اليد البشرية هي واحدة من أكثر أجزاء الجسم تعقيدًا وتطورًا. تحتوي على أكثر من 30 عضلة و27 مفصلًا، إضافة إلى شبكة من الأربطة والأوتار التي تمنحها 27 درجة من الحرية. وتضم راحة اليد وحدها أكثر من 17,000 مستقبِل حسي ونهاية عصبية، مما يجعلها شديدة الحساسية. هذه الميزات الفريدة تُمكّن اليد من أداء مجموعة واسعة من الحركات الدقيقة والمعقدة بسهولة.
لكن لا حاجة لإخبار سارة دي لاغارد بأي من ذلك.
في أغسطس 2022، كانت في قمة السعادة. فقد تسلقت جبل كليمنجارو مع زوجها وكانت في أفضل حالاتها البدنية. لكن بعد شهر واحد فقط، وجدت نفسها مستلقية على سرير المستشفى، تعاني من إصابات مروعة.
أثناء عودتها إلى المنزل من العمل، انزلقت دي لاغارد وسقطت بين قطار أنفاق والرصيف في محطة هاي بارنت بلندن. تعرضت للسحق تحت القطار المغادر وقطار آخر وصل إلى المحطة بعده، مما أدى إلى فقدان ذراعها اليمنى أسفل الكتف وجزء من ساقها اليمنى.
بعد عملية شفاء طويلة، عرضت عليها هيئة الصحة الوطنية في المملكة المتحدة ذراعًا اصطناعية، لكنها لم توفر لها الكثير من الحركة الطبيعية لليد. بدت وكأنها تركز على الشكل أكثر من الوظيفة.
تقول: “لا تبدو حقًا كذراع حقيقية. وقد اعتبرها أطفالي مخيفة.”
كانت الذراع الاصطناعية تحتوي على مفصل واحد فقط عند الكوع، بينما كانت اليد نفسها كتلة ثابتة في النهاية. لمدة تسعة أشهر، كانت تكافح لأداء المهام اليومية التي كانت تعتبرها أمرًا مفروغًا منه، لكن بعد ذلك تم عرض شيء محوري عليها – ذراع بيوينة تعمل بالبطارية وتستخدم الذكاء الاصطناعي (AI) للتنبؤ بالحركات التي ترغب في إجرائها من خلال اكتشاف الإشارات الكهربائية الدقيقة من عضلاتها.
تقول دي لاغارد: “في كل مرة أقوم بحركة، يتعلم الجهاز. يتعلم الآلة التعرف على الأنماط، وفي النهاية يتحول إلى ذكاء اصطناعي توليدي، حيث يبدأ في التنبؤ بحركتي التالية.”
حتى أبسط الأمور مثل التقاط قلم والتحكم به بين أصابعنا لتبني وضع الكتابة، تتطلب تكاملًا سلسًا بين الجسم والدماغ. المهام التي نقوم بها باستخدام أيدينا دون تفكير تتطلب مزيجًا متقنًا من التحكم الحركي والتغذية الراجعة الحسية – من فتح الباب إلى عزف البيانو.
ومع هذا المستوى من التعقيد، ليس من المستغرب أن محاولات محاكاة تعددية واختصاص اليد البشرية قد فشلت على مدار قرون من قبل الأطباء والمهندسين على حد سواء. من يد الحديد البدائية المزودة بنوابض التي استخدمها فارس ألماني في القرن السادس عشر، إلى أول يد روبوتية مزودة بتغذية راجعة حسية التي تم إنشاؤها في يوغوسلافيا في الستينيات، لم يقترب أي منها من مطابقة القدرات الطبيعية لليد البشرية. حتى الآن.
تفتح التقدمات في الذكاء الاصطناعي عصرًا من الآلات التي تقترب من مطابقة براعة اليد البشرية. الأطراف الاصطناعية الذكية، مثل تلك التي حصلت عليها دي لاغارد، يمكنها التنبؤ بالحركة وتحسينها. الروبوتات المخصصة لقطف الفاكهة الطرية تستطيع قطف الفراولة في الحقل ووضعها بعناية في سلة مع باقي التوت دون سحقها. الروبوتات المزودة برؤية يمكنها حتى استخراج النفايات النووية من المفاعلات بعناية. ولكن هل يمكنها حقًا منافسة القدرات المدهشة لليد البشرية؟
الذكاء الاصطناعي المتجسد
مؤخرًا، أنجبت أول طفل لي. وفور دخولها إلى العالم، لفت يد ابنتي الصغيرة حول إصبع شريكي بلطف. ورغم أنها لم تكن قادرة على تركيز عينيها على أي شيء أبعد من بضعة سنتيمترات أمامها، كانت حركات يدها وذراعيها محصورة في ردود فعل لا إرادية تتيح لها الإمساك بأي شيء يُوضع في راحة يدها. كانت هذه لحظة محببة تُظهر حساسية براعتنا في استخدام اليد، حتى في أوقاتنا الأولى – وتشير إلى مقدار تحسن هذه البراعة مع تقدمنا في العمر.
خلال الأشهر القادمة، سيتطور نظر ابنتي بما يكفي ليمنحها إدراكًا للعمق، بينما سيتطور القشرة الحركية في دماغها، مما يمنحها مزيدًا من التحكم في أطرافها. ستتحول قبضاتها اللاإرادية إلى حركات إمساك أكثر تعمدًا، وسترسل يديها إشارات إلى دماغها، مما يسمح لها بإجراء تعديلات دقيقة في الحركة مع شعورها واستكشافها للعالم من حولها. سيستغرق الأمر عدة سنوات من الجهد المستمر والتجربة والخطأ واللعب لكي تصل ابنتي إلى مستوى البراعة اليدوية التي يمتلكها البالغون.
ومثلما يتعلم الطفل كيفية استخدام يديه، تتبع الروبوتات الماهرة التي تستخدم الذكاء الاصطناعي المتجسد خارطة طريق مشابهة. يجب على هذه الروبوتات التعايش مع البشر في بيئة معينة، وتعلم كيفية أداء المهام البدنية بناءً على الخبرة السابقة. تتفاعل مع محيطها وتقوم بتحسين حركاتها استجابةً لتلك التفاعلات. يلعب التجربة والخطأ دورًا كبيرًا في هذه العملية.
يقول إريك جينغ دو، أستاذ الهندسة المدنية في جامعة فلوريدا: “الذكاء الاصطناعي التقليدي يعالج المعلومات، بينما الذكاء الاصطناعي المتجسد يدرك ويفهم ويتفاعل مع العالم المادي.” ويضيف: “إنه يزود الروبوتات بالقدرة على ‘الرؤية’ و’الشعور’ ببيئاتها المحيطة، مما يمكّنها من أداء الأفعال بطريقة مشابهة للبشر.”
لكن هذه التقنية ما زالت في مراحلها الأولى. أنظمة الإحساس البشرية معقدة للغاية، وقدراتنا الإدراكية متطورة إلى درجة أن محاكاة البراعة على نفس مستوى اليد البشرية تظل تحديًا هائلًا.
يقول دو: “أنظمة الإحساس البشرية يمكنها اكتشاف التغيرات الدقيقة والتكيف بسرعة مع التغيرات في المهام والبيئات.” ويضيف: “إنها تدمج العديد من المدخلات الحسية مثل الرؤية واللمس ودرجة الحرارة. الروبوتات حاليًا تفتقر إلى هذا المستوى من الإدراك الحسي المتكامل.”
لكن مستوى التعقيد يتزايد بسرعة. هنا يظهر روبوت DEX-EE. تم تطويره من قبل شركة Shadow Robot بالتعاون مع Google DeepMind، وهو يد روبوتية ذات ثلاثة أصابع تستخدم محركات على غرار الأوتار لتحقيق 12 درجة من الحرية. تم تصميمه من أجل “أبحاث التلاعب البارع”، ويأمل الفريق الذي يقف وراء DEX-EE في إثبات كيف تساهم التفاعلات الفيزيائية في التعلم وتطوير الذكاء العام.
كل واحد من أصابعه الثلاثة يحتوي على مستشعرات في أطراف الأصابع، التي توفر بيانات ثلاثية الأبعاد في الوقت الفعلي عن البيئة المحيطة، بالإضافة إلى معلومات حول موقعه، قوته والقصور الذاتي. يمكن للجهاز التعامل مع الكائنات الدقيقة مثل البيض والبوالين المنتفخة دون إتلافها. بل إنه تعلم كيفية المصافحة – وهو ما يتطلب منه التفاعل مع التداخلات من القوى الخارجية والمواقف غير المتوقعة. في الوقت الحالي، يُعد DEX-EE أداة بحثية فقط، وليس مخصصًا للاستخدام في المواقف الواقعية حيث يمكن أن يتفاعل مع البشر.
مع ذلك، سيكون من الضروري فهم كيفية أداء مثل هذه الوظائف مع ازدياد وجود الروبوتات بجانب البشر في العمل والمنزل. على سبيل المثال، ما مدى شدة الإمساك الذي يجب أن يمارسه الروبوت على مريض مسن أثناء نقله إلى السرير؟
صعود الروبوتات
لطالما حلم المهندسون الروبوتيون بوجود آليات تتمتع ببراعة بشرية كافية لأداء المهام غير المرغوب فيها أو الخطرة أو المتكررة. يقود روستام ستولكين، أستاذ الروبوتات في جامعة برمنغهام، مشروعًا لتطوير روبوتات ذكية للغاية قادرة على التعامل مع النفايات النووية من قطاع الطاقة، على سبيل المثال. بينما يستخدم هذا العمل عادةً روبوتات يتم التحكم فيها عن بُعد، يقوم ستولكين بتطوير روبوتات ذات رؤية ذاتية التوجيه يمكنها الذهاب إلى الأماكن التي يصعب على البشر الوصول إليها بسبب خطورتها.
ربما المثال الأكثر شهرة لروبوت بشري حقيقي هو الروبوت البشري “أطلس” من شركة بوسطن ديناميكس، الذي أسَرَ العالم في عام 2013 بقدراته الرياضية. تم الكشف عن أحدث نسخة من أطلس في نهاية عام 2024، والتي تجمع بين رؤية الكمبيوتر ونوع من الذكاء الاصطناعي المعروف بالتعلم التعزيزي، حيث يساعد التعزيز النظام الذكائي على التحسن في ما يفعله. وفقًا لشركة بوسطن ديناميكس، يتيح ذلك للروبوت أداء مهام معقدة مثل التعبئة أو تنظيم الأشياء على الرفوف.
ولكن المهارات المطلوبة لأداء العديد من المهام في القطاعات التي يقودها البشر، حيث يمكن أن ينجح روبوت مثل أطلس، مثل التصنيع والبناء والرعاية الصحية، تشكل تحديًا خاصًا، وفقًا لما قاله دو.
“ذلك لأن غالبية الحركات الحركية التي تعتمد على اليد في هذه القطاعات تتطلب ليس فقط حركات دقيقة ولكن أيضًا استجابات تكيفية للمتغيرات غير القابلة للتنبؤ مثل أشكال الأشياء غير المنتظمة، والملمس المتنوع، وظروف البيئة المتغيرة”، كما يقول.
يعمل دو وزملاؤه على تطوير روبوتات بناء ذات براعة عالية تستخدم الذكاء الاصطناعي المجسد لتعلم المهارات الحركية من خلال التفاعل مع العالم الحقيقي.
على الرغم من أن الروبوتات تقترب من محاكاة قدرات يد الإنسان، إلا أن التحديات لا تزال قائمة. يتم تطوير أيدٍ روبوتية مثل DEX-EE لتلاعب الأشياء الحساسة، لكن أنظمة الذكاء الاصطناعي الحالية تفتقر إلى الإدراك الحسي المتقدم والتكيف الذي تتمتع به يد الإنسان. يعمل خبراء الروبوتات على أنظمة تسمح للروبوتات بإحساس بيئتها والتفاعل معها، باستخدام الذكاء الاصطناعي للتحسن مع مرور الوقت. ومع ذلك، فإن قدرة يد الإنسان على التعامل مع الأشياء بشكل غريزي وبحساسية ودقة لا تزال متفوقة على التكنولوجيا الحالية.
لقد حققت الأطراف الاصطناعية، وخاصة الذراع الاصطناعية التي تعمل بالتحكم العضلي، تقدمًا كبيرًا، لكنها لا تزال ليست بديلاً مثاليًا عن اليد البيولوجية. قد يكون لتطور أنظمة الروبوتات المدعومة بالذكاء الاصطناعي تطبيقات واسعة في صناعات مثل الرعاية الصحية، والتصنيع، والزراعة، حيث تساعد في مواجهة نقص العمالة ومساعدة الأشخاص ذوي الإعاقات على استعادة قدراتهم المفقودة. على الرغم من هذه التقدمات، تشير المقالة إلى أننا لا نزال بعيدين بضع سنوات عن أن تتمكن الروبوتات من مطابقة البراعة والمرونة التي تتمتع بها يد الإنسان.
