باحثون يطورون ذكاء اصطناعيا للتنبؤ بتسريع تطوير الهياكل الروبوتية

في خطوة قد تغير مستقبل أجهزة الحركة المساعدة، طوّر باحثون في معهد جورجيا للتكنولوجيا تقنية ذكاء اصطناعي جديدة قادرة على التنبؤ بطريقة مشي الإنسان قبل ارتداء الهيكل الخارجي “Exoskeleton”، ما يسمح بصناعة أجهزة جاهزة للاستخدام دون الحاجة إلى جلسات تدريب معملية طويلة.

على مدار سنوات، كانت عملية تصميم الهياكل الروبوتية القابلة للارتداء معقدة، إذ تتطلب جمع بيانات حركة المستخدم داخل المختبر لتدريب وحدة التحكم الخاصة بالجهاز، لكن الدراسة الجديدة تعتمد نهجًا مبتكرًا: تدريب النموذج الذكي مسبقًا باستخدام بيانات المشي المتوفرة من البشر، دون الحاجة لوجود الهيكل نفسه.

ويشرح الباحثون أنهم أعادوا توظيف نموذج تعلم عميق كان مخصصًا سابقًا لتحويل الصور، ليقوم هذه المرة بتحويل بيانات المشي الطبيعية إلى نسخة “افتراضية” لما ستكون عليه حركة الشخص عند ارتداء الهيكل الروبوتي، النموذج يتنبأ بحركة مفاصل الركبة والورك، ويحدد مقدار المساعدة المطلوبة من الجهاز بدقة.

النتيجة كانت “عقلًا افتراضيًا” للهيكل الخارجي يعمل بكفاءة تضاهي - وأحيانًا تساوي - الأنظمة التي يتم ضبطها في المختبر، وفي التجارب، تمكن الذكاء الاصطناعي من تتبع حركة شخص يرتدي هيكلًا للجزء السفلي من الجسم، كما ساعده في تعزيز قوة الحركة بنسبة وصلت إلى 20%.

يقول الباحثون إن هذا النهج سيسمح للشركات والفرق الهندسية بتسريع عملية تطوير النماذج الأولية دون العودة لجمع بيانات جديدة في كل مرة، فشركة ناشئة مثلًا يمكنها اختبار عدة تصميمات متتالية باستخدام نفس قاعدة البيانات من دون إهدار وقت في تدريب الأنظمة.

ولا يتوقف الأمر عند الهياكل الخاصة بالساقين؛ فمن المتوقع أن تمتد الفكرة إلى الأطراف الاصطناعية، وهياكل الذراعين، وحتى الأجهزة المساعدة لعمال المصانع لزيادة القوة وتقليل الإجهاد، كما قد يستفيد منها المصابون بالسكتات الدماغية أو مبتورو الأطراف لاستعادة القدرة على الحركة بشكل أكثر سلاسة.

وبينما كان يُنظر للهياكل الروبوتية كابتكار خيالي ينتمي لأفلام الخيال العلمي، يبدو أن الدمج بين الذكاء الاصطناعي وعلوم الحركة البشرية يقرّبنا أكثر من تحويلها إلى جزء واقعي وفعّال من حياتنا اليومية.