ویدیویی منتشر شده که ربات انسان نمای سایبروان – CyberOne شیائومی را در حال نواختن درام نمایش می‌دهد. این پیشرفت تکنولوژیکی شیائومی در حوزه رباتیک را به رخ می‌کشد.
چند ماه پیش که شیائومی ربات سایبروان خود را معرفی و رونمایی کرد، کسی نمی‌دانست که هدف این کمپانی از ساخت ربات‌های انسان‌نما چیست.
در آن زمان بسیاری از صاحب‌نظران گمان می‌کردند که شیائومی قصد ندارد سایبروان را به عنوان یک ربات انسان نما با قابلیت جایگزینی بشر معرفی کند. در عوض این افراد اعتقاد داشتند CyberOne با هدف شناسایی راه‌های بیشتر برای پیدا کردن روش‌هایی برای استفاده مناسب از این دستگاه‌ها در آینده ساخته شده‌اند.
با این حال به نظر می‌رسد تلاش‌های شیائومی اکنون منجر به این شده که ربات سایبروان بتواند به یک موزیسین آماتور تبدیل شود؛ چرا که جدیدترین ویدیوی منتشر شده توسط شیائومی، این ربات را در حال نواخت درام به تصور می‌کشد!
مکانیزم نواختن درامز توسط ربات سایبروان شیائومی به چه صورت است؟
ورودی ترک صوتی به فرم یک فایل MIDI به سایبروان داده می‌شود. این ربات سپس ورودی را به ضربات درام تبدیل کرده و بر اساس نت‌های موسیقی تولید شده، حرکات اجزای مختلف را به منظور پیاده‌سازی این نت‌ها طراحی می‌کند. این مرحله، سخت‌ترین گام در مراحل نواختن درام به شمار می‌رود؛ چرا که عملگرهای به کار رفته در دست این ربات باید دقیقا در زمان مناسب بر روی ساز فرود بیایند.
CyberOne البته این کار را به نحو احسن انجام داده و حرکات چرخشی و ضربه‌ای مربوط به نواخت درام را در زمان مناسب و با شدت کافی پیاده می‌کند.
پیاده‌سازی این مراحل فرآیند بسیار پیچیده‌ای‌ست و به تکنولوژی پیشرفتهای نیاز دارد. همچنین علیرغم اینکه نواختن موفق درام توسط سایبر وان نمی‌تواند به عنوان یک استفاده مفید از ربات در زندگی روزمره تلقی شود، اما دید خوبی از پیشرفتهای ربات‌های انسان‌نما و آینده آن‌ها را پیش روی‌مان قرار می‌دهد.
ویدیوی زیر نواختن درام توسط ربات سایبروان شیائومی را به تصویر می‌کشد:
در این زمینه، زیو رن، مهندس ارشد سخت افزار تیم توسعه ربات CyberOne در مصاحبه‌ای با ieee به تعدادی از سوالات مهم پیرامون هدف شیائومی از ساخت این ربات و آینده ترسیم‌شده در خصوص آن پاسخ می‌دهد.
هدف شیائومی از ساخت ربات انسان‌نما چیست؟
به گفته مهندس سخت افزار شیائومی، این کمپانی سه هدف عمده را از طراحی سایبروان دنبال می‌کند. نخستین هدف برگرفته از کمبود شدید نیروی کاری در چین است که این کمپانی را همانند بسیاری شرکت‌های دیگر به فکر جایگزینی نیروی انسانی با ربات‌ها انداخته است. البته رن اعتقاد دارد تا دستیابی به این هدف زمان زیادی باقی مانده است.
همچنین دلیل دوم این است که ربات های انسان نما پیچیده‌ترین نوع ربات‌ها به شمار می‌روند. بنابراین دستاوردهای موفقیت‌آمیز در ساخت این ربات‌ها می‌تواند به طور همزمان زمینه‌ساز پیشرفتهای چشمگیری در طراحی ربات‌های دیگری نظیر ربات‌های چهارپا، بازوهای رباتیک و ربات‌های چرخ‌دار شود.
سومین دلیل هم به عقیده مهندس سخت افزار پروژه سایبروان این است که شیائومی به دنبال تبدیل شدن به پیشرفته‌ترین کمپانی تکنولوژیک در چین است و توسعه یک ربات انسان نما می‌تواند بخش بزرگی از این هدف را تامین کند!
چرا برای نمایش توانایی‌های سایبروان از نواختن درام استفاده شد؟
به گفته رن، زمانی که CyberOne به طور رسمی به بازار عرضه شد، بسیاری کاربران مبتدی که تجربه چندانی هم در علم رباتیک نداشتند، به دنبال مشاهده کارهایی از این ربات بودند که توسط انسان‌های عادی قابل انجام نبود! با این حال در شرایط کنونی پیدا کردن چنین چیزی کار چندان ساده‌ای نیست!
در عین حال، روزی یکی از مهندسین پروژه که به تازگی نواختن درام را آغاز کرده بود، پیشنهاد استفاده از این ربات برای نواختن این ساز را مطرح کرد. به عقیده او، ربات‌های انسان نما در مقایسه با نوازنده‌های آماتور درام از محاسنی مانند هماهنگی بیشتر حرکات مفصل‌های مختلف و کنترل بهتر ریتم برخوردار بودند که آن‌ها را به نوازنده‌های بهتری تبدیل می‌کرد!
این ایده خیلی سریع به تایید سایر اعضای تیم رسید و در نهایت، نوازندگی درام به عنوان روشی برای معرفی قابلیت‌های مختلف CyberOne انتخاب شد.
سخت‌ترین بخش نواختن درام توسط ربات سایبروان چه بود؟
به عقیده رن، چالش‌برانگیزترین بخش نواختن درام توسط CyberOne، تنظیم حرکات موزون برای نواختن صحیح ریتم بود. زمانی که سایبروان با زنجیره‌ای طولانی از نت‌های درام روبرو می‌شود، باید حرکات مختلفی را برای دست و پاهای خود طراحی کند که به طور موزون حرکت کرده و به سازهای مختلف ضربه بزنند.
برای انجام این کار، مهندسین ناچار به استخراج بیت‌های پایه و طراحی مسیر حرکت بازوهای مختلف برای نواختن بیت به طور آفلاین و با بهره گیری از الگوریتم‌های بهینه‌سازی شدند. با انجام این کار، ربات CyberOne توانست حرکاتی پیوسته و هدفمند را پیاده‌سازی کند که در نهایت منجر به اجرای نت‌های موسیقی می‌شد.
نتیجه نواختن موفقیت‌آمیز درام توسط CyberOne چه خواهد بود؟
نواختن درام نیازمند هماهنگی و تنظیم مکانیک تمامی مفاصل ربات برای دستیابی به حرکاتی سریع، دقیق و با دامنه مناسب است. این کار به طراحان امکان می‌دهد که محدودیت‌های سخت افزاری و نرم افزاری ربات را شناسایی کرده و برای طرح‌های آینده از آن‌ها استفاده کنند.
نواختن درام همچنین منجر به توسعه روش‌هایی برای شناسایی روش‌های مختلف برای نواختن آهنگ‌ها و سازهای مختلف می‌شود. به این ترتیب می‌توان امیدوار بود که ربات سایبروان شیائومی در آینده از پس اجرای آهنگ‌هایی پیچیده‌تر با سازهای مختلف برآید.
آینده پروژه سایبروان شیائومی چیست؟
در حال حاضر تیم سایبروان در حال کار بر روی نسل دوم این ربات است. مهندسین این پروژه امیدوارند در نسل دوم شاهد حرکات موزون‌تری از این ربات انسان نما باشند.
علاوه بر این، افزودن درجات آزادی بیشتر، افزودن مهارت های بیشتر در کار با دست و انگشتان و البته اضافه کردن سنسورهای مختلف از جمله مواردی هستند که تیم تحقیق و توسعه بخش رباتیک شیائومی امیدوار به دستیبابی به آن‌ها هستند.
همچنین در بخش نرم افزار هم انتظار می‌رود که الگوریتم‌های کنترلی نسل بعد CyberOne بهبود یابد تا شاهد کنترل‌پذیری بالاتر و درک بهتر این ربات از محیط اطرافش باشیم.
بد نیست بدانید که به جز شیائومی، کمپانی های دیگری هم در حال کار بر روی ساخت ربات انسان نمای خود هستند. در این میان، تسلا یکی از سرسخت‌ترین رقباست که ربات انسان نمای اپتیموس را در دست ساخت دارد.
منبع :ieee
