פרופ' דני הלפרין

פרופ' דני הלפרין, מבית-הספר למדעי המחשב, הפקולטה למדעים מדוייקים באוניברסיטת תל-אביב עוסק בתכנון תנועה משני היבטים: בתיאוריה של התחום ובתכנון תנועה בסיסית של רובוטים תעשייתיים.

הבעיה המרכזית כיום היא כאשר הרובוט צריך לעבור במרחבים צרים. המטרה היא לפתח טכניקות, כך שגם כשמדובר במערכת מורכבת, הרובוט יוכל לשלוף ממנה חלק הזקוק לתחזוקה שוטפת, בקלות. לדוגמא: איך אפשר לשחרר ממטוס חלק שצרך לתחזק אותו, בלי לפרק את הסביבה שהוא נמצא בה. ברוב המוצרים המורכבים כיום יש לפחות 6 דרגות חופש (צירי תנועה אפשריים) וקשה מאד לשלוף חלקים. תכנון תנועה בא לתת פתרונות לבעיות אלו.

בתכנון תנועה החלו לעסוק בשנות השמונים והשבעים, במסגרת תכנונם של רובוטים תעשייתיים. שאלות המחקר שהעסיקו את החוקרים בתחילה היו איך הרובוט יזוז בקו ישר כאשר כל התנועות הן סיבוביות. בשנות השמונים התכנסה הבעיה למה שמכונה "בעיית מזיזי הפסנתרים" - בעיית הזזת גופים ממקום למקום בלי להתנגש במכשולים.

באמצע שנות התשעים חל מהפך בשדה הפרקטי והציעו פתרון פשוט לבעייה: "מפת דרכים רנדומית". מפה זו יודעת להתמודד עם בעיות פשוטות, כלומר תנועה של גופים בתנאי שהחדר לא צפוף ואין הרבה מכשולים. אבל "מפת הדרכים הרנדומית" פותרת בעיות קלות בלבד, והיום מנסים לבנות מודלים לפתרון בעיות מסובכות יותר.

פרופ' הלפרין עובד על בניית מודלים מורכבים יותר בשלושה פרוייקטים שונים:

פרוייקט סיגל האירופאי: תיאור הגיאומטריה של המרחב. המטרה - לחזק טכניקות מתקדמות לכתיבת תוכנה.השימושים לכך נמצאים במערכות מידע גיאוגרפיות, ניווט אוטומטי, ואפילו רפואה - בניית מודלים של איברים כמו שחזור מבנה לסת, ומסלול לידה של תינוק: האם צריך ניתוח קיסרי?

פרוייקט "מובי" האירופאי: תכנון תנועה בסביבות וירטואליות, לשפר תכנון תנועה במשחקי מחשב.

תכנון תנועה לרובוטים עם מאות דרגות חופש: זהו האתגר הגדול הנוסף, מלבד החדרים הצפופים, ש"מפת החדרים הרנדומית" לא מצליחה להתמודד איתם. בעבר עבדו על רובוטים שנעו ב-2 דרגות חופש. היום בונים במעבדות בעולם גופים מורכבים, רובוטים עם 1000 דרגות חופש, כמו למשל, מודלים של נחש שזוחל.

מפתיע עד כמה שזה יישמע, לבעיות תנועה יש יישומים בתחומי ביולוגיה מולקולרית, הקרנות אצל חולי סרטן, תחלופה של חומרים ועוד.

פרופ' דני הלפרין התארח בתכנית מספר 18.