يمكن للقارب الآلي ذو الأربع أرجل المستوحى من العنكبوت تتبع الأشخاص وانتشالهم من الماء
يمكن لقارب آلي بأربعة أرجل مستوحى من عناكب الصيد أن يساعد في إنقاذ الأشخاص من الغرق من خلال تعقب الضحايا وانتشالهم مباشرة من الماء. تم تطوير الروبوت، المسمى QuadBoat، من قبل باحثين في معهد شنتشن للذكاء الاصطناعي والروبوتات للمجتمع (AIRS) في الصين ومعهد ستيفنز للتكنولوجيا في الولايات المتحدة، للتحرك عبر المياه أثناء تتبع الأهداف العائمة بشكل فعال. يقول الباحثون إن معظم المركبات السطحية غير المأهولة الموجودة (USVs) المستخدمة في مهام البحث والإنقاذ مصممة بشكل أساسي لتحديد موقع الأشخاص المنكوبين أو الاقتراب منهم. تم تصميم QuadBoat للمضي قدمًا من خلال استرداد الأهداف فعليًا من الماء. يمتلك الروبوت جسمًا مركزيًا وأربعة أرجل يتم التحكم فيها بشكل مستقل. تصميمه مستوحى من عناكب الصيد، التي تستخدم أرجلها الطويلة المقاومة للماء للتحرك عبر سطح المياه الهادئة. أربعة أرجل تأخذ الماء على عكس عناكب الصيد، لا يعتمد القارب الرباعي على التوتر السطحي ليظل طافيًا. وبدلاً من ذلك، يستخدم الروبوت خاصية الطفو التقليدية بينما توفر أرجله الأربعة الدفع والقدرة على المناورة. تعمل وحدة التحكم الحركية العكسية على تنسيق حركات الساقين، مما يسمح للروبوت بتعديل وضعه والتحرك في اتجاهات مختلفة. كما طور الباحثون أنظمة تحكم تجمع بين التحكم التنبئي النموذجي والتحكم التناسبي والتكاملي والمشتق لتوجيه الروبوت وتثبيته. كتب المؤلفون: “يتميز القارب الرباعي بتكوين روبوت رباعي الأرجل، مما يتيح له قدرة عالية على التكيف والرشاقة من خلال وضعه القابل للتعديل بشكل فعال”. “من خلال استخدام وحدة تحكم معكوسة تعتمد على الكينماتيكا ووحدة تحكم تنبؤية للنموذج المتتالي (MPC) -PID للحركة الشاملة، يمكن لـ QuadBoat تتبع الكائنات الموجودة على سطح الماء واسترجاعها بدقة.” اختبر الفريق القارب الآلي في حوض السباحة، وقام أولاً بفحص مدى دقة اتباع المسارات المخطط لها وتنفيذ حركات محددة. ركزت المزيد من التجارب على قدرته على تحديد وتتبع واسترجاع الأهداف العائمة. وتضمنت الاختبارات أيضًا تجارب التتبع البصري والتقاط الأشياء التي تم إجراؤها في الأماكن الداخلية والخارجية. وقال الباحثون إن هذه التجارب أظهرت أن QuadBoat يمكنها متابعة الأهداف على الماء وتنفيذ مهام الاسترجاع ذات الصلة بعمليات الإنقاذ. يتتبع الروبوت الضحايا ويستعيدهم. ويهدف النظام إلى سد فجوة حرجة في البحث والإنقاذ البحري. العثور على شخص في الماء ليس سوى جزء من التحدي. ويجب على فرق الإنقاذ أيضًا الوصول إلى الضحايا وإخراجهم من الماء بسرعة، لا سيما عندما يؤدي الإرهاق أو البرد أو الظروف القاسية إلى جعل البقاء على قيد الحياة أكثر صعوبة. وكتب ليانشين تشانغ، ويهان هوانغ، وهويهوان تشيان في ورقتهم البحثية: “إن انتشال الضحايا بسرعة من المياه أمر بالغ الأهمية في مهام الإنقاذ على سطح الماء”. “ومع ذلك، نادرًا ما تناولت الأبحاث السابقة حول روبوتات الإنقاذ هذه المشكلة. تقدم هذه الورقة البحثية QuadBoat، وهي سفينة بحرية مستوحاة من الكائنات الحية مصممة لتتبع الضحايا وانتشالهم من الماء.” ويعتقد الباحثون أن الروبوت يمكن أن يساعد في نهاية المطاف فرق الطوارئ في الاستجابة لحوادث القوارب والحوادث البحرية الأخرى. إن قدرتها على التحرك وتعديل وضعها يمكن أن تجعلها مفيدة أيضًا في المواقف التي قد تواجه فيها مركبات USV التقليدية صعوبة في المناورة بالقرب من شخص ما. ومع ذلك، فإن QuadBoat لا يزال في مرحلة البحث. تم إجراء العروض التوضيحية الأولية في بيئات خاضعة للرقابة، وستكون هناك حاجة إلى مزيد من العمل لتحديد كيفية أداء الروبوت في الأمواج والتيارات وغيرها من الظروف التي تتم مواجهتها أثناء مهام الإنقاذ الحقيقية. ويقول الباحثون إن التطوير المستقبلي يمكن أن يساعد في تحويل التصميم المستوحى من العنكبوت إلى أداة عملية لفرق البحث والإنقاذ، مما يمنح المستجيبين طريقة أخرى لتحديد موقع الأشخاص وتتبعهم وانتشالهم من الماء. تم نشر الدراسة على خادم الطباعة المسبقة arXiv.
تم النشر: 2026-07-25 00:53:00
