بحث عن الانسان الآلي مايسمى الروبوت

السلام عليكم ورحمة الله وبركاته

سأقدم الان مقال عن الانسان الآلي واليكم التفاصيل

الروبوت (إنترنسينالسم)، وسمي بالعربية الإنسان الآلي والرجل الآلي والإنسالة والجسمال،[1] هو آلة قادرة على القيام بأعمال مبرمجة سلفا، إما بإيعاز وسيطرة مباشرة من الإنسان أو بإيعاز من برامج حاسوبية. غالبًا ما تكون الأعمال التي تبرمج الإنسالة على أداءها أعمالاً شاقة أو خطيرة أو دقيقة، مثل البحث عن الألغام والتخلص من النفايات المشعة، أو أعمالاً صناعية دقيقة أو شاقة.

ومن ناحية اللغة العربية فقد ظهر مؤخرا مصطلح جديد هو جسمال وهو دمج لكلمتي "جسم" وآلي"، تُشتق منه كلمة "يجسمل" و"جسالمة" وجمعها "جساميل".

ظهرت كلمة "روبوت" لأول مرة عام 1920، في مسرحية الكاتب المسرحي التشيكي كارل تشابيك،[2] التي حملت عنوان "رجال روسوم الآلية العالمية" (بالتشيكية: Rossumovi univerzální roboti). ترمز كلمة "روبوت" في اللغة التشيكية إلى العمل الشاق، إذ أنها مشتقة من كلمة "Robota" التي تعني السُخرة أو العمل الإجباري، ومبتكر هذه الكلمة هو جوزيف تشابيك، أخا الكاتب المسرحي سالف الذكر، والذي ابتدعها في محاولة منه لمساعدة أخيه على ابتكار اسم ما للآلات الحية في العمل المسرحي. وبدأً من هذا التاريخ، بدأت هذه الكلمة تنتشر في كتب وأفلام الخيال العلمي التي قدمت عبر السنوات عدد من الأفكار والتصورات لتلك الآلات وعلاقتها بالإنسان، الأمر الذي كان من شأنه أن يفتح أفاق كبيرة للمخترعين ليبتكروا ويطوروا ما أمكن منها.

نظرة عامة للإنسانة

هناك جدال قائم بين العلماء واللغويين على حد سواء بشأن التعريف الدقيق للإنسالة، فالبعض يقول بإطلاق هذه الصفة على كل آلة يُمكن للإنسان السيطرة عليها وتسييرها عن بعد، بينما لا يوافق البعض الآخر على هذا،[3] وحجتهم أن تلك الآلات، من شاكلة السيارة أو الطائرة ذات التحكم عن بعد، لا يمكن اعتبارها إنسالة لعدم امتلاكها المقدرة على التفكير وإتخاذ القرار بنفسها، ويورد هؤلاء مثالاً بأنه إذا كان باستطاعة تلك الآلة أن تتصرف وفق برنامج معد سلفًا بابتعادها عن حاجز خطوتين إلى الوراء والاتجاه نحو اليمين أو اليسار والاستمرار بالتقدم، فإن هذا يجعل من الممكن إطلاق صفة إنسالة حقيقية عليها.[4] ويتضح من هذا أن الفكرة الأساسية التي يتمسك بها أصحاب هذا الرأي هي أن الانسالة الحقيقية حسب اعتقاد البعض يجب أن تمتلك ذكاء اصطناعي وأن تكون لها القدرة على تمييز الأنماط والتعرف على النظم والاستدلال والاستنتاج.

هناك أنواع عديدة من الإنسان الآلي، منها ما يُستعمل في القطاع الصناعي، وهي تكون عبارة عن أجهزة أوتوماتيكية يمكن تطويعها وإعادة برمجتها، وتتحرك على ثلاثة محاور أو أكثر، ويُستعمل السواد الأعظم من هذه الإنسالات في الشركات الصناعية الكبرى لغرض لحم المعادن والصباغة والكوي والتقاط ونقل الأجسام ومراقبة جودة أو صلاحية المنتجات النهائية، كما تُستخدم في تجميع أجزاء السيارات في المصانع. وهذه الإنسالات مبرمجة عادةً لتنفيذ مهامها بصورة سريعة مكررة ودقيقة،[5] وقد تمت إضافة ما يسمى بالرؤية الحاسوبية (بالإنكليزية: Computer vision) لهذه الإنسالات خلال السنوات الأولى من العقد الأول للقرن الحادي والعشرين، الأمر الذي جعلها تتمتع بنوع من الاستقلالية والمرونة في تنفيذ المهام المبرمجة، وذلك عن طريق فهمها وتحليلها الصور التي تستقبلها في حاسوب خاص مثبت بداخلها

وهناك من أشكال الإنسان الآلي ما هو قادر على الحركة والقيادة من تلقاء نفسه، ومنها الطائرة بدون طيار، والطائرات ذات التحكم الذاتي ذات الشبكات العصبونية الاصطناعية،[7] ولعل أبرز هذه الأنواع هي الانسالتان اللتان أرسلتهما وكالة الفضاء الدولية في عام 2004 إلى سطح المريخ.[8] وهناك من الإنسالات ما هو قادر على إعادة تجميع نفسه بصورة شبه مستقلة، كأن يقوم بتصغير حجمه للمرور خلال نفق ضيق، وهذه الانسالات تحوي في نموذجها عدة روابط إضافة إلى وحدة المعالجة المركزية ومستقبلات الإيعزات وذاكرتها الخاصة، وهذه الانسالات قادرة على بعض الحركات شبه الطيعة، لاحتواءها على وحدة مرنة، وهي تقوم بذلك إما عن طريق تحويل طاقة الهواء المضغوط في إسطوانات إلى حركات خطية أو دورانية، أو عن طريق تحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة حركية. وهناك أساليب متطورة أخرى تم ابتكارها لتحريك الإنسالات، منها أسلوب جهاز المرآة الدقيقة الرقمي (بالإنكليزية: Digital micromirror device) الذي أعلن عنه لأول مرة في عام 1987 وكانت فكرته قائمة على نصب عدة آلاف من المرايا الدقيقة في الإنسالة لتتجاوب مع عنصر الصورة، لإضافة مرونة أكثر في حركة وردة فعلها.[9]

هناك أيضاً أنواع من الإنسالات مخصصة للقيام بالأعمال المنزلية، وتعليم الأطفال ولعب الشطرنج. وهذا النوع من الإنسالات يطلق عليها تسمية الإنسالة الاجتماعية (بالإنكليزية: Social robot) وهي تتمتع بدرجة عالية من الاستقلالية. ويُلاحظ أنه لا يمكن إطلاق مصطلح الإنسالة الاجتماعية على الأداة التي يتحكم بها الإنسان من بعيد، إذ يجب على الانسالة الاجتماعي النجاح في "اختبارين رئيسيين" لتصنيفه على أنه من النوع الاجتماعي:

اختبار تورنج: وهو اختبار لمعرفة ما إذا كان يمكن تسمية النظام الانسالي بالنظام الذكي. وضع هذا الاختبار عالم الرياضيات البريطاني آلان تورنج (1912 - 1954) وهو عبارة عن حوار مع الإنسالة، إذا لم يستطع المختبر الجزم 100% من أن الإجابة كانت إجابة إنسانية أو إنسالية، فإن الاختبار يعتبر ناجحاً والانسالة ذكية.[10]

اختبار إسحاق أسيموف: وهو اختبار يهدف لتبيان مدى التزام الانسالة بما يسمى بقوانين الروبوتيات (بالإنكليزية: laws of robotics)، وهذه القوانين هي:

يجب ألا يتسبب الانسالة في حدوث أي أذى للإنسان البشري.

يجب أن يطيع أوامر الإنسان إلا إن تعارض ذلك مع القانون الأول.

يجب أن يدافع عن نفسه إلا أن تعارض هذا مع القانونين الأول والثاني.[11]

من النادر أن تصمم الإنسالات على شكل كائن بشري كامل، ويمكن القول بأن الإنسالة هي جهاز أو آلة يمكنها أن تحل محل الإنسان في بعض المواقف، ويتوقف شكلها الخارجي على المهمة التي صنعت من أجلها. إن الجسم البشري جهاز عضوي ذو قدرات عالية يستطيع القيام بالعديد من الوظائف. ويمكن للإنسالة أن تقوم بمهام خاصة قد تثير السأم لدى الإنسان، أو تستغرق وقتاً طويلاً جداً أو تمثل ممارستها خطورة على حياة البشر، ومن ثم فيتم تصنيع الإنسالة لأداء أعمال محدودة.

فكرة الانسالة عبر العصور

يمكن تقفي جذور الانسالة الحديثة، إلى أجهزة آلية اخترعت في الماضي البعيد وأطلق عليها "الآلات ذاتية الحركة". ففي طيبة في عهد قدماء المصريين حوالي عام 1500 قبل الميلاد، ابتُكر تمثال للملك ممنون كان يُصدر أصواتًا موسيقية جميلة كل صباح. وفي اليونان - خلال القرن الرابع ق.م. - اخترع أركيتاس عالم الرياضيات، حمامة آلية قادرة على الطيران. وفي القرن الثالث قبل الميلاد، اخترع ستيسيبيوس العديد من الأجهزة الآلية ومنها آلة موسيقية تشبه الأرغن تعمل بالمياه، إضافة إلى ساعة مائية، ولم تكن هذه أول ساعة مائية في التاريخ، فقد عرفها قدماء المصريون سابقًا، ولكن تميزت ساعة ستيسيبيوس بأنها كانت مزودة بجهاز يجعل من مستوى المياه ثابتًا، وكانت تعمل بنفس طريقة الغرفة العائمة في مازج السيارات الحديثة.

كان هيرون الإسكندراني (10–70 م) أحد المخترعين الأفذاذ في مجال الإنساليات، فقد اخترع آلات تعمل بتدفق المياه، وبالثقل وحتى بالبخار،[12] ومن أهم اختراعاته آلة تعتبر حاليًا بمثابة الشكل الأول للعنفة التي تُدار بقوة البخار، كما صمم آلة ميكانيكية توزع المياه المقدسة، وطائرًا آليًا قادر على الطيران والشرب والتغريد، إضافة إلى مسرح آلي، وتمثالاً متحركًا لهرقل وهو يصارع التنين، عن طريق تدفق المياه داخله. وشرح هيرون الاسكندري وظيفة معظم هذه الأجهزة الآلية في كتابه الذي حمل عنوان "automatopoietica"، وعبر القرون التالية، ظهرت مخترعات رائعة في الشرق الأقصى والأوسط، في الصين، وفي الهند وفي اليابان وفي شبه الجزيرة العربية.[13] وفي كتاب رسالة الجزري الذي يتضمن سردا للأجهزة الآلية التي اخترعها العرب - وصف لأحد هذه الأجهزة والتي أطلق الجزري عليها "نافورة الطاووس"، وقد كانت تستخدم في غسل الأيدي، فتقدم المياه والصابون والمنشقة آليًا.[14][15] وبسبب هذا الاختراع يطلق على الجزري لقب "أبي الإنسان الآلي".[14][15]

أما في أوروبا، فبرزت فكرة الإنسالات القادرة على تسهيل حياة البشر خلال القرون الوسطى، وذلك عندما قام الفيلسوفان ألبرت فاجنوس وروجر باكون بدراسة الآلات ذاتية الحركة، وصناعة البعض منها. وأدى اختراع الساعة الآلية في أواخر القرن الثالث عشر، إلى إمداد الآلات الذاتية الحركة بالقوة الميكانيكية اللازمة لها، وهكذا أمكن اختراع الساعة التي تدق الأجراس لتعلن الوقت. وفي القرن الثامن عشر، أنتج صناع الألعاب عددًا كبيرًا من الآلات ذاتية الحركة ذات الشكل الإنساني، القادرة على الكلام وعزف الموسيقى والكتابة وحتى لعب الشطرنج. ومن أشهر المخترعين لهذه اللعب رجل فرنسي اسمه جاك دي فوكاسون، الذي صمم نولاًُ نسيجيًا آليًا، وفي عام 1801 استخدم هذا التصميم مخترع فرنسي آخر يدعى جوزيف ماري جاكار، لينتج نولاً للنسيج يعمل بتحكم مجموعة من البطاقات المثقبة. وفي القرن الثامن عشر اُستخدم جهازين آليين آخرين، تطبيقًا لمبدأ التغذية الراجعة (بالإنكليزية: feed back) التي تعتبر شرطًا أساسيًا لنظم الرقابة الآلية ذاتية التغذية. وكان أحد هذان الجهازان عبارة عن مروحة الطاحونة الهوائية التي تبقي الريش متجهة نحو الريح ومن ثم تستمر الطاحونة الهوائية في الدوران، أما الجهاز الثاني فكان المنظم والمتحكم الآلي للمحرك البخاري، وهو الذي يجعله مستمرًا في الدوران بسرعة ثابتة.

الانسالة جورج

كان جورج من أوائل الانسالات التي ظهرت، وذلك في في عام 1913 على يد المهندس الكهربائي إلمر سبيري مؤسس شركة سبيري للكهربائيات. خُصصت تلك الإنسالة لقيادة الطائرات،[20] وكان النموذج الأول منها عبارة عن بوصلة مغناطيسية مرتبطة مع جهاز لقراءة الارتفاع وجهاز يؤشر إلى الاتجاه الذي تسير فيه الطائرة (جيروسكوب)، وتميز ذلك الجيروسكوب بأنه كان يظل محافظًا على الاتجاه الذي تسير فيه الطائرة، مما كان يترك المجال للطيارين البشر العهدة بمسؤولية الطيران إلى الانسالة جورج، وبمجرد أن تستقر الطائرة في الاتجاه الصحيح لرحلتها، يُقدم جورج على اتخاذ الإجراءات التصحيحية فورا بحال حصول أي تغير رأسي أو أفقي في وضعية الطائرة. قام المخترع الأمريكي إلمر سبيري (1860 - 1930) بتجربة هذا الطيار الآلي على الملأ عن طريق قيادته لطائرة ويداه مرفوعتين في الهواء.[21] في عام 1954 صُممت أول إنسالة صناعية على يد المهندس جورج ديفول (مواليد 1912)، الذي يعتبر أحد رواد مخترعي الإنسالات، وكانت المهمة الرئيسية لهذه الانسالة التقاط وتحريك الأجسام الثقيلة من مكان لآخر، وتم تطويرها لاحقًا للقيام بتلحيم المعادن.

تتكون الانسالة من نظم إلكترونية وأجهزة حساسة تناظر الجهاز العصبي وأعضاء الحس للإنسان البشري. وللإنسالة أيضًا عقلاً إلكترونيًا عبارة عن حاسبة إلكترونية، وبتطور استخدام الشرائح الألكترونية في الحاسبة أصبح من الممكن تجهيز الإنسالة بعقل إلكتروني بالغ القوة، ومن ثم فمن الممكن برمجتها لتكون قادرة على أداء العمليات المعقدة. وفي الواقع إن تطور هذا العقل الألكتروني قد فاق النظم الأخرى من أجهزة الانسالة، وأصبح ذا كفاءة عالية في التشغيل. إن التخاطب مع الانسالة أمر صعب، ولا بد من استخدام إحدى لغات الحاسبة الإلكترونية لتحقيق ذلك. يستفيد علماء الروبوتيات في تجاربهم من دراسة أوجه التشابة بين نظم الاتصال والتحكم في الإنسان البشري ونظيرها في الآلة، ويُعرف هذا الفرع من العلم باسم السبرانية (بالإنكليزية: cybernetics)، وقد اشتقت هذه الكلمة لأول مرة من قبل العالم الرياضي الأمريكي نوربرت فاينر في كتاب له نُشر في عام 1948، ومن ثم عُرّبت في وقت لاحق.

يمكن للعلماء اللجوء إلى قواعد الإلكترونيات الأحيائية عندما تدعو الحاجة إلى صناعة أعضاء آلية لزرعها في جسد إنسان ما بهدف العلاج من عاهة معينة. ويُمكن اعتبار هذه الأعضاء أعضاء إنسالية بحد ذاتها، وليس أعضاء آلية بكل معنى الكلمة، فالأذرع والأيدي الصناعية مثلاً تكون شديدة الحساسية وتستجيب تلقائيًا في حركتها إلى النبضات الكهربائية الدقيقة الناشئة عن انقباض عضلات الجسم البشري العادية.

ويعكف العلماء على اختراع المزيد من الأطراف والأجزاء الصناعية التعويضية للجسم البشري مثل ضابطة النبض التي تعمل بالنظائر المشعة وتُستخدم في تقوية القلب البشري. ويقول البعض أنه يُحتمل في المستقبل القريب، أن يتمكن الأطباء من زرع قلوب صناعية كاملة لمن يحتاجها من المرضى بالقلب. ويتنبأ آخرون أنه في نهاية القرن الحادي والعشرين سيصبح بالإمكان استبدال كافة أجزاء الجسم البشري بأخرى صناعية، وربما سيؤدي هذا إلى وجود أشخاص شبه آدمية، مثل تلك التي تظهر في المسلسلات وأفلام الخيال العلمي.

نظم الانسالة

يمكن مقارنة أجزاء ونظم الإنسالة بمثيلاتها في الجسم البشري، فالآذان والحنجرة البشرية تُستبدل بمذياع يحوّل موجات الصوت إلى نبضات كهربائية بينما يقوم مكبر صوت آخر بالعملية العكسية. وتقوم خلية كهروضوئية أو آلة تصويرية تلفازية بتحويل موجات الضوء إلى نبضات كهربائية، وهي بهذا تكون بديلة عن العين البشرية. والنبضات الكهربائية التي تصدر عن المذياع أو آلة التصوير في الانسالة، تتشابه والرسائل العصبية والنبضات المتدفقة عبر الجهاز العصبي للإنسان، وهي تتحرك في الانسالة بواسطة أسلاك من نحاس أو عن طريق الدوائر الكهربائية المطبوعة على صفيحة السليكون، وبدلا من الأوعية الدموية في الإنسان فإن الانسالة تحتوي على شبكة من الأنابيب فيها سوائل ذات قوة ضغط معينة، حيث تتحرك الأخيرة عن طريق الضغط الهيدورليكي لهذه السوائل.

الأنظمة البصرية في الإنسالة

كانت العين في الانساليات القديمة عبارة عن آلة تصويرية تنقل المعلومات المرئية إلى البرمجيات لغرض تحليلها، وكانت إنسالات هذا النموذج تواجه صعوبة في تمييز ما إذا كانت تتحرك نحو الأمام أو بشكل دائري في حلقة مفرغة، وكان سبب هذه الصعوبة هو اعتمادها على عين واحدة. إنكب الباحثون منذ عام 2003 على ابتكار إنسالة يمكنها الاعتماد على أكثر من عين واحدة، حتى تتمكن من الحراك بفعالية أكبر، ويُشبه الباحثون الأسلوب القديم للرؤية في الانسالة بالنظر من خلال إسطوانة ضيقة يصعب فيها الحصول على رؤية شمولية خاصة عند الالتفات، والحل حسب الباحثين في جامعة ميريلاند في الولايات المتحدة هو نصب عين متطورة في مؤخرة الجزء العلوي من الإنسالة، وهذه الأخيرة عبارة عن 9 آلات تصوير رقمية بجم كرة قدم مصغرة، يُطلق عليها "عين أرغوس" (بالإنكليزية: Argus eye) تيمنا بالإله اليوناني الذي كان جسده مغطى بمئات العيون. تختلف نظم العين في الإنسالة حسب نوعها، ففي الإنسالات البسيطة يكون نموذج العين عبارة عن مقاومة كهربائية إلى آلات تصويرية فائقة الدقة مزودة ببرمجيات معالجة الضوء (بالإنكليزية: light detection and processing systems) في الانسالة ات المتطورة، ويفضل العلماء محاكاة نموذج عين الحشرات لصناعة وتصميم الأعين الانسالية وذلك لصغر حجم الدماغ ومركز معالجة المرئيات في عقل الحشرات، المماثل لذاك الخاص بالإنسالة.[27] تحتوي الأعين الانسالية في إنسالة "سبيرت" الموجودة على سطح المريخ على آلة تصوير بانورامية (بالإنكليزية: Pancam) قادرة على الالتفاف 360 درجة ونقل صورة شمولية للسطح المحيط بها. يبلغ وزن هذه الآلة 270 غرامًا وحجمها بقدر قبضة اليد وباستطاعتها إنتاج صور يصل مقدار العنصر فيها إلى 24,000 بكسل.

اللغة الإنسالية

إن نظام تمييز وتحليل الأصوات المسموعة في الإنسالة هو عبارة عن تحويل للإشارات الصوتية التي يتم التقاطها بواسطة المذياع إلى مجموعة من الكلمات المكتوبة المفهومة للإنسالة، والمخزونة في برمجياتها، التي تقوم بدورها بتحليل ومحاكاة فهم اللغات الطبيعية. ويُطلق على هذه العملية "معالجة اللغات الطبيعية". وهناك العديد من التقنيات المستخدمة في تمييز وتحليل الأصوات منها: الشبكات العصبونية الاصطناعية والشبكات العصبونية أمامية التغذية خلفية النقل والتحويل الفوريي السريع والشبكات العصبونية العادية. كذلك يمكن زرع ما يُسمى ببرمجيات تمييز المحادثة (بالإنكليزية: Speech Recognition Software) ونموذج العتاد الصلب لتمييز المحادثة (بالإنكليزية: Speech Recognition Hardwarew Module) في الإنسالة حتى تستطيع التعرّف على الأصوات المحيطة وتحليلها، وتُعتبر الأولى أكثر تطورًا من الثانية، إلا أنها لا تحلل سوى لغات محدودة.

ومن الأمثلة على التواصل اللغوي والإنسالة: إصدار إيعاز إليها بالذهاب إلى غرفة معينة كالمطبخ، فتلتقط كلمة "المطبخ" مع كل البيانات المتعلقة بتلك الكلمة من ناحية الوظيفة والأجواء المتعلقة بها والمخزونة في عتاد الحاسوب، فتتجه إلى هناك، أما بحال أعطيت إيعاز غير مفهوم أو إيعاز غير منطقي كاختراق جدار مثلاً، فإن الإنسالة ومن خلال عملية التغذية الراجعة حسب منظور علم السيبرنيتيك، تقدم على إرسال إيعاز جوابي مضمونه إما أن الإيعاز غير مفهوم أو غير منطقي. في ثمانينيات القرن العشرين كان الباحثون يغذون برمجيات الانسالة بإيعزات مكونة من جملة أو جملتين مثل "تحرك"، "إلتفت يمينًا"، ولكن بدأ التركيز مؤخرًا على جمل طويلة ومعقدة مشابهة لأساليب التحدث عند الإنسان.

المؤثرات الانسالية

تحتوي الأذرع الإنسالية على نظام يقوم بعملية التغذية الراجعة (بالإنكليزية: feedback-driven connection) بين الإيعاز الحسي وردة الفعل الناتجة من ميكانيكيات الاستجابة الآلية التي تقوم بتنظيمها وحدة المعالجة المركزية كاستجابة للإيعاز المُرسل من قبل المستشعرات. يختلف عدد ونوع المفاصل في الأذرع الانسالية حسب الغرض منها، وتعتبر المفاصل الدورانية والخطية من أكثر الأنواع شيوعًا.[30] وفي الانسالات المتطورة المخصصة للعمل بالفضاء الخارجي، تحتوي الذراع على نظام تطويع ذو تحكم بعيد (بالإنكليزية: Remote Manipulator System)، حيث يمكن استخدامها من قبل الروّاد من على بعد لالتقاط ونقل الأدوات والمعدات. استعملت تلك الأذرع لأول مرة عام 1981 وتم تطويرها وتحسينها بعد حادثة تحطم مركبة الفضاء كولومبيا، فأصبحت تُبرمج الآن للقيام بأعمال الصيانة والتصليح، بحال وقوع أي خلل أو ضرر للمركبة الفضائية وهي في مهمتها خارج كوكب الأرض.[31]

تُستخدم الأذرع الانسالية كذلك الأمر في حقل الطب، وبشكل خاص في الجراحة، وفي شهر يونيو من سنة 2006، قامت ذراع إنسالية بأول عملية جراحية كاملة دون أي مساعدة بشرية في مستشفى مدينة بوسطن، واستغرقت تلك العملية، التي هدفت إلى علاج ارتجاف الأذينين لمريض عمره 34 سنة، استغرقت 50 دقيقة فقط.[32] وهناك عدد من المحاولات لصنع مستشعرات لمسية بالغة الدقة تتمكن من قراءة الكتابات البارزة، مثل الكتابات على العملات المعدنية، بمجرد اللمس،[33] كذلك هناك محاولات أخرى لتصنيع جلد صناعي في الولايات المتحدة ولكن المشروع لايزال في الأطوار التمهيدية.[34] وأحد أشهر الانسالات المستخدمة في مجال الطب هو منظومة دا فينشي الجراحية.

إن محاولة إنتاج جهاز يؤدي عمل الذراع البشرية، لهو أمر بالغ الصعوبة، فإن أكثر جهاز معقد يشبه الذراع البشرية يؤدي فقط ما بين 10 إلى 20 حركة مستقلة، بينما تؤدي الذراع البشرية حوالي 40 حركة مستقلة. وتتميز النماذج المتقدمة من الأذرع الإنسالية أن أصابع يدها مرنة وتحتوي على أجهزة إحساس بحيث تدرك ما تلمسه، أما البعض الآخر فيتوافق مع العيون الإلكترونية، حتى أنه يمكن أن يعمل مستقلاً بشكل تلقائي كاليد البشرية، فالأخيرة توجه إلى هدفها لا شعوريًا وفق ما تراه العين.

الحركة الانسالية

تحوي سيقان الانسالة المتطورة في بعض الأحيان أكثر من 40 مستشعر وأداة ميكانيكية مائعية، وتقوم المستشعرات بقياس توزيع الضغط المسلط على السيقان بصورة مستمرة، وقد تم في عام 2004 صناعة سيقان إنسالية يمكن تركيبها على سيقان الإنسان لتساعد في تحويل الخطوات البشرية الطبيعية إلى خطوات سريعة واسعة دون بذل الشخص أي مجهود عضلي،[35] وقد تمت تسمية هذا الاختراع بالهيكل الخارجي، وبلغ وزن تلك السيقان حوالي 50 كيلوغرامًا. يُعتبر تنسيق الخطوات في الإنسالات بشكل يحاكي خطوات الإنسان عملية معقدة جدًا،[36] لذا يلجأ العلماء عادةً إلى استعمال العجلات بدلا من السيقان. من أنواع الانسالات المتطورة التي تتحرك باستعمال ساقين: إنسالة سيغمو وإنسالة كريو وإنسالة أسيمو. كان العلماء ينصبون سيقان متعددة تصل إلى 6 سيقان في الإنسالات القديمة، ذلك أن تعدد السيقان يوفر الثبات والتوازن، ولم تكن التقنية الخاصة بتثبيت تلك الآلات وجعلها تتوازن على قائمتين قد أصبحت متاحة بعد، وعلى الرغم من التطور الحاصل اليوم في مجال الإنساليات، فإن تقليد الساق البشرية ما يزال أصعب من تقليد اليد، ذلك أن صناعة الساق تقابلها مشكلة رئيسية هي مشكلة التوازن التي يتطلب حلها كثيراً من الجهد والمال والوقت، لذا تُفضل الكثير من الشركات أن تصنع إنسالاتها بأربع سيقان بدلاً من اثنين. وليست فكرة إنتاج آلات تستطيع المشي والانتقال بفكرة حديثة العهد، فقد استخدم البعض منها خلال السنوات القليلة الماضية في العمليات الزراعية وفي أعمال الحفر، ومن أشهر تلك الآلات المتحركة شاحنة ذات أربع سيقان أنتجتها شركة جنرال إلكتريك للجيش الأمريكي، ويتحكم بها سائقها عن طريق تحريك يديه وساقيه المتصلتان بسيقان الشاحنة.

الإتصال والتحكم

يمكن أن تكون أجهزة الاتصال والتحكم في داخل الانسالة غاية في التعقيد مثلها في ذلك مثل أجهزة الجسم البشري، ومن ثم أصبح لها علم مستقل لدراستها، هو علم السبرانية، ولابد لهذه الأجهزة، التي تعمل بالتحكم عن بعد، وتحتوي على ذاكرة أو أجهزة حسية أو تعمل آليًا، لابد لها أن تعتمد على نظام يقوم بعملية التغذية الراجعة وذلك لتحقيق التحكم الذاتي، أما أجهزة الاتصال والتحكم فتتمثل في:

جهاز هاتف يعمل بالأزرار، وهو مزود بذاكرة محدودة لتخزين الأرقام المتكررة، ذلك أن الانسالة تحتاج إلى ذاكرة شاملة.

أجهزة حساسة تمكنها من الوصول إلى أهدافها. وتحتاج الانسالة إلى عدد من تلك الأجهزة لجمع المعلومات عن البيئة المحيطة بها.

غلاية آلية، تنطفأ من تلقاء نفسها عندما يغلي السائل بداخلها. تحتاج الانسالة إلى العديد من النظم الآلية حتى تتمكن من تأدية وظائفها بكفاءة.

مثبت آلي لدرجة الحرارة يبقيها في نفس درجة حرارة جو الحجرة، يُطفأ ويشغل نفسه آليًا، وفق معلومات يحصل عليها من أجهزته الحساسة.

العقل الإلكتروني للإنسالة

عقل الإنسالة هو الوحدة المسيرة لها التي تقوم بتنفيذ أو حساب الخوارزميات المختلفة التي تحتاجها الانسالة للتمكن من القيام بمهامها، مثل التعرف على محيطها والتنقل فيه وصولاً إلى فهم اللغة الطبيعية. وتستعمل الشبكات العصبونية الاصطناعية في برمجة العديد من الوظائف آنفة الذكر حيث تُرتب عادة بشكل طبقات من العصبونات الاصطناعية تحتوي كل منها على عدد من العصبونات، وتتصل بكافة أو بعض العصبونات الموجودة في الطبقة التي تليها أو تسبقها.[37] كما يمكن أن تكون وحدة المعالجة البرمجية غير موجودة في الانسالة نفسها، كأن يُخصص معالج واحد لعدد من الانسالات، أي ما يمكن اعتباره عقلاً موحدًا، وهذه التقنية تُدعى بالذاكرة المتشاركة (بالإنكليزية: shared memory)، وبتعبير آخر هي عبارة عن حاسوب مركزي يقوم بتنفيذ الخوارزميات المختلفة الني تحتاجها إنسالة واحدة أو مجموعة منها.

في الماضي، كان العقل أو المعالج هو نقطة الضعف في نظم الانسالة نظرًا لأن هذا العقل كان يشغل وزنا هائلا وحجمًا ضخمًا وله قدرة احتساب بسيطة، أما في الوقت الحالي فقد انقلب الأمر رأسًا على عقب، حيث أصبح بالإمكان إنتاج عقل إلكتروني بحجم صغير جدًا. ويتكون العقل الإلكتروني عادةً من شرائح سليكونية وأجزاء إلكترونية أخرى يتم توصيلها مع بعضها البعض. وعقل الانسالة هو بمثابة حاسوب صغير ومن ثم فلا يكون لها القدرة على التفكير الابتكاري أو المستقل مثل العقل البشري، بل تبقى مجرد عبد يطيع الأوامر التي يصدرها إليه الإنسان. إلا أن بعض الخبراء يقولون أنه إذا ما تم تزويد عقل الانسالة الإلكتروني بالتعليمات المناسبة فإنه يستطيع نظريًا أن يضع برنامجا يقود بمقتضاه سفينة فضائية إلى كوكب أورانوس مثلاً أو يشغل معملاً لتكرير النفط أو يعد رواتب العاملين بإحدى الشركات وأيضًا يبقى لديه الوقت ليربح مباراة في الشطرنج. وبالرغم من أن العقل الإلكتروني لا يتمتع بالذكاء إلا أن لديه ما يطلق عليه "ذكاء الآلة" (بالإنكليزية: Machine Intelligence)، ويمكن لبعض العقول الإلكترونية في الوقت الحاضر، أن تستفيد من تجاربها السابقة، بينما بعض الحاسبات الأخرى تعلم نفسها كيفية حل المشكلات التي تعترضها، بدلاً من الاعتماد على التعليمات التي يصدرها الآدميون. ويبدو أن الحاسبات الإلكترونية تتعلم كيفية أدائها للأعمال، بشكل أفضل من الآدميين الذين صمموها، ومن ثم تتمكن من اتخاذ قرارات أكثر دقة وأفضل من القرارات التي يتخذها الإنسان. ويتم دراسة هذه الظاهرة تحت ما يعرف بالذكاء الاصطناعي.

الأجهزة والبرامج الجاهزة المساعدة

يطلق على الأجهزة والمعدات الآلية للحاسبة الإلكترونية عتاد الحاسوب (بالإنكليزية: Hardware)، أما التعليمات والبيانات التي يتم إدخالها إليها فيُطلق عليها البرامج الجاهزة المساعدة (بالإنكليزية: Software) وتختلف تلك الأجهزة من حاسبة لأخرى. وتحتوي الانسالة على جزء فقط من مجموع الأجهزة التي تكوّن وحدة حاسبة كاملة، ويكون هذا الجزء مرتبطًا ارتباطًا خارجيًا مع الأجزاء الأخرى. وفي نظام نموذجي للحاسبة، يتم تلقينها بالتعليمات عن طريق برنامج من خلال وحدة الإدخال التي غالبا ما تتخذ شكل لوحة مفاتيح متصلة بجهاز عرض مرئي. وتعمل وحدة المعالجة المركزية وفقا للبرنامج، وهي بدورها تصدر تعليمات إلى الوحدة الحسابية (بالإنكليزية: Arithmetic unit) لتشغيل البيانات الموجودة في الذاكرة ثم تنقل النتائج إلى وحدة الإخراج التي قد تكون آلة طابعة أو تعرضها على جهاز عرض مرئي مثل شاشة التلفاز. وتقوم الحاسبة الإلكترونية بمعالجة البيانات التي تكون في شكل أرقام، مستخدمة نظام العد الثنائي، وهذا النظام يستخدم فقط الرقمين 1، وصفر الذين يمكن تمثيلهما في دوائر الحاسبة الإلكترونية بتدفق التيار (1) أو عدم تدفق التيار (صفر)، ويُطلق لفظ البرنامج على مجموعة التعليمات التي يتم إدخالها إلى الحاسبة الإلكترونية، التي يجب أن تحول بدورها إلى النظام الثنائي. وهذا التحويل لا يقوم به المبرمج بطريقة مباشرة، فهو يكتب البرنامج بلغة سهلة وتقوم الحاسبة بتفهمه ثم تحوله إلى رمز ثنائي، وهناك ثلاث لغات شائعة الاستعمال في الحاسبة الإلكترونية، هي فورتران (بالإنكليزية: Fortran) وكوبول (بالإنكليزية: Cobol) وبيسيك (بالإنكليزية: Basic) وقبل أن يقوم المبرمج بكتابة البرنامج، عليه أن يتأكد مما يريده من الحاسبة الإلكترونية، فهو يقوم بما يطلق عليه "تحليل النظم" أي تحديد تفاصيل العميات التي يجب أن تقوم بها الحاسبة الإلكترونية، ويتم هذا في شكل خريطة تدفق (بالإنكليزية: Flow chart) تقوم بتحويل العمليات إلى قرارات متتابعة بنعم أو لا يرمز لها (نعم == 1)، (لا == صفر) في الحاسبة الإلكترونية.

هناك قلّة قليلة جدًا من الضوابط في مجال تصنيع الإنسالات لتصميم البرمجيات وعتاد الحاسوب الخاصة بها، وانعدام وجود ضوابط قياسية يعيق استعمال البرمجيات الخاصة لانسالة معينة في نوع آخر من الانسالات. هناك مشاريع مستقبلية لكتابة برمجيات قياسية عامة يمكن استعمالها وإعادة استعمالها في أنواع متعددة ومختلفة من الإنسالات

أنواع الإنسالات

يمكن تقسيم الإنسالات وفقا لخصائص كل منها والهدف التي اعدت من أجله. قد يتم تصميم الإنسالة ليقوم بعمل محدد بشكل فائق الدقة، أو لعدد معين من الأعمال ولكن بدقة أقل، ويمكن بطبيعة الحال أن يتم إعادة برمجة أي إنسالة لتؤدي عملا مختلفا أو تتصرف بطريقة مغايرة لما يجب عليها فعله، إن كانت وحدتها المركزية تسمح بذلك. فعلى سبيل المثال يمكن تعديل مهمة الذراع الآلي المستعمل في المصانع من تقطيع المعادن إلى تجميعها، لحامها، تلصيقها، حملها، أو حتى ليصبح ألة ترفيهية تستعمل في الركوب من قبل زوّار المصنع، بينما إنسالات الحمل والنقل فلا يمكن تعديل هدفها إلا إلى تجميع اللوحات الإلكترونية المطبوعة.

الإنسالة من نسج خيال الأدباء

كان الأديب التشيكي كارل تشابيك هو أول من استعمل كلمة "روبوت" وكان ذلك في أوائل القرن العشرين، ومن ثم ذاع استخدام هذه الكلمة، وذلك في روايته الشهيرة "رجال روسوم الآلية العالمية" في مدينة براغ سنة 1921، حيث صوّر الإنسالات وكأنها بشر آلية يمكن إنتاجها في المصنع بسرعة وبتكلفة قليلة. وقد اشتقت كلمة "robot" الإنجليزية من الكلمة التشيكية "robota" وتعني أعمال السخرة أو العبودية. بعد سنتين من صدور الرواية تمت ترجمتها إلى اللغة الإنكليزية، وفي شهر أكتوبر من سنة 1922 تم تحويل الرواية إلى عمل مسرحي تم تقديمه على مسرح جاريك في نيويورك وفيه يسافر البروفيسور روسوم إلى جزيرة نائية لغرض دراسة أمواج البحر ويحاول أثناء وجوده على الجزيرة تصنيع مادة حية من مزج مواد كيميائية ويحاول لسنوات خلق هذا الكائن فتفشل محاولاته في خلق كلب وبعد 10 سنوات يتمكن من تصنيع إنسالة بمساعدة ابنه.

ولا يقتصر ظهور الإنسالة على الخيال الأدبي الحديث، ففي عام 1818 صدرت أول رواية عن الإنسان الآلي وهي رواية فرانكنشتاين التي كتبتها ماري شيللي، الزوجة الثانية عشر للشاعر المعروف شيللي، وقد تميزت هذه الرواية بالرعب، وتتلخص بأن عالمًا يدعى فرانكنشتاين استطاع أن يجمع إنساناً حيًا من أجزاء الجثث الآدمية ولكن هذا الإنسان تحول إلى مسخ خاف منه الناس وطردوه وبالتالي ثار على خالقه وأصبح أداة للشر، وقد وضعت ماري شيللي عنوانًا مرعبا لقصتها هو "برميثيوس الحديث" وهي بهذا تقصد أسطورة بروميثيوس اليونانية، والذي خلق الإنسان من الماء والطين ثم نفخت فيه الآلهة أثينا من أنفاس الحياة.

ظهرت العديد من الإنسالات الشبيهة بالبشر في الكثير من الأفلام السينمائية والتلفزيونية عبر السنين، والبعض منها كان ودودًا تلقى الإعجاب من المشاهدين، ففي فيلم الكوكب المحرم (بالإنكليزية: Forbidden Planet) يظهر الإنسالة "روبي الودود"، وفي فيلم حرب النجوم يظهر الثنائي الهزلي r2d2، c3po، وثمة أنواع أخرى ظهرت في صورة شريرة مثل الإنسالة كوج وداليكس المرعب من المسلسل التلفزيوني dr.who وهذه النماذج الأخيرة هي التي أساءت إلى صورة الإنسالة، حتى أن البعض يتخوف من استخدامها في الأعمال اليومية، وبذلك لا يعتمد الناس عليهم تماما في حياتهم. وللتخفيف من هذه المخاوف، اقترح كاتب الخيال العلمي الشهير إسحاق أسيموف أن يبرمج الإنسالة بحيث تلتزم بالمبادئ التالية والتي أطلق عليها "قوانين الإنسالة" (بالإنكليزية: Laws of Robotics).

مزايا ومساوئ

تقدم الانسالات عدداً من المزايا منها على سبيل المثال: زيادة الإنتاجية، استعمال التجهيزات بشكل فعال، تخفيض تكاليف العمل، مرونة محسنة، إنجاز العمل في وقت أقصر، مرونة وسهولة في البرمجة، القدرة على العمل في الظروف الخطرة، تقدم نوعية محسنة لأماكن العمل والإنتاج، تؤمن عائدات استثمار جيدة، تقدم دقة أفضل في الأداء. إلا أن لها عدد من السلبيات والنقائص، فهي تسبب بطالة العمال اليدويين والكثير من المشاكل الفنية الأخرى حسب الاستعمال. خاصة في ميادين الذكاء الاصطناعي أو الرؤية الآلية.

تصور السينما وروايات أدب الخيال العلمي احتمالية تشكيل الانسالة تهديدًا لمستقبل الإنسان بسبب ذكائها الاصطناعي الذي قد يفوق ذكاء الإنسان ويجعلها أكثر دهاء ومكر منه، ولكن على أرض الواقع فإن الخطر الناجم عن الذكاء الاصطناعي يكاد يكون منعدمًا نظرًا لكون البحوث في هذا المجال ما زالت في مرحلة البدايات. إلا أن استخدام هذه الأنظمة على إنسالة حربية أو اعطائها القدرة على التحكم بمعدات خطيرة قد يشكل خطرًا على الحياة الإنسانية بغض النظر عن مدى تطور أنظمة الذكاء الاصطناعي بها، وهذه التطبيقات موجودة في العصر الحالي ويهتم بتطويرها العديد من الجيوش في العالم مثل جيش الولايات المتحدة الأمريكية. بالإضافة إلى هذا النوع من الإنسالات، هناك أنواع أخرى أقل ذكاءً مثل إنسالات الأسراب أو الإنسالات الجزئية التي قد تشكل خطرًا على البيئة خاصةً إذا زودت بإمكانية التكاثر وخرج ذلك عن نطاق التحكم البشري. ورغم هذه المخاطر فإن الكثيرين يرون الإنسان الآلي أيضًا كالطفرة القادمة في التطور البشري حيث قد يكون استبدال أجزاء بشرية بأخرى اصطناعية إحدى الطرق لضمان بقاء وتطوير إمكانيات الجنس البشري