ليوناردو (روبوت)

**ليوناردو** هو روبوت اجتماعي بطول 76 سم وهو الأول من نوعه الذي ابتكره فريق الروبوتات الشخصية في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. يُنسب الفضل في تطويره إلى سينثيا بريزيل. أما هيكله فقد صممته استوديوهات ستان وينستون الرائدة في مجال الروبوتات المتحركة. اكتمل هيكله في عام 2002. وكان آنذاك الروبوت الأكثر تعقيدًا الذي صممته الاستوديوهات حتى عام 2001. ومن بين المساهمين الآخرين في المشروع: شركة نيفن فيجن وتويوتا ومركز ليندون جونسون الفضائي التابع لناسا ومختبر أبحاث البحرية. صُمم ليوناردو لتسهيل دراسة التفاعل والتعاون بين الإنسان والروبوت. وقد ساهم في تمويل المشروع جزئيًا كل من منحة برنامج الروبوتات المستقلة المتنقلة (مارس) التابع لوكالة مشاريع الأبحاث الدفاعية المتقدمة (داربا) ومنحة برنامج الباحثين الشباب التابع لمكتب أبحاث البحرية ومؤسسة *ديجيتال لايف* *وائتلافات ثينجز ذات* ثينك. انطلق فريق الحياة الروبوتية في مختبر الإعلام بمعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا الذي درس أيضًا الروبوت روبونوت 1 في مهمة ابتكار روبوت اجتماعي أكثر تطورًا وهو ليوناردو. زود الفريق ليوناردو بنظام تتبع بصري مختلف وبرامج مستوحاة من علم نفس الرضع على أمل أن تُسهم هذه البرامج في تحسين التعاون بين الإنسان والروبوت. كان من بين أهداف المشروع تمكين البشر غير المدربين من التفاعل مع الروبوت وتعليمه بسرعة أكبر وبتكرار أقل. وقد حاز ليوناردو على مكانة ضمن قائمة *مجلة وايرد* لأفضل 50 روبوتًا على الإطلاق عام 2006.

## البناء
يحتوي هيكل الروبوت الصغير على ما يقارب ستين محركًا تُتيح له الحركة التعبيرية. وقد طوّر فريق الروبوتات الشخصية أنظمة التحكم في المحركات (بحزم تحكم ثمانية محاور وستة عشر محورًا) التي استخدموها في ليوناردو. لا يُشبه ليوناردو أي كائن حقيقي بل يبدو كائنًا خياليًا. صُمم وجهه ليكون معبرًا ومتواصلًا نظرًا لكونه روبوتًا اجتماعيًا. يُفترض أن يشجع مظهره الخيالي الذي يُوحي عمدًا بأنه شاب البشر على التفاعل معه بنفس الطريقة التي يتفاعلون بها مع طفل أو حيوان أليف.

تلتقط كاميرا مثبتة في عين الروبوت اليمنى الوجوه. ويقوم نظام تتبع ملامح الوجه الذي طورته شركة نيفن فيجن بعزل الوجوه من الصور الملتقطة. ويُستخدم مخزن مؤقت يتسع لما يصل إلى 200 صورة للوجه لإنشاء نموذج للشخص كلما عرّف بنفسه لفظيًا. إضافةً إلى ذلك يستطيع ليوناردو تتبع الأشياء والوجوه بصريًا باستخدام مجموعة من كاشفات الملامح البصرية التي تشمل اللون ولون البشرة والشكل والحركة.

يخطط الفريق لتزويد ليوناردو بجلد قادر على استشعار درجة الحرارة والقرب والضغط. ولتحقيق ذلك يجرون تجارب على مقاومات استشعار القوة ومركبات النفق الكمومي. وتُغطى هذه المستشعرات بطبقة من السيليكون كما هو الحال في المؤثرات الخاصة بالمكياج للحفاظ على المظهر الجمالي للروبوت.

## الغاية
كان الهدف من تصميم ليوناردو هو ابتكار روبوت اجتماعي. تسمح له محركاته ومستشعراته وكاميراته بمحاكاة تعابير الوجه البشرية والتفاعل مع عدد محدود من الأشياء وتتبعها. هذا يُسهّل على البشر التفاعل مع الروبوت بطريقة أكثر ألفة. ومن خلال هذا التفاعل يستطيع البشر التواصل مع الروبوت بطرق اجتماعية طبيعية. يمتزج برمجة ليوناردو مع النظريات النفسية مما يجعله يتعلم ويتفاعل ويتعاون مع البشر بشكل طبيعي.

### تعلُّم
يتعلم ليوناردو من خلال التوجيه المكاني. إحدى طرق التدريس هي وضع أشياء بالقرب من الطالب يتوقع منه استخدامها. يمكن استخدام هذه التقنية نفسها التوجيه المكاني مع ليوناردو الذي يُعلَّم بناء قارب شراعي من مكعبات افتراضية باستخدام المكعبات الحمراء والزرقاء فقط. عندما يحاول استخدام مكعب أخضر يُبعد المعلم اللون "الممنوع" وينقل المكعبات الحمراء والزرقاء إلى مساحة الروبوت. يتعلم ليوناردو بهذه الطريقة بناء القارب باستخدام المكعبات الحمراء والزرقاء فقط.

يستطيع ليوناردو أيضًا تتبع ما ينظر إليه الإنسان. وهذا يسمح للروبوت بالتفاعل مع الإنسان والأشياء المحيطة به. بطبيعة الحال يتبع البشر إيماءة الإشارة أو النظرة ويدركون أن ما يُشار إليه أو يُنظر إليه هو الشيء الذي يهتم به الإنسان الآخر والذي على وشك مناقشته أو القيام بشيء ما بشأنه. وقد استغل فريق الروبوتات الشخصية قدرة ليوناردو على التتبع وبرمج الروبوت ليتصرف كالإنسان موجهًا نظره إلى الشيء الذي ينتبه إليه الإنسان. ويبدو أن مطابقة نظرة الإنسان إحدى الطرق التي يُظهر بها ليوناردو سلوكًا أكثر طبيعية. ويُعد تبادل الانتباه بهذه الطريقة إحدى الطرق التي تسمح للروبوت بالتعلم من الإنسان. كما أن تعابير الروبوت وقدرته على تقديم ملاحظات حول "فهمه" أمر بالغ الأهمية.

يتعلم ليو أيضًا عن طريق المحاكاة. فالطريقة التي يتعلم بها الرضع فهم عالمهم والتفاعل معه مفيدة للروبوت الاجتماعي. من خلال محاكاة تعابير الوجه وحركات الجسم البشرية يستطيع ليو التمييز بين ذاته والآخر. هذه القدرة مهمة للبشر لفهم وجهات نظر بعضهم البعض وهي كذلك بالنسبة للروبوت الاجتماعي. إن إدراك أن "الآخرين" لا يملكون نفس المعرفة التي يمتلكها الروبوت يُمكّنه من رؤية بيئته بدقة أكبر واتخاذ قرارات أفضل بناءً على برمجته لما يجب فعله في موقف معين. كما يسمح له ذلك بالتمييز بين نوايا الإنسان وأفعاله الفعلية لأن البشر ليسوا دقيقين. وهذا من شأنه أن يسمح لشخص غير مُدرّب تدريبًا خاصًا بتعليم الروبوت.

يستطيع ليوناردو الاستكشاف بمفرده بالإضافة إلى إمكانية تدريبه مع إنسان مما يوفر الوقت ويُعدّ عاملاً أساسياً في نجاح الروبوت الشخصي. يجب أن يكون قادراً على التعلّم بسرعة باستخدام الآليات التي يستخدمها البشر بالفعل (مثل التوجيه المكاني والانتباه المشترك والمحاكاة وفهم وجهات النظر المختلفة). كما يجب ألا يتطلب وقتاً طويلاً. وأخيراً ينبغي أن يكون التفاعل معه ممتعاً ولذلك تُعدّ الجماليات والتعبير في غاية الأهمية. هذه كلها خطوات أساسية لإدخال الروبوت إلى المنزل.

### التفاعل
يُعدّ الانتباه المشترك وفهم وجهات النظر آليتين يمتلكهما ليوناردو مما يُساعده على التفاعل بطريقة طبيعية مع البشر. كما يستطيع ليوناردو إظهار ما يُشبه التعاطف وذلك من خلال تحليل البيانات التي يحصل عليها من محاكاة تعابير الوجه ولغة الجسد والكلام البشري. وبالمثل يستطيع البشر فهم مشاعر الآخرين استنادًا إلى البيانات نفسها وقد برمج ليوناردو وفقًا لقواعد نظرية المحاكاة مما يسمح له بإظهار ما يُشبه التعاطف. وبهذه الطرق يبدو التفاعل الاجتماعي مع ليوناردو أقرب إلى التفاعل البشري مما يزيد من احتمالية قدرة البشر على العمل مع الروبوت ضمن فريق.

### التعاون
يستطيع ليوناردو التعاون مع الإنسان لحل مشكلة مشتركة بقدر ما يسمح به جسده. وهو أكثر فعالية في العمل جنبًا إلى جنب مع الإنسان بفضل تقنية فهم العقل المدمجة في برمجته. ففي مهمة يطلب فيها شخص ما بسكويتًا وآخر مقرمشات من مكانين مغلقين ثم يقوم أحدهما بتبديل المكانين يستطيع ليوناردو مراقبة الشخص الأول وهو يحاول الوصول إلى المكان الذي يعتقد أن البسكويت موجود فيه ثم يفتح صندوقًا يحتوي على البسكويت مما يساعده على تحقيق هدفه. تتكامل جميع مهارات ليوناردو الاجتماعية لتمكينه من العمل جنبًا إلى جنب مع البشر. فعندما يطلب منه الإنسان القيام بمهمة ما يستطيع ليوناردو توضيح ما يعرفه وما لا يعرفه وما يستطيع فعله وما لا يستطيع. ومن خلال التواصل عبر تعابير الوجه والإيماءات وإدراك تعابير الوجه والإيماءات والكلام يستطيع الروبوت العمل كجزء من فريق.

## المساهمون

* الأستاذة سينثيا بريزيل
* ستان وينستون
* ليندسي ماكجوان (الرئيسة الفنية)
* ريتشارد لاندون (المسؤول التقني)
* فريق استوديوهات ستان وينستون
** جون داو
** تريفور هينسلي
** مات هايميلش
** السوسة
** كاثي ماكجوان
** مايكل أورنيليز
** إيمي ويتسل
** جو ريدر
** حامل الجرادي
** روب رامسديل
** جون تشيريفكا
** رودريك خاتشاتوريان
** كورت هيربل
** ريتش هوجن
** كيث ماربوري
** أنابيل تروكنز
* فرداد فريدي (رسام رسوم متحركة)
* طلاب الدراسات العليا
** مات برلين
** أندرو "زوز" بروكس
** جيسي غراي
** جاي هوفمان
** جيف ليبرمان
** أندريا لوكرد توماز
** دان ستيهل
* مات هانشر (خريج)
* هانز لي (خريج)

## انظر أيضاً

* كسمت (روبوت)
* بارو (روبوت)
* روبوت
* الروبوت الاجتماعي
* الروبوتات

## الفهرس

* "جلد حساس" للروبوتات المرافقة مزود بمستشعرات لدرجة الحرارة والقوة والمجال الكهربائي
* نهج "الأبجدية الجسدية" لعلاج "البشرة الحساسة"
* تحليل الإجراءات واستنتاج الأهداف باستخدام الذات كمحاكي 
* نهج الإدراك المجسد لمهارات قراءة الأفكار للروبوتات ذات الذكاء الاجتماعي
* نموذج حسابي مجسد للإشارة الاجتماعية
* تطبيق نهج "الأبجدية الجسدية" لاستنتاج التوجه والحركة والاتجاه في مجموعات من مقاومات استشعار القوة
* التعاون في فرق الإنسان والروبوت
* التعلم من الآخرين وعنهم: نحو استخدام المحاكاة لتعزيز الفهم الاجتماعي للآخرين بواسطة الروبوتات. 
* التعلم من المعلمين البشريين من خلال الاستكشاف الموجه اجتماعياً
* أخذ المنظور: مبدأ تنظيمي للتعلم في التفاعل بين الإنسان والروبوت 
* التعلم الآلي من خلال الاستكشاف الموجه اجتماعياً
* علم الروبوتات يلتقي بالعلوم الاجتماعية: نموذج مجسد للمرجعية الاجتماعية
* ألعاب الروبوت: ألعاب تفاعلية مع آلات اجتماعية
* الدعم المكاني لتعلم الروبوتات الاجتماعية
* التدريس والعمل مع الروبوتات كعمل تعاوني 
* الرفع الديناميكي لعملية التنمية
* التعليم والتعلم الروبوتي الموجه اجتماعياً
* فهم المعلم المتجسد: الإشارات غير اللفظية لتعلم الروبوتات الاجتماعية
* العمل التعاوني مع الروبوتات الشبيهة بالبشر

## المراجع

## الروابط الخارجية

* مجموعة الروبوتات الشخصية (الصفحة الرئيسية لشركة ليوناردو)
* محاضرة تيد: سينثيا بريزيل
* المتحولون الحقيقيون (مقال في صحيفة نيويورك تايمز)

تصنيف:حيوانات آلية