وقتی صحبت از «ربات» به میان می‌آید، تصویر غالب در ذهن بسیاری از ما، موجودی فلزی و انسان‌نماست؛ چیزی شبیه به ربات‌های بوستون داینامیکس. این آرمان، که دهه‌هاست در فیلم‌های علمی-تخیلی ریشه دوانده، اغلب رباتی را به تصویر می‌کشد که قرار است تمامی وظایف انسان را انجام دهد. با این حال، شواهد و یافته‌های اخیر در حوزه مهندسی رباتیک نشان می‌دهد که مسیر واقعی پیشرفت، نه در کپی‌برداری از انسان، بلکه در تخصصی‌سازی و پذیرش اشکال کاملاً متفاوت نهفته است.
اگر انسان‌ها قرار است روزانه با یک ربات تعامل داشته باشند، عقل سلیم حکم می‌کند که آن ربات بهتر است ناپایدار و سنگین نباشد. در واقع قرار گرفتن بر روی دوپا کاری بسیار سخت است که در طول تکامل کمتر حیوانی توانسته به آن سطح از تکامل دست پیدا کند. بنابراین احتمالا برای مسیر توسعه ربات‌ها نیز شاهت آن خواهیم بود که به جای توسعه روبات‌هایی مثل سونی در فیلم I, Robot، ما به موجوداتی شبیه وال-ای نزدیک خواهیم شد.
در این نوشتار، می‌خواهیم به طور صریح به این سؤال بپردازیم: چرا ما نیازی به ربات‌های انسان‌نما نداریم؟ همچنین، چالش‌های عظیم ساخت این موجودات فلزی و هزینه‌های نجومی آن‌ها را بررسی خواهیم کرد و در نهایت، نگاهی خواهیم داشت به قابلیت‌های شگفت‌انگیز ربات‌های تخصصی آینده که فراتر از توانایی‌های انسانی عمل می‌کنند.
چالش‌های بنیادین و هزینه‌های گزاف ربات‌های انسان‌نما
تصور کنید که یک ابزار عمومی برای انجام همه کارها می‌خواهید. یک ربات انسان‌نما (Humanoid) که برای انجام تمامی وظایف یک انسان طراحی شده است، ناگزیر باید از تخصص در یک مهارت خاص چشم‌پوشی کند تا یک عمومی‌کار باشد. در واقع، این ربات‌ها صرفاً ظرفیت‌های ما را کپی می‌کنند، نه اینکه آن‌ها را گسترش دهند.
ربات‌های انسان‌نما اگرچه می‌توانند قوی و دقیق باشند، اما گران‌قیمت، سنگین و بالقوه خطرناک هستند، به خصوص اگر به درستی کنترل نشوند. این سه عامل، یعنی وزن، پیچیدگی و خطرآفرینی، مهم‌ترین چالش‌های ربات‌های انسان‌نما در تعامل روزمره با انسان‌ها هستند.
۱. ناایمنی و وزن (خطر در تعاملات روزانه): ربات‌های سنتی که در ذهن ما هستند، اغلب فلزی و سنگین‌اند. در یک محیط کاری یا خانگی، تعامل روزانه با موجودی که “تیز، ناپایدار، شکننده و سنگین” است، اصلاً ایده خوبی نیست. در مقابل، روبات‌های نرم و انعطاف‌پذیر به طور ذاتی ایمن‌ترند.
فرض کنید در محیطی شلوغ، یک ربات انسان‌نما (فلزی و سخت) با شما برخورد کند؛ این می‌تواند آسیب جدی به دنبال داشته باشد.
۲. پیچیدگی مهندسی و هزینه‌های ساخت: ساخت رباتی که بتواند مانند انسان حرکت کند، بپرد یا بدود، نیازمند مهندسی فوق‌العاده پیچیده‌ای است. هرچند نمی‌توان به طور دقیق هزینه‌های ضمنی ساخت چنین ربات‌هایی را محاسبه کرد، اما به طور شهودی مشخص است که سیستم‌های سخت، موتورهای دقیق (DC motors و encoders یا stepper motors)، و حسگرهای متعدد مورد نیاز برای این ربات‌ها، قیمت بالایی دارند.
در مقابل، ربات‌های تخصصی می‌توانند فوق‌العاده ارزان باشند. برای مثال، ربات‌های رونده (vine robots) که با فشار هوا رشد می‌کنند، از مواد اولیه ساده‌ای ساخته می‌شوند. یکی از محققان این ربات می‌گوید: “این ربات‌ها آنقدر ارزان هستند، در واقع تقریباً مجانی‌اند”. این سادگی و ارزانی، امکان توسعه و حتی رهاسازی تعداد زیادی از آن‌ها را فراهم می‌کند (مثلاً رها کردن صدها ربات در یک ساختمان فروریخته برای جستجو و نجات).
۳. ناکارآمدی ابزارهای تقلیدی در شرایط سخت: ربات‌های انسان‌نما مجبور خواهند بود که از ابزارهایی استفاده کنند که برای انسان‌ها طراحی شده‌اند. در حالی که هدف اصلی ساخت ربات این بود که بر محدودیت‌های انسانی غلبه کنند.
اگر قرار باشد که ربات‌های انسان‌نما از این ابزارهای سنتی استفاده کنند، با همان محدودیت‌های کارایی روبرو خواهند شد که انسان پیشتر با آن مواجه بود. در اینجا، ربات‌های تخصصی نرم وارد می‌شوند که «نیاز به مهارت مورد نیاز» را حذف می‌کنند و به ربات اجازه می‌دهند تا خود مسیر درست را بیابد. این نشان می‌دهد که تقلید از شکل یا ابزار انسانی لزوماً منجر به بهترین راهکار نمی‌شود.
اوج تخصصی‌سازی؛ کارایی ربات‌های آینده و مزیت آن‌ها
اگر ربات‌های انسان‌نما صرفاً کپی‌برداری از توانایی‌های ما هستند و محدودیت‌های زیادی دارند، ربات‌های آینده چه شکلی خواهند شد؟ ربات‌های آینده متخصص خواهند بود. آن‌ها طوری طراحی می‌شوند که در یک توانایی خاص، به مهارتی دست یابند که هیچ انسانی قادر به انجام آن نیست. این تخصصی‌سازی، به جای یک “چاقوی سوئیسی” همه‌کاره، یک “جعبه ابزار شخصی‌سازی‌شده” از ابزارهای دقیق به ما می‌دهد.
در اینجا، به چند نمونه برجسته از ربات‌های تخصصی اشاره می‌کنیم که در منابع معرفی شده‌اند:
ربات‌های رونده (Vine Robots): رشد و انعطاف‌پذیری فوق‌العاده
ربات‌های رونده، که از رشد یک گیاه پیچکی الهام گرفته‌اند، این ربات‌ها با استفاده از هوای فشرده (compressed air) از نوک خود رشد می‌کنند. این ربات‌ها می‌توانند تا صدها برابر اندازه اصلی خود بزرگ شوند. این سادگی و ظرافت در طراحی، کاربردهای گسترده‌ای را به همراه دارد.
مزیت‌های کلیدی نسبت به انسان‌نماها:
• قابلیت عبور از فضاهای تنگ و سطوح چسبنده: این ربات‌ها می‌توانند به راحتی از معابر منحنی و پیچیده عبور کنند و حتی در برابر مواد چسبنده گیر نمی‌افتند. (رباتی را تصور کنید که به راحتی وارد لوله فاضلاب شده و می‌تواند کوچکترین نشتی‌های آن را برطرف کند یا حتی آن را تمیز کند.)
◦ جستجو و نجات (Search and Rescue): این ربات‌ها می‌توانند با اتصال حسگرهایی مانند دوربین به جلویشان، به سرعت در آوار یا ساختمان‌های فروریخته نفوذ کنند. از آنجایی که توقف آن‌ها بسیار دشوار است، می‌توانند به دنبال افراد محبوس بگردند.
◦ کاربردهای پزشکی (Intubation): یک نسخه مینیاتوری از این ربات برای لوله گذاری (Intubation) سریع‌تر و ایمن‌تر طراحی شده است. در آزمایش‌های اولیه، فردی بدون آموزش می‌تواند دستگاه را وارد بینی کند و با کمی فشار، لوله‌گذاری انجام می‌شود. محققان با آموزش پنج دقیقه‌ای به کارکنان اورژانس، ۹۰ درصد موفقیت در لوله‌گذاری در کمتر از ۲۰ ثانیه را ثبت کردند. این سرعت بالا در شرایط بحرانی (جایی که هر ثانیه اهمیت دارد) بسیار حیاتی است.
◦ حفاری در مواد گرانول (Burrowing in Sand/Soil): با دمیدن هوای فشرده به جلوی ربات، شن و ماسه سیال (liquid) می‌شود و ربات می‌تواند به راحتی در مواد دانه‌ای مانند شن رشد کند. این ایده برای سازمان فضایی ناسا برای کاوش سیارات دیگر جذاب است. برخلاف ربات‌های حفار سنتی که در مأموریت‌هایی مانند Mars InSight گیر کردند، ربات رونده با مکانیسم «گسترش نوک» خود، به تعامل با محیط اطراف وابسته نیست و به سمت پایین پیشروی می‌کند.
• اعمال نیروی عظیم با مواد نرم: ربات‌های رونده می‌توانند با رشد در زیر آوار یا یک جسم بزرگ (مانند تصادف اتومبیل)، آن شیء را بلند کنند. این ربات با فشار تنها یک دهم اتمسفر، اما روی سطح بزرگی (مانند یک متر مربع)، قادر است وزن ۱۰۰۰ کیلوگرم را بلند کند، در حالی که همچنان نرم باقی می‌ماند.
ربات‌های جهنده (Jumping Robots): اوج عملکرد فیزیکی
این ربات‌های کوچک، که وزن آن‌ها کمتر از یک توپ تنیس است، رکوردار پرش در جهان هستند و می‌توانند تا ۳۱ متر (بلندتر از یک ساختمان ۱۰ طبقه) بپرند. این ارتفاع تقریباً ده برابر رکورد قبلی است.
مزیت‌های کلیدی نسبت به انسان‌نماها:
• اوج تخصصی‌سازی فیزیکی: ربات انسان‌نما احتمالا مجبور است تمامی توانایی‌های حرکتی (راه رفتن، دویدن، پریدن) را به صورت متوسط انجام دهد. اما یک ربات جهنده به طور کامل برای یک هدف طراحی شده است: پرش. بدنه آن از فیبر کربن و لاستیک طبیعی (که بیشترین انرژی را در هر واحد جرم ذخیره می‌کند) ساخته شده است.
• استفاده از مکانیسم “تکثیر کار” (Work Multiplication): برخلاف حیوانات که تنها در یک حرکت عضلانی انرژی را آزاد می‌کنند، این ربات انرژی حاصل از چرخش‌های متعدد یک موتور کوچک را به تدریج (طی چند دقیقه) جمع‌آوری می‌کند و سپس آن را در یک لحظه آزاد می‌سازد. این مکانیسم به ربات اجازه می‌دهد تا با استفاده از یک موتور بسیار کوچک، انرژی عظیمی را ذخیره و رها کند.
• کاوش در سیارات کم جاذبه: این ربات‌ها برای کاوش در دنیاهایی با اتمسفر رقیق یا بدون اتمسفر (مانند ماه) ایده‌آل هستند. در ماه، این ربات می‌تواند تا ۱۲۵ متر به هوا بپرد و نیم کیلومتر جلو برود. آن‌ها می‌توانند در دهانه‌ها و صخره‌های شیب‌دار (جایی که مریخ‌نوردها مشکل دارند) به بالا و پایین بپرند و نمونه‌برداری کنند. ناسا نیز روی این پروژه برای ارسال ربات‌های پرنده به ماه کار می‌کند، شبیه به کاری که هلیکوپتر مریخ انجام داد.
موش‌های میکرو (Micromouse)
مسابقه میکروموس قدیمی‌ترین رقابت رباتیک در جهان است. هدف ساده است: رسیدن به انتهای هزارتو در سریع‌ترین زمان ممکن. این ربات‌های کوچک، متخصص در سرعت و ناوبری هستند.
مزیت‌های کلیدی نسبت به انسان‌نماها:
• بهینه‌سازی برای سرعت مطلق: این ربات‌ها برای یک کار بسیار خاص (حل سریع هزارتو) طراحی شده‌اند. آن‌ها از الگوریتم‌های پیچیده‌ای مانند Flood-Fill استفاده می‌کنند تا به جای کوتاه‌ترین مسیر، سریع‌ترین مسیر (مسیر با کمترین توقف و چرخش) را پیدا کنند.
• نوآوری‌های مکانیکی تخصصی: برای غلبه بر نیروی گریز از مرکز در پیچ‌ها، که می‌تواند باعث لغزش شود، برخی از موش‌ها از یک فن (Propeller) برای ایجاد نیروی مکش به سمت زمین استفاده کردند. این فن، نیرویی پنج برابر وزن موش ایجاد می‌کند و به آن‌ها اجازه می‌دهد تا با شتاب ۶G (مشابه خودروهای F1) پیچ‌ها را طی کنند. این نوآوری‌ها (مانند فن مکنده یا استفاده از مسیرهای قطری) نتیجه تمرکز بر حل یک مشکل تخصصی است. (تصور کنید موشی که با سرعت ۷ متر بر ثانیه حرکت می‌کند و در پیچ‌ها صدای فن آن شنیده می‌شود که برای چسبیدن به زمین می‌کوشد).
چرا مردم همچنان به دنبال ربات‌های انسان‌نما هستند؟ از فرهنگ تا نبرد ایدئولوژیک
با وجود تمام شواهد موجود که نشان می‌دهد ربات‌های تخصصی، ایمن‌تر، کارآمدتر و ارزان‌تر هستند، چرا همچنان بخش بزرگی از بودجه‌ها و توجهات به سمت ربات‌های انسان‌نما متمایل است؟
دلایل این تمایل عمدتاً ریشه در عوامل فرهنگی و ایدئولوژیک دارد تا کارایی عملی:
۱. تصویرسازی رسانه‌ای و تخیلی: وقتی مردم به ربات فکر می‌کنند، معمولاً تصویری ذهنی از ربات‌های فلزی و انسان‌نما دارند. فیلم‌ها و داستان‌های علمی-تخیلی، آرمان‌های ما را شکل داده‌اند. محققان اذعان می‌کنند که درک عمومی مردم از ربات‌های نرم تا حد زیادی توسط فیلم‌های سینمایی جهت‌دهی شده است و تا زمانی که یک ربات انسان‌نمای کامل را نبینند هنوز تصور نمی‌کنند که ما وارد یک جهان تازه شده‌ایم.
۲. زیبایی‌شناسی و ترس آمیخته با تحسین: ویدیوهای ربات‌های انسان‌نما مانند بوستون داینامیکس بسیار جذاب هستند، حتی اگر کمی ترسناک به نظر برسند. محققان می‌گویند: «ربات‌های بوستون داینامیکس کمی وحشتناک هستند». اما این جذابیت بصری و توانایی‌های شگفت‌انگیز آن‌ها در راه رفتن و انجام حرکات شبیه انسان، توجه را جلب می‌کند و حس پیشرفت را القا می‌نماید.
۳. پیوند عاطفی و توهم همه‌کاره بودن: بشر همواره به دنبال موجودی بوده که شبیه خودش باشد و در کنار او کار کند. اما این ایده که یک ربات بتواند همه کارها را انجام دهد (یک خدمتکار رباتیک در خانه) همچنان یک هدف آرمانی است. در نهایت، تمایل به داشتن رباتی که بتواند در زندگی روزمره ما “نفوذ کند” و کارها را انجام دهد، یک تمایل طبیعی است.
۴. جنگ ایدئولوژیک برای ساخت ربات انسان‌نما: به نظر می‌رسد ایده ساخت ربات انسان نما بیش از آنکه یک رویکرد تکنولوژیک برای رفاه انسان باشد، یک نبرد ایدئولوژیک است. امروز تقریبا تمام کشورها به دنبال آن هستند که زودتر از سایر کشورها یک ربات انسان‌نما بسازند. دقیقا مشابه رخدادی که برای رسیدن به سطح ماه (و امروز به مریخ) صورت گرفته است. امروز مشخص شده است که رسیدن به ماه از نظر اکتشافات علمی هیچ آورده‌ای نداشته است اما در زمان جنگ سرد، غرب و شوروی تلاش خود را کردند که زودتر از دیگری به این موفقیت دست پیدا کنند. بنابراین پیگیری این مساله به نظر می‌رسد بیش از هرچیز یک نبرد ایدئولوژیک است.
آینده در اختیار ربات‌های کوچک و متخصص است نه شبه‌انسان‌های فلزی و سنگین
ما به سمت آینده‌ای حرکت می‌کنیم که در آن، ربات‌ها زندگی ما را تغییر می‌دهند، اما نه به شکل یک انسان‌نما همه‌کاره. این نفوذ تدریجی خواهد بود؛ از جاروبرقی‌های هوشمند (Roomba) که برای حداکثر کارایی جارو کردن ساخته شده‌اند، تا اشیاء کوچک دیگری که هوشمندتر می‌شوند (کفش‌ها، ساعت‌ها، ترموستات‌ها و ماشین‌ها).
رباتیک مؤثر، یعنی رها کردن مدل انسانی و انتخاب بهترین اشکال و مواد برای به حداکثر رساندن توانایی‌های خاص.
ربات‌های تخصصی ثابت کرده‌اند که می‌توانند کارهایی را انجام دهند که فراتر از توانایی ربات‌های عمومی و انسان‌نما است. ما قبلاً ربات‌هایی ساخته‌ایم که:
• می‌توانند جان ما را نجات دهند (ربات رونده در آوار یا لوله‌گذاری).
• می‌توانند از ساختمان‌های بلند بپرند (ربات پرنده).
• با سرعت فوق‌العاده حرکت کنند (میکروموس).
• شکل خود را تغییر دهند (ربات‌های نرم فضایی).
در نهایت، ربات‌ها احتمالاً نه به عنوان یک همراه عمومی فلزی، بلکه به عنوان ابزارهای دقیقی وارد زندگی ما خواهند شد که می‌توانیم آن‌ها را برای هر کار خاصی انتخاب کنیم. این مسیر، مسیر حل مسئله است. همانطور که در رقابت‌های میکروموس دیده شد، حل یک هزارتو ممکن است در ظاهر ساده باشد، اما ۵۰ سال نوآوری در این زمینه نشان داد که هیچ چیز ساده نیست.
ساخت ربات انسان‌نما درست مانند ساخت هواپیما با الهام از پرندگان است. تا زمانی که انسان‌ها درگیر شیوه پرواز پرندگان بودند و از آن تقلید می‌کردند، هیچ پیشرفت محسوسی ایجاد نشد، اما پس از آنکه انسان پیشفرض‌های خود را کنار گذاشت و به شکل دیگری به قضیه نگاه کرد، حالا توانست پیشرفت واقعی در زمینه پرواز به دست آورد شاید امروز نیز ما باید به شکل دیگری به مقوله رباتیک نگاه کنیم تا بتوانیم پیشرفت‌های بیشتری ایجاد کنیم. همچنین باید یکبار برای همیشه بدانیم که ربات انسان نما هیچ جایگاه در آینده نوع بشر نخواهد داشت. به قول بودریار آنچه که به ما در مورد آینده رباتیک نشان می‌دهند بیشتر از آنکه شبیه آینده باشد، به گذشته شباهت دارد.
