کاوش سیارک‌ها با ربات چینی مجهز به هوش مصنوعی

محققان چینی رباتی مجهز به هوش مصنوعی ساخته‌اند که قادر است از روی سطوح ناهموار و کم‌گرانش سیارک‌ها بپرد و تعادل خود را حفظ کند.

به گزارش تک‌ناک، این ربات که از توانایی گربه‌ها در چرخیدن و فرود آمدن روی پاها الهام گرفته است، توسط محققان مؤسسه فناوری هاربین با استفاده از یادگیری تقویتی، توسعه یافته است.

به گفته یک رسانه آنلاین چینی، این ربات به جای استفاده از تجهیزات سنگین برای ثابت نگه داشتن خود، از سیستم کنترلی “model-free” استفاده می‌کند، که به آن اجازه می‌دهد چهار پای خود را به طور هماهنگ حرکت دهد.

این طراحی به ربات امکان می‌دهد تا وضعیت بدن خود را در هوا تغییر دهد، تعادل خود را حفظ کند و حتی جهت خود را تغییر دهد. این پیشرفت می‌تواند روش‌های جدیدی برای کاوش در فضا و درک بهتر سیارک‌ها فراهم کند.

نوآوری در گرانش پایین

پرش در شرایط کم‌گرانش یکی از چالش‌های بزرگی است که در کاوش رباتیک سیارات کوچک وجود دارد. این سیارات که بقایای شکل‌گیری منظومه شمسی هستند، منابعی مانند پلاتین دارند، که می‌تواند به تحقیقات فضایی کمک کند و اطلاعاتی درباره منشأ سیستم خورشیدی فراهم آورد.

با وجود این، فضانوردان در گرانش کم با مشکلات زیادی روبه‌رو هستند، چرا که به سختی می‌توانند اصطکاک لازم را به دست آورند.

برای حل این مشکل، محققان ربات مجهز به هوش مصنوعی طراحی کرده‌اند که می‌تواند در حین پرش، وضعیت بدن خود را تغییر دهد.

این ربات برخلاف سیستم‌های قدیمی که به تجهیزات سنگین نیاز دارند، از یک سیستم کنترلی خاص بهره می‌گیرد، که در آن چهار پای ربات به‌ طور هماهنگ حرکت می‌کنند. این سیستم به ربات کمک می‌کند تا تعادل خود را حفظ نماید و حتی جهت پرش خود را تغییر دهد.

محققان روی حل مشکل عدم تعادل نیروهای پا کار کردند، که می‌تواند باعث برخورد، چرخش غیرقابل کنترل یا برخورد ربات با زمین شود.

با استفاده از فناوری تعلیق هوا، آنها یک پلتفرم شبیه‌سازی میکروگرانش ساختند تا تکنیک خود را آزمایش کنند و مطمئن شوند که ربات می‌تواند به طور ایمن فرود بیاید، زاویه خود را برای پرش‌های بعدی تغییر دهد، یا ارتفاع خود را در طول سقوط آزاد اصلاح کند.

اگرچه سازمان‌های فضایی توانسته‌اند فضاپیماها را روی سیارک‌ها فرود آورند و نمونه‌هایی از آنها را جمع‌آوری کنند، اما تاکنون هیچ مأموریتی نتوانسته است یک فضانورد را برای اکتشافات طولانی‌مدت روی سطح سیاره بفرستد.

موفقیت ربات‌های جهنده می‌تواند نحوه اکتشاف سیارک‌ها را تغییر دهد و روش‌های جدیدی برای تحقیق درباره این سیارک‌های بی‌جان و بهره‌برداری از منابع فضایی ایجاد کند.

پرش‌های تثبیت‌شده ربات مجهز به هوش مصنوعی

این تیم، رباتی ساخته است که می‌تواند در حین پرش روی اجرام آسمانی با گرانش کم، خود را تثبیت کند. در این محیط‌ها، هر پرش می‌تواند ربات را تا ۱۰ ثانیه در هوا نگه دارد و هرگونه عدم تعادل می‌تواند باعث چرخش غیرقابل کنترل یا حتی پرتاب شدن ربات به فضا شود.

برای حل این مشکل، محققان از یادگیری تقویتی و الگوریتم PPO برای آموزش ربات در یک شبیه‌سازی مجازی استفاده کردند. پس از هفت ساعت، هوش مصنوعی توانست حرکات ربات را طوری اصلاح کند که فرودهای پایدار داشته باشد و به‌ سرعت زاویه‌های بدن خود را اصلاح کند.

به عنوان مثال، زمانی که ربات با زاویه ۱۴۰ درجه به جلو پرتاب شد، در ۸ ثانیه خود را تثبیت کرد و توانست تا ۹۰ درجه بچرخد و مجدد جهت خود را تغییر دهد.

محققان یک پلتفرم شبیه‌سازی میکروگرانش با استفاده از بلبرینگ‌های هوا ساختند تا شرایط کم‌گرانش سیارک‌ها را شبیه‌سازی کنند. این طراحی به ربات اجازه می‌دهد روی سطحی بدون اصطکاک شناور شود و نتایج آزمایش‌ها تأیید کرد که این سیستم به‌ خوبی کار می‌کند.

این ربات مجهز به هوش مصنوعی به دلیل طراحی سبک، مصرف انرژی پایین و نیاز کم به پردازش داخلی، برای تحقیقات فضایی بسیار مناسب است. با وجود این، هنوز باید بیشتر روی سازگاری آن با انواع مختلف زمین‌ها کار شود.