون قرمز پیشرفته برای ایجاد ابر‌های نقطه‌ای محیطی دقیق است و از ترکیبی از حسگر‌های بینایی، نیرو و حس عمقی برای انطباق با تغییرات محیطی استفاده می‌کند.

اپتیموس

ربات مذکور که به «تسلا بات» نیز مشهور است برای مقاصد عمومی ساخته شده و در آگوست ۲۰۲۱ میلادی رونمایی شد. نمونه اولیه ربات نیز در ۲۰۲۲ میلادی نمایش داده شد و تا دسامبر ۲۰۲۳ میلادی تسلا نسل دوم اپتیموس را معرفی کرد که شامل اندامی ظریف‌تر با حرکات دستان ارتقا یافته بود.

ربات جدید در سال ۲۰۲۴ میلادی در حال انجام فعالیت‌های مختلف در کارخانه تسلا نشان داده شد که حاکی از افزایش قابلیت‌های آن است. همچنین ربات ۱۰ کیلوگرم سبک‌تر و سریع‌تر از نسخه‌های پیشین است.

در ژوئن ۲۰۲۴ میلادی ایلان ماسک برنامه‌های خود برای تولید محدود ربات در ۲۰۲۵ میلادی اعلام کرد. این شرکت قصد دارد بیش از هزار دستگاه اپتیموس را در کاانه‌های تسلا به کار گیرد و تولید وسیع‌تر ن از ۲۰۲۶ میلادی آغاز می‌شود. بهای این ربات ۳۰ هزار دلار تخمین زده می‌شود و ماسک پیش بینی می‌کند ابزار قادر به انجام فعالیت‌های روزانه مختلف در داخل و خارج خانه باشد.

ربات از سیستم راه رفتن دوپایی که برای توازن و ثبات طراحی شده، استفاده می‌کند. همچنین ربات مجهز به حسگر فشار در پاهایش است تا موقعیت خود را تنظیم کند. صورت اپتیموس مجهز به چند دوربین برای ردیابی اشیا، اندازه گیری عمق، پردازش فضایی و یک شبکه عصبی برای آموزش و انطباق پذیری است.

اپتیموس می‌تواند به دستور‌های صوتی پاسخ دهد و یک باتری ۲.۳ کیلووات ساعتی دارد. همچنین ربات می‌تواند با حداکثر سرعت ۸ کیلومتر برساعت حرکت و تا ۲۰ کیلوگرم بار را حمل کند.

فیگور ۰۲

شرکت Figure AI نخستین نمونه اولیه خود به نام فیگور ۰۱ را در ۲۰۲۲ میلادی عرضه کرد. این یک ربات دوپا برای انجام فعالیت‌های یدی در تدارکات و انبارداری بود. در آگوست ۲۰۲۴ میلادی شرکت از فیگور ۰۲ رونمایی کرد که نسل جدید رباته‌ای انسان نمای شرکت است. این نسخه طراحی ظریف‌تر و باریک‌تر همراه کابل کشی یکپارچه در اعضایش است.

باتری این ربات نسبت به نسخه‌های پیش از خود ۵۰ درصد بیشتر است. این ربات مجهز به دوربین هیا ۶RGB و یک مدل زبانی بصری است. قدرت رایانش آن نیز ارتقا یافته و توسط ماژول‌های مبتنی RTX GPU شرکت انویدیا فعال می‌شود. قدرت استنتاج ربات ۳ برابر بیشتر از نسخه قبلی است.

علاوه بر آنچه گفته شد فیگور ۰۲ مجهز به میکروفون‌ها و بلندگو‌هایی با یک مدل هوش مصنوعی مخصوص است که با همکاری اوپن‌ای آی ساخته شده اند و قابلیت‌های محاوری‌ای این ربات با انسان‌ها را ارتقا می‌دهند. دست‌های ربات با آزادی حرکت ۱۶ درجه‌ای نیز دوباره طراحی شده و دارای ۵ انگشت هستند. به این ترتیب ربات می‌تواند اشیایی تا وزن ۲۵ کیلوگرم را حمل کند. فیگور ۰۲ هم اکنون در یک کارخانه بی ام دبلیو واقع در جنوب کالیفرنیا تحت آزمایش است تا داده‌های آموزشی برای توسعه مدل هوش مصنوعی فراهم کند.

دیجیت

ربات انسان نمای دیجیت که توسط شرکت قادر به خالی کردن بار کامیون هاست. این ربات ساخته شرکت اجیلیتی رباتیکس است و می‌تواند فعالیت‌های خسته کننده و تکراری را انجام دهد. دیجیت با اعضایی که کاملا کارمی کنند قادر به خم شدن و چمباتمه زدن برای برداشتن اشیا است و مرکز گرانش خود را با توجه به اندازه و وزن را تنظیم می‌کند.

 از سوی دیگر حسگر‌های خوانش سطح صاف به ربات کمک می‌کند تا کارآمدترین راه را بیابد و موانع سرراهش را دور بزند. شرکت اجیلیتی رباتیکس با شرکت GXO Logistics همکاری می‌کند و ناوگان کوچکی از ربات‌های دیجیت را در واحد GXO به کار می‌گیرد.

دیجیت در سال ۲۰۲۳ عرضه شده و نشان دهنده پیشرفتی عظیم در حوزه قابلیت‌های رباتیک است. این ربات از آلومینیوم، پلی کربنات ترموفرم شده وکامپوزیت فیبر کربنی ساخته شده که سبکی و قدرت آن را تضمین می‌کنند. ابزار دارای طیف وسیعی از حسگر‌ها از جمله لیدار، چهار دوربین حسگر عمق RealSense ساخت شرکت اینتل است.

نیاز‌های رایانشی ربات به وسیله ۲ سی پی یو i۷ شرکت اینتل تامین می‌شود. رایانه اصلی دیجیت با یک سیستم عامل مبتنی بر لینوکس کار می‌کند. انرژی ربات توسط یک باتری لیتیوم پلیمری ۱.۲ کیلووات ساعتی سفارشی تامین می‌شود که بازده انرژی را با قابلیت‌های عملیاتی قوی متعادل می‌کند.

جیاجیا

محققان دانشگاه علم و فناوری چین نخستین ربات انسان نمای چینی را به نام جیا جیا ابداع کردند. محققان ۳ سال صرف توسعه جیای جیا کردند. چن شیائوپینگ که رهبری تیم سازنده ربات انسان نمارا برعهده داشت در سال ۲۰۱۶ میلادی به خبرنگاران اعلام کرد این ربات قادر به گریستن و خندیدن است.

KIME

 ربات انسان نمای کیم متعلق به شرکت ماکورباتیکس می‌تواند قهوه، چای، اسنک، سالاد وغذا سرو کند. هر کیوسک کیم قادر به توزیع ۲۵۳ آیتم در ساعت است و یک نمایشگر و اپ سفارش دهی در کنار یک سیستم پرداخت را دارد. این ربات می‌تواند مشتریان همیشگی خود را بشناسد.

نادین

محققان دانشگاه نانیانگ تکنولوژی در سنگاپور ربات انسان نمای اجتماعی نادین را ابداع کرده اند که پوست، مو، حالات صورت و حرکات بالاتنهمشابه انسان دارد. این ربات می‌تواند در محیط‌های مختلف کار کند. این ربات حتی یک سیستم تاثیرگذار است که شخصیت، احساسات و حالت نادین را مدلسازی می‌کند. تاکنون نادین در بخش خدمات مشتری کار کرده و می‌تواند نقش بزرگتری در خانه‌های سالمندان برعهده گیرد.

با نزدیک شدن به پایان ۲۰۲۴ میلادی پر واضح است که حوزه رباتیک مرز‌ها را درهم می‌شکند و انتظارت ما را به چالش می‌کشد.