يحتاج الروبوت المتحرك إلى معرفة البيئة المحيطة به قبل أن يتحرك بأمان. توفر الكاميرات رؤية تفصيلية، لكن الأمطار والثلوج والضباب يمكن أن تقلل من فاعليتها.
يساعد الرادار في سد هذه الفجوة من خلال إرسال موجات راديوية واستخدام انعكاساتها لتحديد مواقع الأجسام المجاورة.
لكن للرادار تحدياته الخاصة، فطرق المعالجة التقليدية تكون سريعة، لكن قد تواجه صعوبة في التمييز بين جسمين قريبين من بعضهما البعض.
أما الطرق الأكثر دقة فهي قادرة على فصل الأجسام، ولكنها تتطلب قدرًا هائلًا من القدرة الحاسوبية، مما يصعب الاعتماد عليها في الروبوتات الصغيرة التي تحتاج للاستجابة في الوقت الحقيقي.
باشر باحثون من معهد دايجو جيونجبوك للعلوم والتكنولوجيا (DGIST)، بالتعاون مع شركة JuKwang Precision، بمحاولة حل هذه المشكلة.
طوّروا تقنية تمكن الرادار من التركيز على المناطق التي يتطلب فيها الأمر دقة عالية، دون استهلاك جهد كبير في تحليل كل أجزاء البيئة المحيطة به بشكل متساوٍ.
نُشرت نتائج ورقتهم في مجلة الهندسة الكهربائية والتكنولوجيا.
بدأت طريقتهم بتصميم مسح سريع وواسع، يليه تحديد المناطق المحتملة لوجود أجسام، ثم فحص تلك المناطق بشكل أدق. تخيل أن تتفقد خريطة، ثم تقترب من المناطق التي تحتاج إلى فحص أكثر دقة.
كما وجد الفريق وسيلة لإعادة استخدام نتائج العمليات الحسابية الدقيقة، بحيث لا يُعاد حسابها من الصفر في كل مرة، وإنما يتم الاعتماد عليها مجددًا عند الحاجة.
بفضل هذه التطويرات، انخفضت عمليات البحث الحسابية بنسبة تقارب 88% مقارنةً بالطرق التقليدية ذات الدقة العالية، مع الحفاظ على أداء جيد في اكتشاف الأجسام. وكشفت التجارب والمحاكاة باستخدام رادار سيارة بموجة 77 جيجاهرتز أن منهجهم يعالج البيانات بشكل أكثر كفاءة بأكثر من الضعف مقارنة بالأساليب الحالية.
تكتسب هذه الأبحاث أهمية لأنها تمكن الروبوت من العمل بدون الحاجة إلى حاسوب قوي جدًا لدراسة كل إشارة رادارية، الأمر الذي يسمح له بالاستجابة بسرعة مع تغير البيئة من حوله. تقليل كمية العمل المطلوبة لتحليل إشارات الرادار يمكن أن يجعل الاستشعار الدقيق ممكنًا على آلات أصغر ذات قدرة معالجة محدودة.
وفر فريق JuKwang منصة روبوتية وساعد في اختبار التقنية خارج بيئة المحاكاة، بينما قام فريق DGIST بتصميم وتحليل الخوارزمية. يطمح الباحثون إلى تطويرها أكثر لتطبيقها في الروبوتات المتحركة والمركبات الذكية الأخرى.
تُظهر النتائج أن توظيف استراتيجيات أكثر ذكاءً يمكن أن يخفف العبء على أنظمة الرادار الدقيقة. لكن لا يزال هناك حاجة لمزيد من التطوير لضمان استفادة واسعة عبر مختلف الظروف الواقعية. حتى الآن، تشير الدراسة إلى أن الروبوتات قد تتفوق في استشعار الأجسام القريبة من خلال اختيار المناطق التي ينبغي النظر إليها بشكل أكثر دقة.
إذا كنت مهتمًا بهذا الموضوع، يمكنك الاطلاع على دراسات حول ابتكار أول روبوت يغير شكله في الزمن الحقيقي، والروبوتات القابلة للتشكيل التي يمكن أن تبني جسورًا وأدوات إنقاذ وخيام مؤقتة.
ولمزيد من المعلومات، يُنصح بقراءة أبحاث حول قفاز روبوتي يتيح الإحساس بالأجسام الافتراضية، وأخرى حول جلد اصطناعي يمنح الآلات إحساس اللمس بشكل شبيه بالبشر.