פיתוח ישראלי: רובוט דמוי עטלף
הוא אמנם אינו מעופף, רק נוסע, אבל הרובוט שפותח באוניברסיטת תל אביב ממפה בעצמו סביבה לא מוכרת בשיטה שבה עושים זאת עטלפים - מדידת ההחזר של גלי קול
עטלפים יכולים למפות סביבה חדשה ולהתמצא בה באמצעות אקולוקציה - שימוש בהד שמוחזר מעצמים לאחר שידור של צליל לעברם. עד כה נעשו מעט ניסיונות לבנות רובוט שמחקה יכולות אלו, אולם כעת מדענים מאוניברסיטת תל אביב הצליחו לפתח רובוט אוטונומי דמוי עטלף שפועל על הקרקע וממפה סביבה חדשה על סמך החזרת הקולות בלבד. הרובוט יכול לתחום את גבולותיהם של העצמים שהוא נתקל בהם ואף לסווג אותם לקטגוריות, מה שמקל עליו למצוא את דרכו.
עוד כתבות באתר מכון דוידסון :
לוקחת את הזמן: הבנייה האיטית של היבשת הדרומית
מדוע יש אנשים שחסינים לאלצהיימר?
הכול על מדע באפליקציה של מכון דוידסון - להורדה באייפון ובאנדרואיד
עם השימוש ההולך וגובר ברובוטים עולה הצורך בפיתוח יכולות חדשות לרובוטים אוטונומיים, כגון הימנעות ממכשולים, זיהוי עצמים ותכנון מסלול. אחת המטלות המאתגרות ביותר היא מיפוי סביבה לא ידועה, תוך כדי ניווט בה. עטלפים עושים זאת באופן שגרתי על ידי שידור צלילים בתדר מסוים אל עבר עצמים בסביבה ושימוש בצלילים שחוזרים אליהם מעצמים אלה. נסיונות קודמים לחקות את פעולת העטלף במטרה למפות סביבה בלתי מוכרת, היו מוגבלים לזיהוי של תוואי הנוף באופן כללי, בלי לזהות את התכונות המרחביות של השטח.
במחקר הנוכחי, שנעשה במעבדתו של ד"ר יוסי יוֹבֵל באוניברסיטת תל אביב, היו שני חידושים לעומת מחקרים קודמים: הרובוט, שכונה "רובאט" (Robat, שילוב של רובוט ו-bat, עטלף) או "רובוטלף" בעברית, היה מסוגל לנוע בסביבה באופן עצמאי. הוא הצליח למפות את הסביבה באופן דו ממדי, בעוד שבמחקרים קודמים רובוטים מיפו רק את מיקומם בסביבה. כרובוט אוטונומי, היה עליו לתחום את גבולות העצמים שהוא נתקל בהם בסביבה לא מוכרת לו, כך שיוכל למצוא את הדרך הנקייה ממכשולים - כמו עטלף שעף דרך מטע או חלקת שיחים שהוא פוגש בפעם הראשונה.
מיפוי דרך האוזניים
כמו עטלף, הרובאט שידר צלילים וגם קלט את הצלילים המוחזרים באמצעות התקנים דמויי אוזניים. מרחקם של העצמים ממנו חושב מתוך הזמן שעבר מרגע ששידר את האות ועד שחזר ל"אוזניו", ואילו על סמך ההפרש בין הגעת ההד לשתי האוזניים נמצא מיקום העצם ביחס לרובאט. כך הרובאט הצליח ליצור מפה מרחבית של העצמים בסביבתו, וזו שימשה אותו כדי לתכנן את התנועה הבאה שלו. יכולת זו נבחנה בשתי חממות בגן הבוטאני שבאוניברסיטת תל אביב.
הרובאט ניווט את דרכו בהצלחה בשתי החממות, תוך עקיפת מכשולים שהועמדו בדרכו. הוא מיפה בצורה מדויקת יחסית את קווי המתאר של העצמים שנתקל בהם, ואף הצליח להבחין בין עצמים שהם צמחים לבין עצמים שאינם צמחים, בדיוק של כ-70 אחוזים, בזכות אלגוריתם של רשת עצבית מלאכותית שהותקנה בו, וגם להשתמש ביכולת הבחנה זו כדי לזוז דרך צמחים - כשם שעטלף מזהה ציוני דרך חשובים לאורך מסלול התעופה שלו, לרבות כאלה שעשויים לסייע לו בחיפוש מזון - למשל, צמחיה מסוימת שעשירה בפירות או בחרקים שהם עיקר מזונם של העטלפים.
האם יש לנו "עטלף מלאכותי"?
לא בדיוק. ראשית, הרובאט אינו מעופף, אלא נוסע על הקרקע, וממפה את סביבתו בשני ממדים, לא שלושה כמו עטלף. בנוסף, הרובאט היה איטי יותר מעטלף ונאלץ לעצור בערך כל חצי דקה כדי לקלוט את ההדים בגלל מגבלות מכניות של המערכת , ובעיקר של ההתקן ששומר עליו מאוזן ביחס לקרקע (גימבל), שהיה איטי ביותר.
מכיוון שהרובאט היה מסוגל לשדר אות צלילי שמכסה שטח קטן, האותות שודרו בשלושה כיוונים: ישר, 60 מעלות ימינה ו-60 מעלות שמאלה, כך שהסכימה של כל האותות הללו יצרה אות רחב יחסית, בדומה לזה שמשדר העטלף בטבע. זה הפך את משימתו של הרובאט לקלה יותר אבל מצד שני הגביל אותו משום שהיה צריך לעצור כדי לנתח את האותות מכל נקודה בנפרד.
הבדל נוסף בין הרובאט לעטלף הוא, שלרובאט אין אוזניים חיצוניות כמו שיש לעטלף ולבעלי חיים בכלל, כלומר כאלה שרגישות לזווית שבה מגיע הצליל ומסוגלות לקודד אותה באמצעות תדרים חשמליים - וכך מאפשרות מיקום של מקור הצליל בתלת-מימד. הרובאט, לעומת זאת, הסתמך על מידע שקשור לזמן בלבד - מרווח הזמן בין שידור הצליל לבין חזרתו וכן בין הגעת הצליל החוזר לשתי האוזניים - מה שאפשר לו למקם את הצליל בשני ממדים.
ככל הנראה יש מקום לשיפורים נוספים בפעילותו של הרובאט, למשל, יכולת לעיבוד מקבילי של מידע - בניגוד לעיבוד מידע בטור, שבו כל רגע נתון מעובד רק סוג אחד של מידע. עם כל המגבלות, עדיין מדובר בפיתוח שיכול להיות שימושי במקרים מסוימים - למשל, רובוט שיוכל לנקות סביבה שיש בה מכשולים פיזיים תוך עקיפת מכשולים אלו, ומערכות אחרות להתמצאות בסביבה חשוכה או לא מוכרת בלי צורך באמצעים אופטיים.
"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".
בימים אלה, תלמיד המחקר איתמר אליקים ופרופ' יובל עובדים על שיפורים לרובאט. "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 אמיתי".
ד"ר עידו מגן, מתמחה בכיר במכון ויצמן למדע וכתב באתר מכון דוידסון
לפנייה לכתב/ת 
