روبوت الأفاتار – مركبة متنقلة ذاتية (AMR) لتجارب الحضور عن بُعد

إنشاء روبوتات الخدمات المهنية التي تحقق قيمة تجارية يتطلب إيجاد أرضية مشتركة بين العديد من العوالم التكنولوجية، وهو ما قد يُشكّل تحديًا. وتشمل هذه العوالم المكونات المادية والمكونات الروبوتية، والأنظمة المدمجة، والرؤية الحاسوبية، والخدمات السحابية، وتطبيقات المستخدم النهائي. لقد بنينا روبوت Avatar كجزء من البحث والتطوير الداخلي لدينا لإثبات خبرتنا في مجال الروبوتات.

ما هو – أو بالأحرى "من" – هو روبوت Avatar؟

Avatar هو روبوت متنقل مستقل (يُختصر بـ AMR) يتحرك في المساحات الداخلية. يتعرف الجهاز على محيطه، ويتحرك بحرية حول المنطقة المحددة، ويستهدف الأشياء القريبة ويتعرف عليها. الفكرة الرئيسية لروبوتات الحضور عن بُعد هي تمكين المستخدمين من التفاعل عن بُعد مع بيئة بعيدة.

حالة استخدام روبوت الأفاتار – جولة افتراضية في صالة العرض

مكتب Spyrosoft في شتشيتسين لديه صالة عرض تضم عروضًا توضيحية لمبادرات الروبوتات وواجهة الإنسان والآلة (HMI). يمكن للعملاء مشاهدة أجهزتنا البحثية والتطويرية عن بُعد من خلال Avatar دون وجود بشري فعلي في الغرفة.

يختار المستخدم فترة زمنية متاحة في تقويم الجولة. ثم يقوم بتشغيل عرض توضيحي عن بُعد عبر تطبيق للهاتف المحمول. يعمل روبوت Avatar ويحيي المستخدم ويبدأ العمل. أولاً، يقوم الروبوت بمسح الغرفة وإنشاء خريطة للتحرك بحرية وتجنب العوائق.

يعمل الجهاز باستخدام خوارزمية تتبّع الجدار. وقد جرى إمعان النظر في اختيار طريقة التنقّل، نظراً لأن الأجهزة في صالة العرض موضوعة بمحاذاة الجدار. لكن في بعض الأحيان، يكون العرض التوضيحي في زاوية أخرى أو غير موجود في الغرفة أصلاً، كما هو الحال مثلاً عند تقديمه في فعالية قطاعية. لذلك، لا يمتلك Avatar خريطة ثابتة، بل يقوم مع كل جلسة جديدة بفحص محيطه.

يتابع العميل الروبوت في الموقع البعيد بفضل بث الفيديو من الكاميرا. وبالتوازي، فإن الرؤية الحاسوبية تبدأ الوظائف. يقترب الروبوت من كل عرض توضيحي للبحث والتطوير، ويتعرف عليه ويضع عليه علامة مرجعية. ينتقل روبوت الأفاتار من جهاز إلى آخر، وبعد أن يطوف الغرفة بأكملها، يعود إلى موضع البداية.

يمكن للمستخدم التحكم في Avatar داخل التطبيق. حيث يختار المشروع الذي يرغب في معرفة المزيد عنه. ويتوقف روبوتنا المتحرك أمام العرض التجريبي ليتمكن العميل من إلقاء نظرة أقرب. وفي الوقت نفسه، تُعرض معلومات عن مبادرة البحث والتطوير، بما في ذلك الوصف والصور أو الفيديو الخاص بالمنتج ونظرة عامة على التقنيات والبنية المعمارية. وعند انتهاء الجولة عن بُعد، يودّع الروبوت العميل، ويستلم العميل بريداً إلكترونياً يحتوي على مجموعة من المصادر حول المشروع الذي جذب انتباهه.

لماذا أنشأنا الروبوت الجوال المستقل؟

من خلال تنفيذ مشروع Avatar robotics، أردنا إثبات أننا قادرون على إنشاء حلول انطلاقًا من الفكرة، عبر المرور بجميع مراحل تطوير النظام، من متطلبات الأعمال والنظام إلى هندسة البرمجيات وتصميمها، ثم التنفيذ والاختبار.

تم إنشاء روبوت Avatar في إطار مشروع Dojo حتى نتمكن من صقل مهاراتنا التقنية كفريق.

عن Dojo – البحث والتطوير القائم على الأهداف في Spyrosoft

Dojo هي مساحة ننشئ فيها مشاريع تمليها احتياجات الأعمال والتكنولوجيا. وننفّذ مبادرات تنشأ عن متطلبات السوق. وهذا أيضاً أمر مثير للاهتمام لموظفي Spyrosoft ويعزز كفاءاتهم. ونتيجة لذلك، نكون قادرين على إعداد أنفسنا لمشاريع عملاء طموحة. وغالباً ما نعرض نتائج عملنا داخل Dojo في المؤتمرات أو الفعاليات الصناعية.

لا يقتصر الدوجو على إكمال مبادرة فحسب، بل يتعلق بالمعرفة التي يكتسبها أعضاء فريقنا خلال العملية، بحيث يشعر لاحقاً كلا الطرفين – العميل والموظف – بالثقة عند العمل على منتج تجاري. أثناء بناء Avatar، عمّق العديد من الأشخاص معرفتهم بـ ROS أو تعلموا عن الرؤية الحاسوبية. وقد انتقل بعضهم بالفعل من البحث والتطوير إلى مشروع روبوتات "عادي". بينما يرفع آخرون مهاراتهم أثناء العمل على تطوير المنتج.

ماريتا فيغليتسكا,
المدير التنفيذي للتقنية في Spyrosoft Synergy، رئيس فريق Dojo Vision

التقنية الكامنة وراء روبوت Avatar

يعتمد نظام Avatar الروبوتي على ROS2. وهو مصمم للعمل في منطقة غير معروفة مسبقًا، مع اكتشاف الخريطة تلقائيًا والبحث عن القطع الأثرية المحددة.

لتعلم طوبولوجيا الفضاء تلقائياً، قمنا بتعلم ودمج خوارزميات SLAM القائمة على lidar – المنفذة ضمن حزمة التخطيط ROS2 – Navigation2. وبناءً على Navigation2، احتجنا إلى تنفيذ حزمة استكشاف في الوقت الفعلي باستخدام خوارزميات اكتشاف الطوبولوجيا. تم إعداد خوارزميات الطوبولوجيا للعمل مع مساحات عمل كبيرة وصغيرة على حد سواء نظراً لقدرتها على معالجة الخريطة إلى مناطق فرعية مثل خوارزميات GIS. يوفر هذا النهج كلاً من الأداء والمحلية في الاتجاهات التي سيستكشفها الروبوت.

كما أن Avatar مستعد أيضاً لاكتشاف العناصر، وفي هذه الحالة، مشاريع Spyrosoft الأخرى، بدءاً من الشاشات الصغيرة المتصلة بوحدات التحكم الدقيقة (MCU) وصولاً إلى واجهات المعلومات والترفيه الضخمة القائمة على السيارات. وقد صممنا أنظمة رؤية حاسوبية مدعومة بخوارزميات التعلم الآلي لتحقيق هذا الهدف. وكل ما سبق مُصمَّم كنظام موزَّع يمكن اختباره في بيئة محاكاة مثل Gazebo.

التعاون بين المجالات المختلفة

Avatar هو مشروع متكامل من البداية إلى النهاية. فهو يجمع بين عدة مجالات تقنية:

• اختيار الأجهزة والمكونات وبناء روبوت،
• تطويرالبرمجيات المدمجة يتضمن التعرف على المحيط ورسم الخرائط، وبث الصوت والفيديو، أو اكتشاف الأجسام باستخدام الرؤية الحاسوبية,
• تصميم وتنفيذ تطبيق للمستخدم النهائي للتحكم في الروبوت وتجربة البيئة عن بُعد،
• بنية الاتصال بين الروبوت والتطبيق، مع الخدمات السحابية في المنتصف.

كان التحدي الأكبر هو إرساء التعاون بين الوظائف المختلفة. في البداية، كان هناك احتكاك لأن الأمر استغرق جهداً كبيراً من المتخصصين من مجالات خبرة مختلفة للعثور على أرضية مشتركة. وكلما تعمقنا في المبادرة، زاد تداخل مجالاتهم. وبعد فترة، أصبح التعاون يسير بسلاسة تامة، وكان Avatar يكتسب الحياة. لقد مهدنا الطريق، وطورنا مهاراتنا كأفراد وكذلك كفريق، ونشعر الآن بثقة أكبر من أي وقت مضى في تولي مشاريع واسعة النطاق.

ماريتا فيغليتسكا,
المدير التنفيذي للتقنية في Spyrosoft Synergy، رئيس فريق Dojo Vision

لدينا في الشركة مهندسو سحابة، ومطورو برمجيات، وخبراء في الرؤية الحاسوبية، وأشخاص على دراية بالأجهزة وبناء الروبوتات. ولكن لبناء شيء مستقر في الوقت الفعلي وأداؤه جيد، كان علينا التركيز بشكل كبير على المساحات بين المجالات وضمان وجود فهم كافٍ. وإلا لكنا نوع من الحلول تطبيقات تعمل في جزر منعزلة، يصعب دمجها، ناهيك عن تحسين النظام.

تطلّب هذا المشروع تقاطع المجالات التقنية منذ اليوم الأول. فقد اكتسب كل المشاركين – من مهندسي السحابة إلى مبرمجي الرؤية الحاسوبية – خبرة عملية في ROS، على الرغم من أن مطوري البرمجيات المدمجة وحدهم هم من يستخدمون هذه المنصة يوميًا. وقد حدث العكس أيضًا: فقد تعلّم المتخصصون في البرمجيات المدمجة عن السحابة، وأدخلوا تغييرات في خدمات AWS لمعرفة مدى تأثيرها على أداء التطبيق.

أين يمكنك مقابلة Avatar؟

يُحدَّد الموعد النهائي لكل مبادرة من مبادرات Dojo خلال قمة تقنية نعرض فيها نتائج أعمال البحث والتطوير لدينا. ويُعد Avatar أول مشروع موسع لنا من هذا النوع، وسيؤدي دور البطولة في ظهورنا الروبوتي الأول. وكما هو الحال مع الروبوت، نقوم حالياً بمسح السوق لتحديد الفعاليات التي يمكننا فيها إيجاد أرضية مشتركة مع غيرنا من المتحمسين في هذا القطاع.

في الوقت الحالي، يمكننا أن نخبرك بأن Avatar سيشارك في قمة Pittsburgh Robotics Network هذا الخريف. نراكم هناك!

ابنِ روبوتك المتنقل المستقل معنا

هل تبحث عن شركة يمكنك أن تأتمنها على مشروع AMR الخاص بك؟

هنا يمكنك العثور على مزيد من المعلومات حول نطاق خدمات الروبوتات الاحترافية وكيف نُحوّل الأفكار إلى واقع.

الأسئلة الشائعة: روبوت الأفاتار