כיצד ייראה שדה הקרב המודרני בעוד כמה עשורים? השאלה הזו מעסיקה לא מעט חוקרים, מדענים ויועצים אסטרטגיים בעולם, במטרה לזהות את המגמות החדשות של האויב ולהתכונן לכל איום עתידי מבעוד מועד. על עובדה אחת אין עוררין, המכונה תלך ותתפוס את מקומו של האדם בהרבה מאד תרחישים ותהליכים. כבר עכשיו ניתן לראות את התופעה המתגברת הזו בכמות המטוסים הבלתי מאוישים שנמצאים בליבה המבצעית של כמעט כל הצבאות המודרניים. התחזית המדעית מדברת על כך שבעוד כמה עשורים יותר ממחצית הפלטפורמות האוויריות המבצעיות יהיו בלתי מאויישות. רבים מכנים את ה 35 F החמקן, כמטוס המאוייש האחרון. המגמה הזו מחלחלת גם לכוחות היבשה, עם שימוש הולך וגובר בפלטפורמות רובוטיות קרקעיות. כך למשל כאן בישראל ניתן לראות את רכבי הסיור הבלתי מאוישים של צה”ל לאורך הגבול עם רצועת עזה, או בגבול רמת הגולן.
לצד המחקר והפיתוח של כלי רכב רובוטיים למשימות צבא היבשה, מתפתח ענף רובוטיקה נוסף, כזה שמנסה לדמות יכולות ותנועות טבעיות של בני אדם. חלק מתעשיות הרכב כבר משתמשות ברובוטים כאלה, למשל בשלב הרכבת הגלגלים, שמצריך תנועה מפרקית משולבת.
אוניברסיטת אורגון הציגה במהלך הקיץ האחרון אבטיפוס של רובוט דו רגלי, דומה מאד לגוף יען, שהצליח להשלים תנועה רציפה למרחק של חמישה ק”מ. הרובוט שמתבסס על פלטפורמה מסוג CASSIE של חברת AGILITY ROBOTICS מחקה תנועה של בעלי כנף בעלי רגליים מפרקיות ארוכות. החוקרים הצליחו בעזרת למידת מכונה ואלגוריתמיקה מתקדמת, לאפשר לרובוט יכולת ריצה, על בסיס חיקוי תנועה טבעית. בניסוי הצליח הרובוט לעבור את המרחק ב 53 דקות, כשהוא נע על כביש סלול. מטרת המחקר על פי המחלקה לביומכניקה של האוניברסיטה, היא פיתוח יכולות של פלטפורמות דו רגליות שינועו בשטחים מגוונים על בסיס למידה עמוקה של התנועות הטבעיות של בני האדם ובעלי חיים. על פי הלקט הטכנולוגי של משרד הבטחון, “מנגנון הבקרה הרובוטית שבו השתמשו החוקרים, נבנה באופן שכבתי. הוא שילב ברמה הנמוכה בקר הליכה של הרובוט הפיזי וברמה הגבוהה בקר תנועה של הרובוט המופשט. הבקרה הנמוכה מומשה על ידי בקר הליכה שכלל מספר תצורות הליכה שנלמדו תוך שימוש בלמידה עמוקה, בעוד שהבקרה הלוגית הגבוהה מומשה על ידי בקר תנועה שהתבסס על מודל מופשט של שתי מטוטלות הפוכות משולבות בקפיצים. באופן זה מאפשר מנגנון הבקרה שילוב אופטימיזציה של צורות ההליכה והריצה השונות, ניטור סביבתי, חישוב מסלולי, ואינטראקציה חוזרת עם הסביבה”. במהלך הניסוי שנעשה על ציר סלול ומפותך בקמפוס עצמו הרובוט נפל פעמיים: בפעם הראשונה בשל התחממות יתר של יחידת המחשוב שלו, ובפעם השנייה בשל פנייה חדה במהירות גבוהה מדי.
“CASSIE הוא רובוט שיהיה יעיל מאד מבחינת הביצועים בשל המבנה הייחודי שלו”, אומר למגזין NEW ATLAS, ג’רמי דאו, דוקטורנט שמשתתף בפרויקט. “בתכנון הגוף עצמו הצלחנו להגיע לרמת דיוק מאד גבוהה של החלקים שמצליחים לחקות תנועה טבעית. בעזרת התכנון הנכון הוכחנו יכולת ראשונית פורצת דרך של הליכה דו רגלית למרחק רב” .
ניסוי בשלד חיצוני לנשיאת משקל
צילום: U.S. Army
אלא שלא כל הפיתוחים הקשורים לתנועה אנושית/ טבעית מצליחים להשיג פריצות דרך. בתחום השילוב בין אדם למכונה, עדיין לא הושגה יכולת אופטימלית, כזו שמתאימה לפעילות מבצעית. כך למשל בצבא האמריקני נוסו כבר כמה פעמים שלדים ביוניים המולבשים על חיילי חי”ר. מטרת הניסויים הללו הייתה לאפשר להם לשאת משקלים כבדים יותר למרחקים ארוכים יותר. אלא שהפיתוחים הללו נתקלו בלא מעט בעיות, בעיקר בשל הסרבול הרב שיוצרות החליפות באופן התנועה וובכך שאינן מאפשרות הסתערות או זחילה בזמן קרב. המגזין Applied Ergonomics הקדיש לשלדים החיצוניים מאמר שבו הוא ניתח את ההשפעה שלהם על התפקוד המוחי של המטופל. על פי אחד המחקרים שבדק שתי אוכלוסיות שונות נכים וחיילים, התברר שבמקום שהגוף האנושי יבצע תנועה הרמונית עם השלד, הוא עסוק כל העת בלהתאים עצמו למגבלות הטכניות שלו. “זה משול לריקוד זוגי, האחד רקדן מקצועי והאחר רקדן גרוע שמסתבך עם רגליו ומפריע לתנועה ההרמונית”, אומר וויליאם מארס, מאוניברסיטת אוהיו סטייט. “חוסר התיאום הזה בין הגוף האנושי לשלד החציוני יוצר נזק מוחי”, קובע המאמר. “לא בטוח שבמקרה הזה הנזק לא גדול מהתועלת”.
מתברר שהשלד החיצוני, שאמור לחזות את התנועה האנושית, לא מצליח לדייק אותה ובכך הוא גורם למשתמש בו לבצע התאמות לא טבעיות. ההתאמות הללו גורמות לשינוי הפקודות המוחיות הטבעיות לגיוס שרירים רגיל, ובכך יוצרות לחץ גדול יותר על חלקים שונים בגוף. בניסוי ניתנו למשתתפים משימות שכללו פעולות פיסיות תוך כדי לבישת השלד. בשלב הבא נוספו למשתתפים מטלות מנטליות. אז התברר באופן מובהק מאד שכל היתרונות של השלד נעלמו. “כשבדקנו מה קרה במוח, ראינו שנוצרה תחרות על המשאבים שקשורים לפקודה המוחית להפעלת קבוצות שריר. האדם היה עושה את החישוב המנטלי, אבל המוח היה עסוק במקביל בחישוביות כיצד לסייע לגוף להתמודד עם השלד החיצוני”, סיפר מאראס. “זה בלבל את הדרך בה המוח גייס את השרירים להשלמת המטלה.”
תמונת כותרת ותמונה: רובוט דו רגלי
CASSIE שובר שיא הליכה למרחק
צילום: Oregon State University
