فناوري برتن؛ تکنولوژی که در آینده ای نزدیک وارد زندگی ما می شود

به گزارش دریچه فناوری اطلاعات باشگاه خبرنگاران؛ فيلم ها و کتاب هاي علمي تخيلي آينده نگر پر است از روباتهاي انسان نما. ولي اگر آنها اشتباه کرده باشند چه؟ اگر آينده علم روباتيک ساختن روبات انسان نما نباشد بلکه تبديل کردن انسان ها به روبات هاي متحرک باشد چه؟ نترسيد. اين آينده نه تنها ترسناک نيست بلکه بسيار اميد بخش هم هست. دانش روباتيک طوري به خدمت انسان ها درآمده که شايد قبلا تصورش را نمي کرديم. يکي از مهم ترين کاربردهاي آن در کمک به کساني است که معلوليتهاي حرکتي دارند. دست ها و پاهاي هوشمند مي توانند جاي عضو از دست رفته را بگيرند. حتي انسان هاي سالمي که مشاغل سخت و طاقت فرسا دارند مي توانند با استفاده از نيروي کمکي دست ها و پاهاي مصنوعي بار سنگين شغلشان را کمتر حس کنند. موضوع ويژه اين شماره را به بهانه عينک هوشمند گوگل اختصاص داده ايم به روباتهاي پوشيدني. يعني روباتهايي که ساخته شده اند تا مثل عضوي از اعضاي بدن ما رفتار کنند و انجام کارهاي مختلف را برايمان آسان تر سازند.

عينک گوگل مي خواهد افراد را از دست کامپيوتر هايشان نجات دهد. اين روزها اگر در دنياي وب باشيد هر چند دقيقه يک بار بايد به کامپيوترتان سر بزنيد و ايميل ها و پيغام هايتان را چک کنيد. عينک گوگل همه اطلاعات مورد نيازتان را درست جلوي چشمانتان نمايش مي دهد. در حقيقت عينک گوگل يک دوربين، نمايشگر، صفحه لمسي، ريزپردازنده، باتري و بلندگو را با هم در فريم يک عينک جاسازي کرده است. محل نمايش اطلاعات کمي بالاتر از ميدان ديد معمولي يک فرد است ولي به راحتي ديده مي شود. ابعاد صفحه نمايش اين عينک معادل اين است که به يک صفحه نمايش ۲۴ اينچ ال سي دي از فاصله دو و نيم متري نگاه کنيد. رزولوشن اين صفحه نمايش حدودا ۶۴۰ *۳۶۰ پيکسل است.

رزولوشن عکسهايي که دوربين اين عينک مي گيرد ۵ مگا پيکسل و دقت فيلم برداري آن ۷۲۰ پيکسل است. اين عينک همچنين يک حافظه فلش ۱۶ گيگا بايتي براي ضبط اطلاعات و يک حافظه رم ۴ گيگا بايتي براي سيستم عاملش دارد.

بلوتوث و WiFi داخلي عينک به آن اجازه اتصال به اينترنت و ساير ابزارهاي الکترونيک را مي دهد. باتري اين عينک براي يک روز کامل کار مي کند و براي استفاده از GPS و SMS در اين عينک کاربر بايد اپليکيشن MyGlass گوگل را دانلود کند.

داشتن يک دوربين و صفحه نمايش همواره آماده جلوي چشمتان به ايده هاي فراواني اجازه ظهور مي دهد. مثلا مي توانيد عکس بگيريد و ارسالش کنيد و يا حتي عکس هايي را که دريافت کرديد تماشا کنيد و از آن جالب تر اين که مي توانيد از نرم افزارهاي تشخيص صورت براي روي چهره آدم هايي که رو به رويتان هستند استفاده کنيد. ابزارهاي برنامه ريزي با چشمک زدن شما را از برنامه هاي آتي تان با خبر مي کنند و ياد آورهاي تقويمي همواره جلوي چشمتان هستند. همچنين با استفاده از نرم افزار مترجم مي توان ترجمه صحبتهاي مخاطب را همزمان روي صفحه عينک ديد.

مدلي از اين عينک که هم اکنون ارايه شده داراي عينک آفتابي هم هست که مي تواند به راحتي روي فريم عينک نصب شود. در آينده قرار است اين عينک تبديل به عينک طبي افرادي که بايد از عينک استفاده کنند نيز بشود.

فناوري هوشمند ديگري که همراه عينک است ابزار کمک به شنوايي است که مانند سمعک عمل مي کند. برخي از منتقدان معتقدند اين فناوري در صنعت درمان کم شنوايي يک اتفاق بي نظير است. عينک گوگل سمعکي چون سمعکهاي کلاسيک ندارد به جاي آن صوت را از طريق اتصال استخواني انتقال مي دهد. حذف ابزار هاي آزاردهنده معمولي براي تقويت صدا اين فناوري را تبديل به يک فناوري مهم در راستاي ساخت ابزارهاي پزشکي براي کمک به کم شنوايان کرده است. اگر با ميزان تقويت صدايي که فناوري تعبيه شده در اين عينک مشکل کم شنوايي کاملا برطرف نشود مي توان ابزاري چون سمعک معمولي را نيز به اين عينک اضافه کرد. رويکرد گوگل براي تقويت صدا منحصر به فرد است. صدا توسط فريم عينک دريافت مي شود و تبديل به سيگنالي مي شود که توسط اتصال استخواني قابل انتقال است و اين سيگنال نوعي لرزش در استخوان جمجمه ايجاد مي کند که باعث شنيده شدن صدا مي شود. البته از آن جايي که مشکلات شنوايي ممکن است دلايل مختلف داشته باشد قطعا نمي توان يک راه حل منحصر به فرد براي همه آنها پيدا کرد.

کارهايي که مي شود با اين عينک انجام داد خيلي بيشتر از آن چيزي است که ما در اين جا به آن اشاره کرديم و قطعا تاثيري که ورود آن بر سبک زندگي کاربران مي گذارد عظيم خواهد بود.

اگر طرفدار فيلم مرد آهني باشيد احتمالا به خاطر قدرت زياد و توانايي پرواز مرد آهني وقتي لباس مخصوصش را مي پوشد جذب آن شده ايد. تصور کنيد چقدر جالب مي شود اگر يکي از اين لباس ها هم دم دست شما باشد.

همانند بسياري از فناوري هاي ديگر اولين جايي که از ايده پوشيدن لباسي روباتيک براي تقويت ماهيچه ها استفاده کرد نيروي نظامي بود. اين لباس که اصطلاحا اسکلت تقويت شده ناميده مي شود امروزه خيلي پيچيده تر و قابل استفاده تر از آن چيزي است که در سالهاي قبل براي استفاده سربازان طراحي شده بود. امروزه بيش از سه شرکت هستند که لباسهاي روباتيک براي استفاده غير نظامي توليد مي کنند. چنين لباسي هر شخصي را تبديل به يک غول روباتي مي کند. به عنوان مثال شخص داراي اسکلت تقويت شده مي تواند براي ساعت ها وزنه اي نود کيلويي را حمل کند بدون اين که خسته بشود.

در سال ۲۰۱۰ اولين آزمايش با XOS2 يک روبات پوشيدني که به وسيله مغز انسان هدايت مي شد صورت گرفت. شخصي که لباس را مي پوشيد مي توانست دو تا سه برابر وزني را که در زمان عادي بلند مي کرد از جا بردارد بدون اين که انرژي زيادي مصرف کند. شايد تنها مشکل اين لباس منبع تغذيه آن باشد که به شکل چشم گيري امکان استفاده از آن را محدود مي کند.

در لباس XOS2 قدرت اندام ها به وسيله هيدروليک فشار بالا تامين مي شود. يکي از محققان سازنده اين روبات مي گويد : ما از باتري هاي انرژي بالاي ليتيومي استفاده نکرديم زيرا آنها مي توانند بسيار خطرناک باشند. اگر به خاطر ضربه اين باتري ها صدمه ببينند ممکن است منفجر شوند و يک آتش بازي همچون آتش منيزيم راه بيندازند.

همين شرکت کمي بعد لباسي را آزمايش کرد که شخص با آن مي توانست پرواز کند. يک اسکلت تقويت شده داراي موتور جت در پشتش که با سرعت ۱۱۲ کيلومتر در ساعت مي توانست حرکت کند و همچنين مي توانست چند هزار پا بالا برود.

ساخت يک لباس تقويت کننده ماهيچه ها سالها بود که در دستور کار ارتش آمريکا قرار داشت ولي به دليل نداشتن فناوري مناسب پيشرفتي نکرده بود. در اوايل قرن بيست و يکم يک شرکت خصوصي موفق شد سيستمي اختراع کند که به وسيله آن انقباضات ماهيچه ها توسط سنسورهايي آشکار مي شد و سيگنال توليد شده توسط اين سنسورها باعث باز شدن شيرهايي مي شدند که جريان مايع درون جک هاي هيدروليک فشار بالا را آزاد مي کرد. اين جک هاي هيدروليک سيلندرها و کابل هايي که به آنها متصل بودند را حرکت مي دادند و ماهيچه هايي که به آنها وصل بود هم بالطبع جا به جا مي شد. نتيجه اولين نمونه آزمايشي لباس هاي تقويت کننده ماهيچه اي بود که XSO (xeoskeleton Suit ‪)‬ ناميده مي شدند. بعد از آن بود که ارتش اين ايده را از شرکت سازنده اش خريد.

آخرهاي دهه اول قرن بيست و يکم يک شرکت ژاپني لباس پوشيدني را ساخت که از سري XOS به مراتب بهتر بود. اين لباس HAL‪ ( Hybrid Assistive Limb ) ‬ نام داشت که به جاي استفاده از سنسورهايي که انقباض ماهيچه ها را آشکار مي کرد از سنسورهايي استفاده مي کرد که پيغام الکتريکي که مغز به اندام ها مي فرستاد را کشف مي کرد. در حقيقت اين پيشرفت باعث مي شد که شخصي که لباس را پوشيده فقط به حرکت دادن دست يا پايش فکر کند بدون اين که لازم باشد واقعا آنها را حرکت دهد.

وقتي شخصي مي خواهد حرکت کند سيگنالهاي عصبي از مغز به ماهيچه ها از طريق موتو نرونها فرستاده مي شوند و در نتيجه ترکيب ماهيچه ها و اسکلت مربوط حرکت مي کنند. در اين لحظه يک بيوسيگنال خيلي ضعيف از طريق پوست قابل شناسايي است. HAL اين سيگنال را توسط سنسوري که به پوست متصل است مي گيرد و با توجه به آن مرکز قدرت اتصالات متصل به ماهيچه مربوط را حرکت مي دهد و کمک مي کند که پوشنده لباس کارهاي روزمره خود را انجام دهد.

غير از سيستم تشخيص فوق العاده هوشمندي که اين لباس دارد HAL همچنين از سيستم شبيه ساز حرکات انسان براي حرکت دادن قسمتهاي روباتيک لباس استفاده مي کند که باعث مي شود حرکات توليد شده درست همانند حرکات انسان باشند. تفاوت ديگر HAL با XOS وزني است که مي تواند حمل کند. پوشنده اين لباس تا ده برابر وزني که در حالت عادي مي تواند تحمل کند را به راحتي جا به جا مي کند. سازندگان HAL انتظار دارند که در حوزه هاي مختلف بتوان از آن استفاده کرد. مهم ترين آن استفاده براي افراد معلولي است که نمي توانند دست يا پاي خود را حرکت دهند. همچنين در مراکز پزشکي که آموزشهاي فيزيکي براي به دست آوردن قدرت حرکت اندامهاي بدن وجود دارد مي‌توان از اين لباس استفاده کرد. مورد استفاده ديگر آن براي کارگران کارخانه ها است که مجبورند بارهاي سنگين را جا به جا کنند. براي کمک به مصدومان در مناطق حادثه ديده نيز چنين لباسي کارآيي دارد و آخر از همه استفاده از آن در شهربازي ها و مراکز تفريحي است که حتما طرفداران بسياري خواهد داشت .

بعد از حادثه غم انگيز نيروگاه اتمي فوکوشيما دولت ژاپن تصميم گرفت فناوري‌هاي روباتيک را براي به کار بردن در چنين سوانحي به روز رساني کند. به دنبال همين تصميم HAL به وسيله دانشگاه سازنده اش به عنوان اولين نمونه در نظر گرفته شد. براي محافظت دربرابر اشعه راديو اکتيو اين لباس با لايه محافظ تجهيز شد که ميزان اشعه را تا ۵۰ درصد کاهش مي دهد.

يکي از اختراعاتي که در سال گذشته توجه فعالان حوزه روباتيک را به خود جلب کرده بود روبات پوشيدني MH2 ( Mini Humanoid ‪)‬ بود که روباتي براي برقراري ارتباط با ديگران است. اين روبات يک آدمک مصنوعي کوچک است که روي بازويي که پايه اش در کوله پشتي پشت سر پوشنده قرار دارد حرکت مي کند. نسخه ابتدايي تر اين روبات مشخصات ساده اي داشت و فقط مي توانست روي شانه شخص بنشيند و دست تکان بدهد و اطراف را نگاه نکند ولي مدل جديدتر داراي ميکروفون و بلندگو است و مي تواند يک مکالمه واقعي انجام دهد. سيستم عامل روبات از طريق يک ابزار تشخيص حرکت آن را کنترل مي کند. راه ديگر کنترل اين روبات از طريق رابط کاربري است که در کامپيوتر وجود دارد. يک دوربين دو بعدي در اين روبات وجود دارد که اجازه مي دهد تصوير سه بعدي محيط اطراف پوشنده لباس را ببيند در حالي که در حال مکالمه با افراد مختلف است.

بيش از پنجاه بيمارستان در ژاپن در دو سه ماه گذشته در حال آزمايش ۱۰۰ کمک راهبر هوندا بر روي بيماران خود بودند.اين کمک راهبر توسط کامپيوتر هدايت مي شود و موتورهايش وقتي به کار مي افتند که پيغامي از سنسورهاي کار گذاشته شده روي ماهيچه هاي ران پا به کامپيوتر کنترل کننده برسد.به اين وسيله مي تواند تقارن و زمان بندي بلند کردن و زمين گذاشتن هر پا را هماهنگ کند. هدف اصلي از طراحي اين وسيله کمک به پوشنده لباس براي برداشتن گام هاي بلندتر است.

هوندا با چند مرکز درماني همکاري نزديک دارد تا بتوانند يک کمک راهبر مناسب بسازند. توليد و آزمايش اين روباتها در راستاي همين هدف بوده است و قرار است با آزمايش اين نمونه ها و جمع آوري بازخوردها از بيماران و متخصصان و هم چنين اطلاعات جمع آوري شده توسط خود دستگاه راه را براي ساختن نمونه هاي بهتر و مناسب تر هموار کرد.

اگر نتايج اين آزمايش ها مثبت باشد اين روبات به زودي راه خود را به خانه هاي ژاپني ها که جمعيتشان به سرعت در حال پير شدن است باز خواهد کرد. زيرا علاوه بر کمک به بيماران در حال بهبودي ايــن روبات مي تواند به عنوان وسيله اي براي تقويت راه رفتن در مغازه ها و مراکز خريد و يا هر پياده روي ديگري استفاده شود. شرکت سازنده اميدوار است که در صورت تقاضاي کافي در بازار بتواند اين محصول را با قيمت مناسب به مشتريان عرضه کند.

وقتي پاي اختراعات عجيب و غريب به ميان مي آيد ژاپني ها هميشه حرف اول را مي زنند. باور نمي کنيد؟ اين انگشترهاي روباتيک را ببينيد تا حرف ما را باور کنيد. آنها ساخته شده اند تا حرکات چشم ها و دهان انسان را تقليد کنند و البته مانند يک انگشتر کاملا معمولي در انگشتان دست قرار مي گيرند. وقتي در دست قرار مي گيرند مانند يک روش ارتباطي عمل مي کنند با اين ايده ساده که از روي حرکات دست ما حالت هاي مختلفي به خود مي گيرند. ترکيب اين چشمها ودهان مي تواند حالتهاي مختلفي مثل خنديدن، چشمک زدن، ناراحتي و چيزهاي ديگر را به نمايش بگذارد.

اين روباتها در اصل براي کمک به صنعت روباتهاي پوشيدني ساخته شده اند که البته هنوز مراحل آزمايشگاهي خود را مي گذراند. چشم ها موتورهاي الکترومگنتيک دارد و در زير انگشتر نيز يک ميکروکنترلر با باتري کوچک قرار گرفته تا بتواند چشم ها را حرکت دهد و حالات مختلف آن را نمايش دهد.

پروفسور جيکوب رازن به همراه همکارانش در آزمايشگاه بيونيک دانشگاه کاليفرنيا در سانتا کروز نگاه تازه اي را به روبات هاي پوشيدني معرفي کردند. آنها يک بازوي روباتيک ساخته اند که مي تواند با سيگنالهاي مغز انسان که از طريق اعصاب به ماهيچه ها مي فرستد کنترل شود. به اين سيگنالها اصطلاحا الکترو ميوگراف يا EMG مي گويند. اين سيگنالها مي تواند توسط الکترود هايي که در نقاط خاصي از ماهيچه ها به پوست متصل مي شود شناسايي شود. کنترل روبات توسط سيگنالهاي EMGمزاياي زيادي دارد. اين روش آزار کم تري به بدن مي رساند و همچنين از سنسورهايي که بايد نزديک مغز کار گذاشته شوند ارزان تر است. اين روش همچنين مي تواند اطلاعات زيادي درباره فيزيولوژي ماهيچه ها به ما بياموزد و توانايي ما را براي شبيه سازي و پيش بيني حرکات خاص بالاتر ببرد.

سيستم عصبي-ماهيچه اي ما با يک تاخير زماني کار مي کند که به آن تاخير زماني الکترو مکانيکال مي گويند که چيزي در حدود ۵۰ تا ۳۰۰ ميلي ثانيه است. يعني حدودا اين مقدار طول مي کشد تا بعد از رسيدن دستور حرکت از موتور کرتکس در مغز ماهيچه واقعا حرکت کند.

پروفسور رازن مي گويد اين زمان زيادي است و ما مي توانيم پيش بيني کنيم که ماهيچه قرار است چه کاري انجام دهد و همان کار را توسط بازوي مکانيکي انجام دهيم منتهي با انرژي بيشتر و حرکت قوي تر.

اين مثل راه رفتن با يک سگ مي ماند. اگر سگ جوان باشد و راهش را نشناسد طناب قلاده اش را به هر طرف که مي خواهد مي کشد و اين شما هستيد که بايد با وارد آوردن نيرو به طناب او را به سمت مورد نظرتان هدايت کنيد. ولي اگر سگ راهش را بشناسد در بيشتر مواقع طناب توي دست شما شل خواهد بود. پروفسور مي گويد : ما تلاش مي کنيم که شرايط را مانند طناب شل در بياوريم و براي اين کار از الگوريتم هايي استفاده مي کنيم که فيزيولوژي ماهيچه اي را تقليد مي کنند که به آنها ميوپروسسور هم مي گويند. به اين وسيله پيش بيني مي کنيم که يک ماهيچه چ کاري مي خواهد انجام دهد قبل از اين که انجام آن کار را شروع کند.

تحقيقات پروفسور رازن و همکارانش نه تنها در راستاي ساخت روباتهاي پوشيدني مفيد است بلکه کمک مي کند که اطلاعات زيادي درباره حرکت ماهيچه اي به دست بياوريم تا بتوانيم از اين اطلاعات براي درمان ماهيچه اي درست کار نمي کند استفاده کنيم.

نمايشگر هاي پوشيدني را نمي توان آن طور که بايد و شايد روبات دانست ولي از آن جايي که اين هم در مسير فناوري مرتبط با روبات‌هاي پوشيدني اختراع شده است بد نيست به آن هم اشاره اي بکنيم. اين نمايشگر ها به کاربر اجازه مي دهند که صفحه دنياي ديجيتال خود را هميشه به همراه خود داشته باشند بدون اين که خللي در انجام کارهاي روزانه شان پيش بيايد. نکته خوب اين نمايشگر اين است که ميدان ديد را به هيچ عنوان محدود نمي کند. به جاي آن از يک ال سي دي کوچک استفاده مي کند که بالاي چشم قرار مي گيرد و مانند يک صفحه ۱۰ اينچي عمل مي کند. هدست شامل هدفون و کمربند کوچکي است که سيليکونهايي را که تصوير را مي سازند در خود جاي داده است. وقتي که به تلفن همراه يا تبلت يا لپ تاپ شما وصل مي شود تصوير صفحه آنها را جلوي چشمتان نمايش مي دهد.

منبع: بایت

امتياز تحريريه دريچه فناوري اطلاعات به این مطلب: