לראשונה: רובוט קרקעי דמוי עטלף המנווט באמצעות חוש השמע

חוקרים מאוניברסיטת תל אביב בנו רובוט אוטונומי המנווט את דרכו באמצעות איכון הד – כמו עטלף * הרובוט, שזכה לשם “רובוטלף”, הוא הראשון בעולם שמשתמש בסונר עטלפים כדי להתמצא בסביבה; הפיתוח המהפכני פותר את אחת הבעיות הקשות בעולם הרובוטיקה – וגם שופך אור חדש על חייהם של עטלפים אמתיים * תוצאות הפרויקט התפרסמו ב- 6.9.18, בכתב העת PLOS Computational Biology

 חוקרים מאוניברסיטת תל אביב בנו רובוט אוטונומי לחלוטין, המנווט באמצעות איכון הד – בדומה לעטלפים. את הרובוט, ששמו בישראל “רובוטלף”, בנה תלמיד המחקר איתמר אליקים בהדרכת ד”ר גבור קושה מבית הספר להנדסה מכנית ופרופ’ יוסי יובל מהמחלקה לזואולוגיה ומבית הספר סגול למדעי המוח באוניברסיטת תל אביב. תוצאות הפרויקט פורץ הדרך, שנתמך על ידי משרד המדע, התפרסמו (6 באוקטובר) בכתב העת PLOS Computational Biology.

עטלפים משתמשים באיכון הד כדי למפות סביבות חדשות, ובמקביל מנווטים את דרכם על ידי הפקת צלילים והאזנה להדים השונים החוזרים אליהם – ובכך פותרים, דרך קבע ובקלות מעוררת השתאות, את אחת הבעיות המורכבות ביותר ברובוטיקה. מודלים תיאורטיים רבים הוצעו כדי להסביר כיצד העולפים עושים זאת, אך עד כה נעשו ניסיונות מועטים לבנות רובוט סונארי אוטונומי בפועל.

“למיטב ידיעתנו”, אומר פרופ’ יובל, “זהו הרובוט האוטונומי הראשון בעולם שמשתמש בביולוגיה של עטלפים כדי לנווט את דרכו ולמפות את הסביבה באמצעות איכון הד בלבד. לטכנולוגיה הזאת, המחקה את הביולוגיה של העטלף, פוטנציאל גדול ברובוטיקה. מדובר בפרויקט אינטרדיסציפלינרי מיוחד במינו, שהחל כאשר איתמר אליקים היה סטודנט משותף שלי במחלקה לזואולוגיה – ושל פרופ’ גבור קושה מהנדסה מכנית”.

מערכת החישה האקוסטית של הרובוטלף. צילום: איתמר אליקים
הרובוטלף, שבנייתו ארכה כשנתיים, מצויד ברמקול על-קולי, שמחקה את פה העטלף ומפיק צלילים בתדרים האופייניים לשידורי העטלף. לרובוטלף גם שתי “אוזניים”, כלומר שני מיקרופונים הקולטים תדרים על-קוליים. הוא נע בסביבות בלתי מוכרות באוויר הפתוח, כשהוא מנווט את דרכו – בזמן אמת – אך ורק באמצעות הצלילים. הרובוט משרטט לעצמו את גבולות העצמים במרחב, מסווג אותם באמצעות מחשב וכך מייצר מפה מדויקת של סביבתו תוך הימנעות ממכשולים.

“היום רובוטים מנווטים בעיקר באמצעות חוש דמוי-ראייה”, מסביר פרופ’ יובל “כלומר באמצעות מצלמות ולייזר. אנחנו הוכחנו שאפשר לעשות דברים מעניינים גם עם סונר. חוש הראייה הוא חוש מדהים, אך יש לו מגרעות. למשל, כשרובוט מנווט בחושך, באבק או בעשן – כמו מתחת להריסות או בשריפה. לראייה יש חסרונות נוספים בעולם הרובוטיקה. קירות שקופים, למשל, מבלבלים רובוטים. רובוטים גם מתקשים לראות לתוך מכשולים כמו שיחים. הרובוטלף שלנו פשוט עובר דרך השיח, כי הוא יכול לשמוע מבעד לעלים. לפיתוח הזה עשויות להיות השלכות גדולות בפיתוח רובוטים מרובי-חושים, כפי שאנו בני האדם מרובי-חושים”.

בנוסף, טוען פרופ’ יובל, הרובוטלף שופך אור גם על חייהם על עטלפים ממש: “הפרויקט הוא פרויקט בהשראה ביולוגית. אם היינו רוצים לבנות את המכונה הטובה ביותר, היינו בונים אותה אחרת. למשל, עם יותר אוזניים. אבל הגבלנו את עצמנו לעטלפים כפי שהם בטבע, ואני כזואולוג טוען שגם למדנו בתהליך משהו על עטלפים. זה דבר אחד לעבוד עם סימולציות ממוחשבות, ודבר אחר לגמרי לנסות לבנות עטלף מאפס. הרובוט עוזר לנו להבין טוב יותר את סדר העדיפויות החישתי של העטלף, את האופן שבו עטלפים מפענחים אותות בזמן אמת”.
בימים אלה, אליקים ופרופ’ יובל עובדים על שיפורים לרובוטלף. “אפשר עוד לדייק הרבה מהאלגוריתמים”, מסביר פרופ’ יובל. “בנוסף, כבר התחלנו לעבוד על בניית קבוצת רובוטלפים שינווטו יחד – כפי שחלק ממיני העטלפים פועלים בטבע. וכמובן שאנחנו עובדים על כך שהרובוט גם יעוף כמו עטלף אמתי”.