تحطيم الحواجز: كيف تُصنع الروبوتات الواقع الافتراضي مستقبل التعاون المهني السلس

صناعة الواقع الافتراضي (VR) تنمو بسرعة، حيث ما يقرب من واحد من كل خمسة من المستهلكين الأمريكيين استخدموا VR في عام 2020. لكن بينما تُعد قطاعات الألعاب والترفيه حاليًا أكبر محركات نمو VR عالميًا، فإن هذه التقنية الغامرة تشق طريقها أيضًا إلى مجالات أخرى من الحياة.

يعمل الباحثون في جامعة براون وجامعة كورنيل على توسيع استخدام VR في البيئات المهنية. يتضمن ذلك روبوت تيليبريزينس يستجيب تلقائيًا وفي الوقت الحقيقي لحركات وإيماءات المستخدم البعيد في الواقع الافتراضي.

لهذا، طوّر فريق البحث النظام الروبوتي المسمى VRoxy، وهو وكيل روبوتي لا يحتاج إلى وحدة تحكم ويُدار عبر الواقع الافتراضي، يمتلك القدرة على تمكين التعاون العملي بين الأشخاص الذين يعملون عن بُعد في مساحة صغيرة، مثل مكتب، مع زملاء يعملون في مساحة أكبر بكثير.

“الفائدة الكبيرة للواقع الافتراضي هي أننا يمكننا الاستفادة من جميع تقنيات الحركة التي يستخدمها الأشخاص في ألعاب الواقع الافتراضي، مثل الانتقال الفوري من موقع إلى آخر.”

– موسى ساكاشيتا، طالب دكتوراه في علوم المعلومات في جامعة كورنيل.

أضاف:

“تمكن هذه الوظيفة المستخدمين البعيدين من شغل مساحة مادية محدودة جدًا ولكن التعاون مع الزملاء في بيئة بعيدة أكبر بكثير.”

لذلك، أنشأ الفريق VRoxy، مبنيًا على روبوت مشابه من كورنيل يُدعى ReMotion، الذي يشغل مساحة مادية نيابةً عن المستخدم البعيد ويعكس حركات المستخدم في الوقت الحقيقي قبل نقل لغة الجسد الحيوية التي تُفقد عادةً في البيئات الافتراضية القياسية. كان وظيفة ReMotion محدودة بالسيناريوهات التي يمتلك فيها كلا المستخدمين—المحلي والبعيد—إعدادات عتادية متماثلة ومساحات عمل ذات حجم مماثل. ومع ذلك، تغلب VRoxy على هذا القيد.

ما يفعله برنامج VRoxy هو أنه يسمح للمستخدم في موقع بعيد بارتداء سماعة VR والنقل افتراضيًا إلى مساحة قد تكون مكتبًا أو مختبرًا أو أي إعداد آخر يعمل فيه زملاؤه فعليًا. في الموقع الفعلي، يُمثَّل المستخدم البعيد عبر روبوت، مما يتيح له التحرك في ذلك البيئة باستخدام حركات طبيعية، مثل المشي. بالإضافة إلى ذلك، يمكن للمستخدم البعيد التعاون مع الزملاء عبر إيماءات مثل الإشارة إلى الأشياء، وحركات الرأس مثل الإيماء بالرأس، وحتى تعابير الوجه عبر وكيل الروبوت.

على الرغم من أنه لا يزال في مراحله الأولية، يقول الباحثون إن البرنامج يمتلك بالفعل القدرة على معالجة بعض أكبر التحديات التي تواجه استخدام وكلاء الروبوت وبرمجيات الواقع المعزز (AR) للتعاون عن بُعد.

VRoxy: إحداث ثورة في التعاون عن بُعد 

تم تقديم الورقة “VRoxy: Wide-Area Collaboration From an Office Using a VR-Driven Robotic Proxy” في مؤتمر جمعية الحوسبة الآلية (ACM) لواجهة المستخدم والبرمجيات والتقنية (UIST) الذي عُقد في الفترة من 29 أكتوبر إلى 1 نوفمبر في سان فرانسيسكو. تُظهر الورقة البحثية كيف يمكن لـ VRoxy استيعاب ربط مواقع مادية متعددة إلى مساحة افتراضية موحدة. 

يوفر الواقع الافتراضي فرصة لإنشاء واجهات بديهية من خلال غمر المستخدمين في بيئة ثلاثية الأبعاد حيث يمكنهم مشاهدة والتفاعل مع الروبوتات في بيئات مشتركة أو عن بُعد، مما يسهل التفاعل. أظهرت واجهات الواقع الافتراضي أنها تساعد على تقليل زمن إكمال المهام، وزيادة أداء المشغل، وعادةً ما تُفضَّل على الواجهات التقليدية. ولكن على الرغم من أن الكثير من الأعمال التأسيسية قد أُنجِزت في واجهات الروبوتات بالواقع الافتراضي، لا يزال هناك الكثير من التطوير المطلوب لإنشاء واجهات تشغيل عن بُعد بالواقع الافتراضي.

“حاليًا، تتطلب الروبوتات التي تُتحكم بالحركة للتعاون أن تكون المساحة الفعلية مساوية للمساحة البعيدة، لكن هذا ليس الحال غالبًا،” قال براندون وودارد، طالب دكتوراه في جامعة براون وهو أيضًا باحث دراسات عليا في مجموعة الحوسبة البصرية وقد تدرب سابقًا في Nvidia (NVDA ) ، مختبر لينكولن التابع لمعهد ماساتشوستس للتقنية، مختبر الدفع الصاروخي التابع لناسا، وإنتل. وأشار أيضًا إلى أن الغرف لها أبعاد مختلفة، وهو ما يُظهر بسهولة حتى عند الاجتماع مع أشخاص عبر Zoom، برنامج الاتصال بالفيديو.

وفقًا للورقة، أظهرت الأبحاث الحديثة في وكلاء الروبوتات أنه يمكن إعادة إنتاج العديد من الإشارات غير اللفظية المهمة في التعاون المشترك تلقائيًا، لكنها غالبًا ما تتطلب إعدادًا متماثلًا للعتاد في كل موقع. كحل لهذا، قدم الفريق VRoxy، نظامًا صُمم لتمكين الوصول إلى المساحات البعيدة عبر روبوت، باستخدام سماعة VR في مساحة أصغر بكثير، مثل مكتب شخصي. هنا، قال الباحثون إن الاستجابة الفورية التلقائية للبرنامج هي المفتاح لكل من الزملاء البعيدين والمحليين.

يقوم VRoxy بربط أي حركات صغيرة يقوم بها المستخدم البعيد في مساحة VR بحركات أكبر للروبوت في الفضاء الفعلي، مما يسمح للمستخدم بالتنقل بسهولة في مساحات فعلية كبيرة. بهذه الطريقة، من خلال VRoxy، يمكن لمستخدم VR التنقل بسرعة في تمثيل منخفض الدقة للمساحة البعيدة. 

عند ارتداء سماعة VR، يحصل مستخدم VRoxy على وضعين للعرض. الأول هو وضع مباشر، يعرض صورة غامرة للمساحة التعاونية في الوقت الفعلي للتفاعل مع المتعاونين المحليين. والآخر هو وضع تنقلي يُظهر مسارات مُصوَّرة للغرفة، مما يسمح بحركة أسرع وأكثر سلاسة للمستخدمين البعيدين للـ “الانتقال الفوري” إلى المكان الذي يرغبون فيه مع الحد من دوار الحركة، حسب ما ذكر الباحثون. 

علاوة على ذلك، يعني أن النظام تلقائيًا أن الزملاء يمكنهم التركيز ببساطة على التعاون بدلاً من توجيه الروبوت يدويًا، حيث يستخدم تغذية كاميرا 360 لدعم التفاعلات في الوقت الفعلي. 

كما يسهل النظام أنماط التفاعل من خلال تمثيل التنقل الدقيق حول المساحات المشتركة على الوكيل. تم التقاط هذه الأنماط المتعددة للإشارات غير اللفظية، مثل دوران الرأس، وتعابير الوجه، وإيماءات الإشارة، ونظرة العين، من قبل مستخدم VR عبر Quest Pro، ثم تم تمثيلها عبر روبوت تيليبريزينس في الموقع البعيد. 

مع VRoxy، يمكن للمُتعاون التنقل والتعاون داخل بيئة بعيدة شاسعة من مساحة فعلية أصغر، وكذلك التبديل الفوري بين مساحات عمل منفصلة مادية، وفقًا للبحث. يُظهر ذلك أن VRoxy يمكنه التكيف مع وكلاء الروبوتات الثابتة والمتحركة باستخدام سماعة استهلاكية.

في الأعمال المستقبلية، يهدف ساكاشيتا، المؤلف الرئيسي للورقة، إلى تعزيز VRoxy بأذرع روبوتية للسماح للمستخدمين البعيدين بالتفاعل مع الأشياء المادية في الفضاء الحي عبر وكيل الروبوت. كما يتوقع أن يقوم VRoxy بإنشاء خريطة خاصة به للمساحة، مشابهًا لمكنسة Roomba، التي تستخدم أنواعًا مختلفة من المستشعرات للتنقل والتكيف مع بيئتها. حاليًا، يعتمد VRoxy على علامات السقف للتنقل داخل الغرفة، لكن دعم الخريطة في الوقت الفعلي قد يسمح بنشره في الفصول الدراسية، وفقًا لساكاشيتا.

هايونجو كيم ورويدونغ زانغ، كلاهما طالبا دكتوراه في مجال علوم المعلومات، إلى جانب فرانسوا غيمبريتير، أستاذ علوم المعلومات في كلية CIS بجامعة كورنيل وودارد، هم مؤلفو الورقة البحثية، التي تدعمها مؤسسة ناكاجيما ومؤسسة العلوم الوطنية.

التآزر المُطلق: التعاون بين الواقع الافتراضي والروبوتات

مفهوم الواقع الافتراضي موجود منذ زمن طويل، منذ الستينات. ومع ذلك، كان استخدامه في مجال الروبوتات محدودًا إلى حد ما. وهذا على الرغم من وجود تآزر كبير بين الواقع الافتراضي والروبوتات. 

يمكن استخدام الواقع الافتراضي في الروبوتات لتوفير تشغيل روبوتي غامر وإجراء دراسات تفاعل وتعاون بين الإنسان والروبوت، بينما تساعد الروبوتات في توفير تجارب واقع افتراضي أكثر غمرًا من خلال تقديم ردود فعل لمسية للمستخدمين.

إن نقص دمج الواقع الافتراضي في مجال الروبوتات يعود إلى حد كبير إلى عدم توفر أجهزة الواقع الافتراضي التجارية بأسعار معقولة، والتي شهدت تقدمًا كبيرًا في العقد الماضي. ومع ذلك، ارتفع دمج قوة الواقع الافتراضي والروبوتات لتفاعل الإنسان والروبوت وتعاونهم.

مع تزايد الاهتمام بالمزيد من الأتمتة باستخدام أنظمة قابلة لإعادة التكوين يمكن تعديلها وفقًا للاحتياجات المتغيرة، نشهد زيادة في استخدام الواقع الافتراضي في الروبوتات لجعل التواصل بين البشر والآلات أكثر نجاحًا.

تُستخدم هاتان التقنيتان حاليًا في تطبيقات متعددة لتعزيز أداء الروبوتات مع السماح للإنسان بالتحكم. على سبيل المثال، في الروبوتات الطبية، يتيح التدريب بالواقع الافتراضي للأطباء والجراحين فرصة التدريب في وضع شبه واقعي دون الحاجة إلى التعامل مع مرضى حقيقيين. يمكن أيضًا استخدام الواقع الافتراضي لتدريب الجنود على التعامل مع الطائرات بدون طيار والروبوتات العسكرية دون خطر إتلاف المعدات المكلفة وغير القابلة للاستبدال. تُستخدم أبحاث الواقع الافتراضي والروبوتات أيضًا لتحسين استكشاف الفضاء في بيئات معقدة. 

من خلال الاستفادة من الواقع الافتراضي والروبوتات، يمكن لـ VRoxy أيضًا إحداث تقدم كبير في التعاون عن بُعد والبيئات المهنية. من خلال تمكين المستخدمين الموجودين في مواقع مادية مختلفة من التعاون بسلاسة في مساحات مشتركة، يمكن أن يكون هذا البرنامج ذا قيمة حقيقية للفرق البعيدة التي تعمل على مشاريع تتطلب تنسيقًا واتصالًا وثيقًا.

الواقع الافتراضي والروبوتات تقنيات مفيدة للتدريب بمفردها، لكن دمجهما يسمح للتعليم في جميع المجالات بأن يصبح أكثر بديهية وغمرًا. كما تساعد على تدريب الروبوتات نفسها لتصبح أكثر ذكاءً.

بالإضافة إلى استخدامها لأغراض التدريب وتوفير المساعدة والدعم عن بُعد، يمكن لـ VRoxy أيضًا أن يجد تطبيقه في الحالات التي تكون فيها المساحة المادية محدودة، وكذلك في التعليم عن بُعد، من خلال توفير تجارب غامرة للطلاب في إعدادات فعلية. يمكنه أيضًا تسهيل الزيارات الافتراضية للمواقع، مما يتيح لأصحاب المصلحة استكشاف المساحات الفعلية عن بُعد واتخاذ قرارات مستنيرة.

الشركات التي تستفيد من قوة الواقع الافتراضي والروبوتات 

نظرًا لإمكانات الجمع بين الواقع الافتراضي والروبوتات، تقوم عدة شركات بالبحث والعمل على استغلال هذه التقنيات، لذا دعونا نلقي نظرة على بعض أبرزها:

1. Cambrian Intelligence

تركز على تطوير وتطبيق خوارزميات الذكاء الآلي. Cambrian Intelligence تقوم بإنشاء واجهات تشغيل عن بُعد للتحكم بحدس في الروبوتات عن بُعد باستخدام حركات اليد والذراع عبر تقنيات الألعاب مثل الواقع الافتراضي، والتتبع، واللمس.

اعتبارًا من 21 سبتمبر 2023، جمعت Cambrian Intelligence ما مجموعه 3,793,919 دولار عبر جولات تمويل مختلفة، بما في ذلك جولة غير معروفة، واستثمار ما قبل البذرة، ومنحة من EASME – الوكالة التنفيذية للاتحاد الأوروبي للمؤسسات الصغيرة والمتوسطة، ومبلغ غير معلن من ff Venture Capital.

2. Intel 

إحدى أكبر الشركات المصنعة لأشباه الموصلات في العالم، إنتل هي اللاعب الرئيسي في تطوير التقنيات المتعلقة بالروبوتات والواقع الافتراضي، حيث توفر تقنيات لكلا المجالين. في وقت سابق من هذا العام، قدمت إنتل MiDaS 3.1 للرؤية الحاسوبية كحل لتحدي تقدير العمق في إنشاء مجموعة واسعة من التطبيقات في الروبوتات، والواقع المعزز، والواقع الافتراضي.

INTC مخطط السعر

حاليًا، يتم تداول أسهم إنتل (INTC) عند 38.73 دولار، بارتفاع 46.69٪ هذا العام، وتدفع الشركة عائد توزيعات بنسبة 1.29٪. في الربع الثالث من عام 2023، سجلت إيرادات قدرها 14.2 مليار دولار، بانخفاض 8٪ مقارنة بالعام السابق، وربحية السهم (EPS) بلغت 0.07 دولار.

“حققنا ربعًا ثالثًا مميزًا، مدعومًا بتقدم شامل في خرائط عملياتنا ومنتجاتنا، واتفاقيات مع عملاء مصانع جديدة، وزخم بينما ننشر الذكاء الاصطناعي في كل مكان،” قال بات جيلسنجر، الرئيس التنفيذي لإنتل.

3. Vicarious Surgical

تقود هذه الشركة فريقًا من التقنيين والأطباء لتطبيق أحدث الابتكارات في الروبوتات والواقع الافتراضي على الإجراءات الجراحية. لتوفير نتائج أفضل للمرضى وتقليل المخاطر أو التدخل عند إجراء عمليات البطن، تستخدم Vicarious Surgical عربة مريض مزودة بذراعين روبوتيين مع رؤية تمكين الكاميرا وحركة استثنائية إلى جانب وحدة تحكم الجراح لتوجيه الروبوت، يمكن التحكم فيها عبر شاشة ثلاثية الأبعاد، أو سماعة واقع افتراضي، والبرمجيات المملوكة.

RBOT مخطط السعر

في الربع الثاني من عام 2023، أبلغت Vicarious Surgical عن 82.8 مليون دولار في النقد وما يعادله والاستثمارات قصيرة الأجل. خلال هذه الفترة، حصلت الشركة على وضوح بشأن المسار السريري والتنظيمي مع توقع إكمال أول إجراء للفتق البطني في مريض في منتصف 2024. كما وقعت اتفاقية مع نظام مستشفى أمريكي رابع كبير، مما رفع إجمالي شركائها من المستشفيات إلى أكثر من 250. في الوقت نفسه، يتم تداول أسهم Vicarious Surgical (RBOT) حاليًا عند 0.4263 دولار، مع نسبة السعر إلى الأرباح (TTM) تبلغ -0.68 وربحية السهم (TTM) تبلغ -0.63.

أفكار ختامية

على الرغم من كونها تقنية حديثة نسبيًا، فإن تبني الواقع الافتراضي انتشر على نطاق واسع بين الشركات والمؤسسات وحتى الحكومات مع وضوح إمكاناته مع كل تطور جديد. لا يكتسب الواقع الافتراضي زخمًا كبيرًا فقط في الألعاب والرياضة والرعاية الصحية والتعليم والعقارات والتصنيع والتسويق والسيارات والدفاع، بل يغيّر أيضًا صناعة الروبوتات بطرق كبيرة. 

إن دمج الواقع الافتراضي والروبوتات يمتلك القدرة على إنقاذ الأرواح ودفع حدود الاستكشاف. على الرغم من أنه لا يزال في مرحلة التطوير، مع عوامل مثل التمويل، والتحديات التقنية، والاعتبارات التنظيمية التي تؤثر على هذا النمو، نرى باستمرار العلماء والمهندسين يحققون اختراقات في هذه التقنيات.

نظرًا للتقدم في الواقع الافتراضي والروبوتات، يمكننا توقع رؤية تطبيق أنظمة مثل VRoxy في صناعات محددة خلال السنوات الخمس إلى العشر القادمة، مع تبني أوسع سيستغرق وقتًا أطول مع نضوج التقنية وتصبح أكثر سهولة.

انقر هنا للحصول على قائمة بأفضل 10 أسهم للواقع المعزز (AR) والواقع الافتراضي (VR).