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

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.

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.

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.

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

الإشارات البيوكهربائية تظهر على سطح الجلد.

تقوم وحدات الطاقة بتشغيل المحركات ووضع الأرجل الآلية تحت العمل.

ومنه، يقوم الروبوت يمساعدة الشخص بإنتاج تحركات مفتعلة.

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

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 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.

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.

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.

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؟