روبوتات تقول “آه!”: جلد عصبي الشكل يشعر بالألم (ويتفاعل معه) يصل من الصين

إذا كنت تعتقد أن المشكلة الوحيدة في الروبوتات هي عدم قدرتها على فهم النكات أو إعداد قهوة جيدة، فأنت مخطئ. لم يعد مستقبل الروبوتات يقتصر على الذكاء الاصطناعي التوليدي الذي يكتب الشعر، بل يشمل أيضاً الجانب البدني القاسي للبقاء .

طوّر باحثون صينيون جلدًا إلكترونيًا عصبيًا جديدًا ( جلد NRE) يمكّن الروبوتات الشبيهة بالبشر من "الشعور" باللمس، بل واستشعار الألم والتفاعل بشكل انعكاسي، متجاوزةً بذلك الدماغ المركزي. هذا خبر مثير للاهتمام ومقلق في آنٍ واحد، ولكنه من الناحية التقنية والاقتصادية البحتة، قد يُمثّل مفتاحًا لانتشار استخدام الروبوتات الخدمية على نطاق واسع.

مشكلة زمن الاستجابة: لماذا الروبوتات خرقاء

لفهم نطاق هذا الابتكار، يجب علينا أولاً النظر إلى القيود الحالية. تخيل أنك تلمس مقلاة ساخنة. لا ينبغي أن تفكر، "المقلاة ساخنة، جلدي يحترق، ربما يجب أن أبعد يدي". لو فعلت ذلك، لكنت قد أُصبت بالحرق بالفعل. يتفاعل جسمك بقوس انعكاسي نخاعي: تصل إشارة الخطر إلى الحبل الشوكي وترتد عائدة إلى العضلات قبل أن يتمكن دماغك من معالجة الشتيمة التالية.

أما روبوتات اليوم، فهي بيروقراطية. وإليكم كيف تعمل:

1. يستشعر المستشعر التلامس.
2. يتم تجميع البيانات وإرسالها إلى وحدة المعالجة المركزية (الدماغ).
3. تقوم وحدة المعالجة المركزية بتحليل البيانات، وحساب قوتها، وتحديد ما إذا كانت ضارة.
4. ترسل وحدة المعالجة المركزية أمرًا إلى المحركات للتراجع.

على الرغم من سرعة هذه العملية، إلا أنها تُسبب تأخيراً. في البيئات الصناعية الخاضعة للرقابة، لا يُشكل هذا مشكلة، ولكن إذا كان على الروبوت العمل في مستشفى أو منزل، فإن هذا التأخير الذي يبلغ جزءًا من الألف من الثانية قد يُحدث فرقاً بين تجنب وقوع حادث وبين حدوث أضرار هيكلية (للروبوت أو، ما هو أسوأ، للإنسان القريب).

الحل الصيني: جلد NRE

يُحاكي الجلد الجديد، الذي وُصف في وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم (PNAS )، البنية الهرمية للجهاز العصبي البشري. إنه ليس مجرد مستشعر ضغط، بل نظام عصبي الشكل .

إليكم كيفية تنظيم هذا الابتكار، طبقة تلو الأخرى:

• البشرة الواقية: طبقة خارجية مرنة تعمل كحاجز أولي، على غرار جلدنا.
• المستقبلات (الأعصاب الاصطناعية): تحت السطح، تقوم الدوائر وأجهزة الاستشعار بمراقبة الضغط والقوة والسلامة الهيكلية باستمرار.
• ترميز الإشارات: هنا تكمن العبقرية. فبدلاً من البيانات الثنائية البسيطة، يحوّل الجلد المدخلات اللمسية إلى "نبضات" كهربائية، تماماً مثل خلايانا العصبية، والتي بدورها، عند الضرورة، تُحفّز استجابة فورية. تماماً كما يفعل البشر.

مفهوم الجلد العصبي الحساس الجديد

جدول الفروقات

لقرائنا الذين يعشقون التفاصيل التقنية، إليكم مقارنة سريعة بين التكنولوجيا القديمة والجديدة:

الانعكاس بلا تفكير

الجانب الأكثر ثورية هو إدارة "الألم". عندما تتجاوز القوة المطبقة عتبة معينة (والتي نسميها عتبة الألم)، فإن النظام لا يضيع أي وقت في إزعاج المعالج المركزي.

يُولّد الجلد إشارة عالية الجهد تنتقل مباشرةً إلى المحركات، مما يُحفّز رد فعل انكماش فوري. إنه المكافئ الهندسي لإبعاد يدك عن النار.

هذا لا يوفر على الروبوت تكاليف الإصلاح الباهظة فحسب، بل يجعله أيضاً أكثر أماناً للبشر بطبيعته. فالروبوت الذي "يشعر" بالخطر سيتوقف عن دفع العائق (أو الشخص) أسرع بكثير من الروبوت الذي "يفكر" قبل القيام بذلك.

الصيانة و"نبض القلب"

هناك تفصيل آخر سيجذب اهتمام المختصين بتكاليف الاستهلاك والصيانة الصناعية. يتميز هذا الغلاف بنظام تشخيص ذاتي مستمر. فحتى عند تركه دون لمس، يرسل نبضات دورية إلى وحدة المعالجة المركزية، كإشارة "جاهزية تامة". وفي حال تعرض الغلاف للقطع، تتوقف الإشارة، مما يسمح للروبوت بتحديد مكان الجرح فورًا.

علاوة على ذلك، راعى الباحثون الجوانب اللوجستية: فالجلد مصنوع من رقع مغناطيسية قابلة للفصل . فإذا تضرر أحد الأذرع، لا داعي لإعادة الروبوت إلى المصنع؛ إذ يمكن إزالة الجزء التالف من الجلد وتركيب جزء جديد في ثوانٍ. هذه الطريقة سهلة التركيب تقلل بشكل كبير من وقت التوقف عن العمل.

الآثار المترتبة: هل سنمتلك المزيد من الروبوتات "البشرية"؟

يتبادر إلى الذهن السؤال تلقائياً: إذا شعر الروبوت بالألم، فهل هو أكثر إنسانية؟

الجواب هو: من الناحية التقنية لا، من الناحية العملية نعم. نحن لا نتحدث عن معاناة عاطفية أو وعي. فالروبوت لا "يبكي" إذا جرح نفسه. ومع ذلك، فإن تزويد آلة بنظام حفظ ذاتي يجعلها أقرب إلى الكائن الحي منها إلى محمصة خبز.

الآثار الاقتصادية والاجتماعية واسعة النطاق:

• الروبوتات الخدمية والمتعاطفة: يجب أن يتمتع الروبوت الذي يساعد كبار السن بلمسة رقيقة. فإذا استطاع استشعار ما إذا كان يضغط بقوة زائدة أو يصطدم بشيء ما، يصبح التفاعل أكثر سلاسة وطبيعية.
• السلامة في مكان العمل: في المصانع التي تعمل فيها "الروبوتات التعاونية"، يقلل الجلد الحساس من الحاجة إلى أقفاص السلامة باهظة الثمن والضخمة.
• الهيمنة التكنولوجية: لا يمكننا تجاهل حقيقة أن هذا البحث مصدره الصين. فبينما يركز الغرب بشكل كبير على البرمجيات (مثل ماجستير القانون والذكاء الاصطناعي التوليدي)، يواصل الشرق بذل جهود حثيثة في مجال الأجهزة المتقدمة والروبوتات التطبيقية. وهذا مؤشر على أن المنافسة التكنولوجية تجري على مستويات متعددة.

لكن ثمة مشكلة يجب معالجتها، وهي القدرة على التحكم في الاستجابة: فكما يستطيع الإنسان التحكم في الألم، يجب أن يكون الروبوت قادراً أيضاً على التحكم في ردود أفعاله الفورية حتى لا يُلحق الضرر بأي شخص أو شيء حوله. وهذا تطبيقٌ لمبادئ الروبوتات الثلاثة التي يجب مراعاتها في هذه الحالة أيضاً.

ختامًا، لن تجعل تقنية NRE-skin الروبوتات "واعية" بالمعنى الخيالي للكلمة، لكنها ستجعلها أقل غباءً وأقل خطورة في الحياة والعمل. وفي عالم يشيخ ويحتاج بشكل متزايد إلى الأتمتة في مجال الرعاية، يُعدّ هذا الخبر أثمن من آلاف خوارزميات الدردشة.

أسئلة وأجوبة

هل ستجعل هذه التقنية الروبوتات خطيرة إذا قررت الدفاع عن نفسها؟

لا، بل على العكس. صُمم نظام "الألم" وردود الفعل للحفاظ على سلامة الآلة وسلامة البيئة المحيطة. رد الفعل دفاعي بحت (التراجع، التوقف)، وليس هجوميًا. الروبوت الذي يتجنب إيذاء نفسه يتجنب أيضًا تطبيق قوة مفرطة على الأشياء أو الأشخاص الذين يتلامس معهم، مما يجعل التفاعل أكثر أمانًا بكثير من الروبوتات الحالية التي تستمر في الحركة بشكل أعمى حتى يوقف مستشعر المحرك بواسطة برنامج.

ما مدى تكلفة هذا التصميم ومدى قابليته للتطبيق على نطاق واسع؟

على الرغم من أن هذا النهج المعياري لا يزال في مراحل البحث المتقدمة، إلا أنه يشير إلى التركيز على التكاليف الصناعية. ويدل استخدام الرقع المغناطيسية القابلة للتبديل على أن الباحثين يهدفون إلى نموذج صيانة فعال من حيث التكلفة. في البداية، وكما هو الحال مع جميع التقنيات الجديدة، ستكون هذه التقنية مكلفة ومخصصة للروبوتات المتطورة (في مجالات الرعاية الصحية والفضاء)، ولكن بنية "العصب" تُبسط عملية التوصيل مقارنةً بأجهزة الاستشعار التقليدية، مما قد يُقلل تكاليف الإنتاج على المدى الطويل مع نضوج هذه التقنية.

ما هي الخطوات التالية لهذه التقنية؟

يعمل فريق البحث على تحسين حساسية النظام ليتمكن من معالجة نقاط التلامس المتعددة في آنٍ واحد. حاليًا، يتفوق النظام في رصد حدث أو تلامس واحد مؤلم، ولكن في بيئة حقيقية فوضوية (كحشد من الناس أو مهمة يدوية معقدة)، يجب على الروبوت التمييز بين قبضة محكمة، وصدمة عرضية، وإصابة فعلية لأجزاء متعددة من الجسم في الوقت نفسه. هذا هو التحدي التالي لجعل الجلد "بيولوجيًا" حقًا.

المقال بعنوان "روبوتات تقول "آه!": جلد عصبي الشكل يشعر بالألم (ويتفاعل) يصل من الصين" مأخوذ من موقع Scenari Economici .