أنت هنا:إصنعها»روبوتات»روبوتات للباحثين»ابدأ من حيث انتهوا – اللباس الآلي HAL

إذا بحثت عن معنى سوسن، ببر، عُقاب... قد تجد في المعاجم أن الأول نبات والثاني حيوان والثالث طائر، لكنها ستعجز عن رسم صورها في ذهنك. موقع العنقاء يحل لك هذه المشكلة.

ابدأ من حيث انتهوا – اللباس الآلي HAL

كتبه روبوتات للباحثين 18397 2
آخر تعديل في الأحد, 06 كانون1/ديسمبر 2020 22:47
ابدأ من حيث انتهوا – اللباس الآلي HAL
قيم الموضوع
(2 أصوات)

يمكن للشخص العادي أن يرفع أثقالا لا يستطيع عليها في الوضع العادي، ويمكننا مساعدة المعاقين والمرضى والمسننين وذوات الحالات الخاصة على التحسين من قدراتهم الحركية... كل ذلك باستعمال اللباس الآلي HAL.

 


تقديم

 

أقدم لكم ما جد واستجد في عالم الصناعة لعل أحدا منكم يعجبه شيئا فيبادر في صنعه بعد أن يجد التفاصيل العامة حول صناعة ما نتكلم عنه.

ونصيحتي أن لا تنتظر الحكومة أو الجامعات أو الشركات للقيام بهذا، لإنما نستهدفك أنت أيها القارئ. فمعظم الانجازات العظيمة كان سببها شخص واحد على الأغلب.

 

 


الهدف

 

الهدف وراء إنشاء هذا الروبوت هو كالتالي:

إنجاز لباس آلي من أجل تحسين وتقوية تحركات الشخص لاسيما عند مزاولة الأعمال الشاقة ومن أجل المرضى وذوا العاهات.

image002

 

 


أمثلة 

 

 

 

 

 


دور الخيال العلمي

كنت يوما أشاهد بعض الرسوم المتحركة اليابانية شبيهة بالخيال العلمي. كانت القصة تتحدث عن حرب في المستقبل وأن الحكومة اليابانية ستقوم بإحاطة البلد بروبوتات حربية لرد أي هجوم محتمل. وأتذكر أن الجنود كانوا مزودين بألبسة آلية حيث أن الواحد منهم كان بإمكانه دفع حاوية أو صندوق كبير جدا في مرتفع نحو الأعلى لوحده فقط. لم انتبه لهذه الفكرة جيدا آنذاك حتى سمعت أن اليابان طورت لباسا آليا يساعد الشخص العادي على رفع 5 أضعاف ما يستطيع رفعه في الحالة العادية.

حاولت البحث ثانية عن الرسوم المتحركة التي شاهدت فيها هذه الفكرة لكن لم أجدها. هذا إن دل على شيء فإنما يدل على أن المرء عوض أن يقضي وقت فراغه في الأفلام الضارة وغير النافعة فليوجه نفسه على الأقل لمشاهدة أفلام الخيال العلمي وتنبؤات بعض الكتاب والمخرجين حول ما يمكن اختراعه في المستقبل. إذا كان عندك وقت فارغ فقم بمشاهدة هكذا أفلام أو رسوم متحركة فربما ساعدتك على الإتيان أو تطوير فكرة ما.

image006

 


التفكر في حركات الانسان

 

جسم الانسان ينتج شحنات كهربائية مختلفة ونقصانها في الدماغ قد بؤدي بصاحبها إلى الصرع. فبدون الكهرباء لم تكن لتستطيع قراءة هذا المقال الآن. ليس لأن الحاسوب لن يشتغل ولكن لأن دماغك أنت لن يشتغل.

 

عندما نتكلم عن الجهاز العصبي ونقول أنه يرسل "إشارات" إلى الدماغ أو أن الدماغ يأمر اليدين بفتح الباب ففي الحقيقة نتكلم عن كهرباء تحمل رسائل بين النفطتين أ و ب.

 

عندما نتحدث عن تنقل الكهرباء في الجسم فليست الحالة كما هي بالنسبة للأسلاك المعدنية وتنقل الاليكترونات فيها. فما يحدث هو انتقال شحنة كهربائية من خلية لأخرى إلى أن تصل مبتغاها.

الكهرباء هي أحد مفاتيح الحياة والشحنات الكهربائية سريعة جدا. تخول هذه الشحنات لاستجابات لحظية لأوامر معينة في الجسم. فمثلا لو كنت مطاردا من طرف وحش بري لكنت مت بسرعة إذا كان جسمك يعتمد على التفاعلات الكيميائية فقط لإرسال أمر إلى القلب حتى يسرع في ضخ الدم.

image007

   


التصميم العام

 

هذا هو التصميم العام لهذا الروبوت. وهو عبارة عن حزمة من المحركات والمستشعرات الإليكترونية كما سترى لاحقا في بقية المقال. سنحاول بطبيعة الحال أن نزودك بتفاصيله إذا كنت تهتم بتطوير نموذج آخر له أو على الأقل يلهمك بفكرة جديدة لروبوت آخر.

image008

 


طريقة التحكم بالروبوت

 

 

عندما يحاول الشخص أن يمشي مثلا، يقوم الدماغ بإرسال ذبذبات كهربائية للعضلات. عندما تصل إلى العضلات، يظهر على سطح الجلد ما يسمى بالإشارات البيوكهربائية.

image009

الإشارات البيوكهربائية تظهر على سطح الجلد.

image010

 

 

image011

تقوم وحدات الطاقة بتشغيل المحركات ووضع الأرجل الآلية تحت العمل.

image012

ومنه، يقوم الروبوت يمساعدة الشخص بإنتاج تحركات مفتعلة.

 

 

نفس المبدأ ينطبق على الذراعين. لكن، في حالة عدم القدرة على تحديد الإشارات البيوكهربائية لسبب في الجهاز العصبي المركزي أو في العضلات، يمكن حينها التحكم بالروبوت من خلال أداة تحكم.

 


تقنيا

المحركات الكهربائية

 

تم استعمال محركات سيرفو. وربما لو تم الاعتماد على المحركات الخطوية (كالتي تجدها في الطابعة) سيكون أفضل إلا أنها تتطلب تحكما برمجيا أكبر.

 

وحدات الطاقة

 

تتواجد في منطقتين من اللباس. الأولى عند الكتف والثانية عند الركبة.

 

وحدة التحكم

 

لا يحتاج هذا الروبوت لحاسوب متطور للتعامل مع المستشعرات الاليكترونية والمحركات الكهربائية. وأعتقد أنه تم الاستعانة بحاسوب متواضع أو فقط بأحد الميكروكنترولورات.

 

المستشعرات الإليكترونية

 

مستشعر القوة force sensor

 

مستشعر بسيط جدا وتجد طريقة استخدامه في المقال:

برمجة المستشعرات – استشعار القوة

 image013

مستشعر الزاوية angle sensor

 

يقوم بتحديد الزاوية بين الفخد والساق، كما يمكنك استعماله لتحدبد الزاوية بين الساعد والعضد وبين العضد والكتف وما إلى ذلك. معرفة الزاوية قد يساعدك على التحكم بالمحركات بشكل أدق.

 

مستشعر الإشارات البيوكهربائية Bio-electrical signal sensor

 

اتصلت بالمختبر الذي يقوم بتطوير هذه البذلة الآلية لكن لم يصلني الجواب لهذه اللحظة. وفي الحقيقة لم أستطع الحصول على المستشعر الذي استعملوه بالضبط. وهو كما يبدوا أنه سر صناعة هذا الروبوت. لكن في رأيي، ربما تم استعمال أحد المستشعرات التالية:

 

  •  مستشعر التيار الكهربائي Current sensor الذي يقوم بتحديد شدة التيار الكهربائي المطبق على منطقة محددة. وحيث أن الجسم ينتج شحنات كهربائية خفيفة فمن المفترض أنه تم استعمال هذا النوع من المستشعرات. إذا عرفت شيئا عن هذا المستشعر فمن فضلك أفدنا به إما بمقال عنه أو على الأقل تعليق عليه.
  • مستشعر القوة Force sensor: تجد طريقة استعماله في المقال برمجة المستشعرات – استشعار القوة
  •  Goniometer : يمكن أن يستعمل لقياس الزاوية في مفاصل الرجل والذراع. وتوجد نسخة مصغرة له من أجل مفاصل الأصابع.[المرجع 3]
  • EKG Sensor : وهو الأكثر احتمالا لصنع هذا الروبوت حيث أنه يعمل على قياس الشحنات الكهربائية المنتجة أثناء عمل العضلة. يمكن أن يستعمل لقياس الشحنات الكهربائية للقلب أيضا. [المراجع 5 و 4 و 3]

  


النموذج HAL-3 

النموذج الأول (سنة 2000) الذي تم تطويره من طرف الدكتور سانكاي وفريقه يتكون فقط من أرجل آلية.

 

تطلب هذا النموذج ربطه بالحاسوب مباشرة. بطاريته لوحدها تزن 22 كيلوغراما وتحتاج لمساعدين لتركيبها مما جعله غير فعال وغير تطبيقي.

 

image014

  


النموذج HAL-5 

أما هذا النموذج فهو أكثر تطورا من سابقه حيث يضم ذراعين وساقين آلين ويزن فقط 10 كيلوغرامات.

أما البطارية والحاسوب فتمت إضافتهما إلى حزام الروبوت.

 

image015

  


تحليل

الفكرة بسيطة وراء إنشاء اللباس الروبوتي، وواضح أنه ليس صعبا أن تنجزه إذا توفر لديك المحركات والمستشعرات الاليكترونية المطلوبة. وتطوير هذا النوع من الروبوتات ما زال في بداياته. وكما رأيت أن التصميم الخارجي للروبوت يزيده بهاء ورونقا وهذا الأمر لا يقل أهمية عن إنشاء الروبوت بنفسه.

 

image016

بالنسبة للأفكار التي أظن أنه بالإمكان إضافتها إلى هذا الروبوت فهي كالتالي:

l       صنع خودة تنغلق أتوماتيكيا عندما يواجه الرأس لخطر لاسيما رصاصة متجهة إليه مثلا. هذه قد تكون مفيدة للجنود في المعارك.

l       نفس المبدأ بالنسبة لصدرية حديدية تقي الجسم من أي خطر محدق.

l       هل يمكن إضافة جناحين للربوت مثلا؟

  


محاولات أخرى

 

 


أشكال أخرى من الرسوم المتحركة

 

 


تأليف

محمد السهلي  

{jumi [*3]}


المراجع 

  1. http://www.cyberdyne.jp/english/index.html
  2. http://www.bioexplorer.it/generality-on-bioelectrical-sensors.aspx
  3. http://www.delsys.com/products/biosignal.html
  4. http://www.vernier.com/products/sensors/ekg-bta/
  5. http://www.vernier.com/files/manuals/ekg-bta.pdf
  6. http://health.howstuffworks.com/human-body/cells-tissues/human-body-make-electricity.htm
  7. http://en.wikipedia.org/wiki/Hybrid_assistive_limb
مقالات أخرى من نفس الفئة ابدأ من حيث انتهوا - الكلب الكبير »

التعليقات  

moez
0 # moez 2016-02-08 22:48
je veut obtenir ce robot et savoire son prix
رد | رد مع اقتباس | اقتباس | تقرير إلى المدير
moez
0 # moez 2016-02-08 22:52
je veut obtenir ce robot hal et savoire son prix r
رد | رد مع اقتباس | اقتباس | تقرير إلى المدير

أضف تعليقا


إصنعها يريد أن يتأكد أنك لست روبوتا، لذلك أحسب ما يلي:

كود امني
تحديث