הרובוט, העכביש, והחלומות על אליפות

עם או בלי קשר להישגי ישראל בכדורגל, חוקרי הטכניון בונים בימים אלה נבחרת משלהם, של רובוטים, שיודעים לשחק כדורגל ואפילו מגלים כישרון בעיטה מרשים. במקביל מתמחה רובוט העכביש שנולד בטכניון בצעידה בשטחים קשים

הרובוט נע באיטיות בין הריסות הבניין. צורת ההתקדמות העקשנית שלו - שלוש רגליים נעוצות בתוך ההריסות ורגל נוספת מגששת אחר נקודת אחיזה יציבה - איפשרה לו להתגבר על המכשולים. חיישן קול המותקן עליו ניסה לקלוט אות של טלפון סלולרי, אולי גם סימן של חיים.

התרחיש המתואר כאן עשוי להתממש תוך שנים ספורות, אם רובוט-העכביש, שפותח על ידי חוקרים בטכניון, יהפוך למוצר מסחרי. הרובוט יכול לשמש למטרות שונות, כמו סיוע באזורים מוכי אסון, עבודת תחזוקה ובינוי בכורים אטומיים ובתחנות כוח, עבודה בתעלות עם מכשולים, כמו צינורות ומוטות, בתחנות חלל, ואפילו מיפוי מערות ענק, כמו טורה-בורה באפגניסטן.

פרויקט פיתוח רובוט-העכביש החל ב-1996, בעקבות מחקר תיאורטי של פרופ' אילון רימון. "חשבנו על רובוט נייד וקל תנועה, שיוכל לתפקד במקומות שבהם רובוט שנע על גלגלים מתקשה לפעול", אומר ד"ר שרגא שובל, שמשמש כחוקר הראשי בפרויקט יחד עם פרופ' רימון. "בניגוד לרובוט שנע על גלגלים, רובוט-העכביש אינו מוגבל לריצפה שעליה הוא נע, והוא יכול לעלות על מדרגות ולהתגבר על מכשולים".

ד"ר שובל מדמה את פעולת הרובוט לתנועותיו של מטפס הרים, שנאחז בסלע בשלוש גפיים, וביד או ברגל הפנויה מחפש נקודת אחיזה יציבה על הסלע. "רובוטים דמויי עכביש אינם המצאה חדשה, אך הרובוט העכבישי שלנו מיישם אלגוריתם ייחודי", אומר שובל, שהוא מומחה לרובוטים ניידים. "הרובוט אינו הולך, אלא למעשה דוחף עצמו קדימה, בדומה לעכביש, למרות שיש לו רק ארבע רגליים ולא שמונה, כמו לעכביש".

זו לא הפעם הראשונה ששובל משתתף בפיתוח רובוט שצורתו אינה שגרתית. לדבריו, היתרון המושג בשיטת ההתקדמות העכבישית הוא יציבות.

 

עכביש בתוך הווריד

 

אב הטיפוס של רובוט העכביש, שעד כה נוסה רק בתנאי מעבדה, גדול למדי. כאשר זרועותיו פרוסות, אורכו של הרובוט הוא 1.20 מטר, אך לדברי שובל, החוקרים יוכלו לפתח בעתיד דגם ממוזער שלו - אפילו רובוט שניתן לבליעה ומטייל בתוך הגוף. "תאר לעצמך שרובוט-עכביש זעיר ינוע בכלי הדם שלך וייצא", הוא אומר, "הרי רכב דו גלגלי לא יכול לנוע בתוך הגוף ולהתגבר על הפרעות של זרמי דם בחדרי הלב או על התכווצויות במעיים. הדבר דומה לתנועה בתוך תעלה עמוסה במכשולים".

 

רוצים אליפות

 

בניגוד לרובוט העכביש, אב הטיפוס של רובוט הכדורגל שפיתחו חוקרים בטכניון נע על גלגלים, ובעתיד יצטרפו אליו שלושה שחקני כדורגל רובוטיים ושוער, שיחד ירכיבו את קבוצת הכדורגל הרובוטית הראשונה של ישראל. "המטרה היא להשתתף ב'רובוקאפ' - אליפות העולם בכדורגל לרובוטים, וכמובן – לנצח", אומר פרופ' יורם הלוי, הרכז האקדמי של הפרויקט.

רובוט הכדורגל נע באמצעות מנועים חשמליים ורואה בעזרת מצלמה וחיישנים. חיישני אינפרא-אדום שיותקנו בו בקרוב יסייעו לו לזהות את הכדור מטווחים קרובים. פיתוח ייחודי של הטכניון, ואולי הנשק הסודי נגד הקבוצות היריבות בתחרות הוא קשת, שבמרכזה כף עגולה שהתקינו החוקרים בקידמת הרובוט, המשמשת לצורך כדרור ושליטה בכדור. בתוך הכף מותקנת בוכנה, המזכירה רגל בועטת של שחקן כדורגל ומאפשרת לרובוט לבעוט בעיטה חלשה (לצורך מסירה) או בעיטה חזקה (לשער). הבעיטה מתבצעת באופן פנאומטי, באמצעות שחרור אוויר דחוס.

"בניגוד לפרויקטים דומים ברחבי העולם, החלטנו שפרויקט רובוטי הכדורגל בטכניון יבוצע על ידי סטודנטים לתואר ראשון, בסיוע החוקרים", אומר הלוי, איש הפקולטה להנדסת מכונות בטכניון, "רוב קבוצות המחקר בעולם רוכשות את הרובוטים, מבצעות בהם התאמות מכניות ומקדישות את רוב זמנן לפיתוח תוכנה ובינה מלאכותית עבורם. אנחנו נקטנו גישה אחרת והחלטנו להכשיר את הסטודנטים לבנות רובוטים מאפס".

"סיבה נוספת", אומר הלוי, שהוא גם אוהד שרוף של הפועל חיפה, היא שמי שלא יודע לבעוט לא יכול לנצח בכדורגל... הנחנו שאם נבנה רובוט שמוכשר מבחינה מכנית לשחק כדורגל, הביצועים שלו יהיו טובים יותר. נבחרת איראן זכתה באליפות העולם לכדורגל רובוטי ב-1999, כי בנתה קבוצת רובוטים יעילה מבחינה מכנית".

"הניצחון האיראני דחף אותנו ליטול חלק בפרויקט", אומר ד"ר שובל, המרכז המקצועי של הפרויקט. "אמרתי לעצמי שאם האיראנים ניצחו אז גם אנחנו יכולים. כתיבת התוכנות עבור הרובוט היא החלק הפשוט בכל הפרויקט. החלק הקשה הוא התכנון ההנדסי של כל המנגנונים והרכיבים שמרכיבים אותו".

"משחק הכדורגל דורש הרבה מחשבה", מפריך הלוי סברה מקובלת, "אייל ברקוביץ', למשל, קורא את המגרש ומבין את המשחק באופן שרובוט יתקשה לחקות".

 

וכמובן - אי אפשר בלי מלחמה

 

חוקרי המרכז לתהליכי ייצור ורובוטיקה החלו לעבוד על אב הטיפוס של רובוט הכדורגל לפני שנתיים. בשלב הראשון הם פיתחו את החלק המכני של הרובוט, פיתחו את יכולת התנועה שלו והתמודדו עם אתגרים טכניים שונים, כמו ראייה ממוחשבת. כעת הם פונים כעת לשלב השני של הפרויקט: פיתוח הבינה המלאכותית.

"אב הטיפוס של הרובוט כבר עובד, למרות שעדיין אינו מושלם", אומר אמיר שפירא, ששותף גם בפרויקט הזה. "בשלב הנוכחי, אנחנו משפרים את התיפקוד שלו. תוך כמה שבועות אנחנו מקווים ללמד אותו לנסוע אל הכדור ולבעוט לשער". פרופ' הלוי: "אנחנו מתכוונים ללמד את הרובוט 'להבין' היכן הכדור נמצא ומה כיוון ההתקדמות שלו, איפה נמצאים שאר השחקנים, וכיצד לנוע לכיוון הכדור ולהתגבר על מכשולים בדרך. בשלב יותר מתקדם, הרובוט יוכל להחליט על תנועותיו באופן עצמאי".

לדברי הלוי, שלב של פיתוח האינטליגנציה המלאכותית של רובוט הכדורגל צפוי להסתיים תוך שנה, ובחודשים הקרובים יבנו החוקרים את הקבוצה השלמה.

"לא חסרים אתגרים", אומר ד"ר שובל, "למשל, ליצור שיתוף פעולה בין כמה רובוטי כדורגל, לפתח עבורם אסטרטגיה של משחק. אלה משימות מורכבות מאוד עבור רובוט, הרבה יותר מפיתוח רובוט שמשחק שחמט. רובוטי כדורגל צריכים לנוע במהירות מול נבחרת אחרת, ולקבל החלטות בזמן קצר, בתנאי שטח משתנים".

מי שחושב שההשקעה ברובוטים רק כדי שיוכלו לשחק כדורגל מוגזמת משהו, יכול להירגע - תהליך הפיתוח שלהם יכול לשמש לתחומים החורגים בהרבה ממשחקים. את הטכנולוגיה אפשר יהיה, למשל, ליישם לצורך שיתוף פעולה בין חיילים לבין רובוטים בשדה הקרב.

חוקרי הטכניון מתכננים להתחיל בקרוב בפיתוח של רובוט בלתי שגרתי נוסף - שמגיש משקאות במסיבות ורוקד לפי קצב המוזיקה.

הנושא הכאוב בהמשך פרויקט הרובוטים בטכניון הוא התקציב. "בארבע השנים האחרונות השתמשנו בכספי סיוע של הקרן הלאומית למדע של לשכת המדען הראשי. כעת הטכניון מממן לבדו את הפרויקט", אומר ד"ר שובל. גם אב הטיפוס של רובוט הכדורגל פותח במימון עצמי, ובטכניון מקווים עכשיו להשיג מימון של גופים חיצוניים.