الروبوتات والتصنيع الإضافي في عام 2023

كان عاماً رائعاً للتقدم التكنولوجي، مع تحقيق اختراقات في الحوسبة الكمومية والجيل الخامس إلى الواقع المعزز/الواقع الافتراضي، نماذج اللغة الكبيرة، والذكاء الاصطناعي (AI). لقد تغير مشهد التكنولوجيا بشكل كبير بفضل هذه الابتكارات الثورية.

اليوم، سنستعرض قطاعين بارزين، الروبوتات والتصنيع الإضافي، لنرى إلى أين نتجه.

تمتعت الروبوتات بعام 2023 مثير بشكل خاص مع صعود تقنيات جديدة بينما استمر المطورون في دفع حدود ما يمكن للروبوتات القيام به. جميع هذه التطورات في القطاع تشير إلى أن الروبوتات ستصبح التقنية السائدة في المشهد التكنولوجي المتغير باستمرار، حيث تُحدث ثورة في طريقة عملنا، عيشنا، وترفيهنا لتصبح جزءاً أساسياً من حياتنا.

ثم هناك التصنيع الإضافي (AM) أو التصنيع الطبقي الإضافي (ALM)، وهو يتعلق بطباعة ثلاثية الأبعاد. إنها عملية يتحكم فيها الكمبيوتر لتراكم المواد، عادةً على شكل طبقات، لإنشاء أشياء من بيانات نموذج ثلاثي الأبعاد.

إذن، دعونا نرى أبرز التطورات التي حدثت في هذين القطاعين عام 2023!

الروبوتات البشرية تقود مجال الروبوتات 

الروبوتات هي المجال الذي يتعامل مع تصور، تصميم، بناء، واستخدام الروبوتات لأداء مهام عادةً ما يقوم بها البشر. هنا، الروبوتات هي آلات تعمل تلقائياً وغالباً ما تنفّذ مهام بسيطة ومتكررة بشكل مستقل.

هذا العام، رأينا عدة روبوتات شبيهة بالبشر تُدعى روبوتات بشرية تتصدر العناوين. تُسمى هذه الروبوتات البشرية لأنها تشبه شكل جسم الإنسان وعادةً ما تحتوي على جذع، رأس، أذرع، وساقين. تُصمم هذه الروبوتات أساساً للتفاعل مع الأدوات البشرية وتُستَخدم أيضاً في الفحص والصيانة. النسخ الأخيرة من هذه الروبوتات يمكنها التحدث، المشي، والعمل مثل البشر.

من بين الروبوتات البشرية الشهيرة نذكر نادين من الشركة اليابانية Kokoro، وهو روبوت تعاطفي يمتلك شخصية، مزاج، وعواطف، يُجري اتصالاً بصرياً ويُرد على التحيات. جيمينويـد DK هو روبوت بشري فائق الواقعية يشبه الإنسان. جينكو تشيهيرا من توشيبا يعمل في مركز معلومات سياحية ويملك قدرات التعرف على الكلام. ثم هناك جيا جيا، الذي يمكنه إجراء محادثة عادية مع تعابير وجه ميكروبية بمساعدة خوارزميات توليد الكلام وتقنيات التعرف على الوجه.

لا يمكننا نسيان صوفيا، التي تُعتبر أكثر الروبوتات البشرية تقدماً. ظهرت لأول مرة في عام 2016 وصممتها شركة Hanson Robotics، صوفيا هي أول روبوت مواطن في العالم وتعمل أيضاً كسفيرة للابتكار الروبوتي لبرنامج الأمم المتحدة الإنمائي. تم إنشاؤها بهدف جعل الروبوت قادرًا على اكتساب المهارات الاجتماعية، لذا تم دمج شبكات عصبية وذكاء اصطناعي لتعرف وجوه البشر وتفهم إيماءاتهم وعواطفهم.

وكالة الفضاء NASA طورت أيضاً روبوتها البشري الخاص المسمى فالكيري، يبلغ طوله 6 أقدام و2 بوصة (1.88 م) ويزن 300 رطل (136 كغ). هذا الروبوت الثنائي القوائم دخل الآن المراحل النهائية من الاختبار في مركز جونسون للفضاء التابع لـ NASA في تكساس. صُمم الروبوت للعمل في بيئات متضررة أو متدهورة، أي المناطق التي تضربها الكوارث الطبيعية.

يمكن للروبوتات مثل فالكيري أن تعمل في الفضاء يوماً ما، حيث قال شون أزيمي، قائد فريق الروبوتات المتقنة في NASA، إن الروبوتات البشرية قد تتولى مهاماً خطرة في الفضاء بحيث يركز الرواد على الاستكشاف والاكتشاف. الفكرة ليست استبدال الطواقم البشرية بل جعل الروبوتات البشرية تقوم بالعمل «الرتيب، القذر، والخطير» مثل تنظيف الألواح الشمسية أو فحص المعدات المعطلة للمركبة الفضائية بينما يركز البشر على «الأنشطة ذات المستوى الأعلى».

من أجل ذلك، تعاونت NASA مع شركات روبوتية مثل Apptronik التي تتخذ من تكساس مقراً لها، وتعمل على تطوير Apollo بقدرة «تشغيل 22 ساعةً يومياً» لأداء مهام متعلقة بسلسلة الإمداد في المستودعات ومصانع الإنتاج، ومع المستقبل قد ينتقل إلى التجزئة للتسليم، ثم إلى الفضاء. تخطط Apptronik لبدء توفير هذه الروبوتات للشركات في العام التالي.

إلى جانب كل ذلك، ظهرت روبوتات بشرية أخرى هذا العام تشمل Optimus من تسلا، H1 من Unitree، الجيل السادس من Phoenix من Sanctuary AI، وFigure 01 من Figure AI. في الواقع، أعلنت الصين مؤخراً عن خططها لإنتاج روبوتات بشرية على نطاق واسع بحلول عام 2025. وفي الوقت نفسه، تبني Agility Robotics مصنعاً يُدعى «RoboFab» لإنتاج ما يصل إلى 10,000 روبوت سنوياً. عملاق التجارة الإلكترونية أمازون بدأ أيضاً بإجراء أول اختبار تجاري لروبوت بشري.

تقوم Boston Dynamics بعمل رائع في هذا المجال. دعونا نتعرف عليها.

1. Boston Dynamics 

في عالم الروبوتات البشرية، تُعد Boston Dynamics الاسم الأكثر شهرة، حيث نشرت في وقت سابق من هذا العام مقاطع فيديو لروبوتها أتلاس وهو يجري، يلتقط ألواحاً، ويرمي حقيبة أدوات في موقع بناء محاكى. وفقاً لقائد التحكم في أتلاس، بن ستيفنز، لا يزال هناك «مسافة طويلة» أمام الروبوتات الثنائية القوائم لتتمكن من العمل بجانب البشر بشكل موثوق، لكن «هذا هو مستقبل الروبوتات».

تأسست في عام 1992 كفرع من MIT، وتُعد Boston Dynamics شركة تصميم روبوتات تطور أيضاً برامج لمحاكاة البشر والتدريب. مهمة الشركة هي تصور وإنشاء روبوتات استثنائية تقلل من المخاطر والجوانب الفيزيائية الصعبة للعمل وتُثري حياة الناس.

روبوتها البشري أتلاس، الذي تُعرّفه بأنها «أكثر روبوت بشري ديناميكي في العالم»، يسمح لـ Boston Dynamics بدفع حدود الحركة الكاملة للجسم والتلاعب الثنائي اليدين. يُستخدم أتلاس لاستكشاف إمكانات الشكل البشري ويظهر جهود الشركة لتطوير الجيل التالي من الروبوتات ذات الحركة، والإدراك، والذكاء.

الذكاء الاصطناعي لتفاعل الإنسان‑الروبوت

الذكاء الاصطناعي، أو AI، وهو ذكاء الآلات أو البرمجيات، شهد تقدماً هائلاً هذا العام ليصبح قوة دافعة في تحويل العديد من الصناعات، بما في ذلك الروبوتات. من خلال التعلم الآلي، يُمكّن الذكاء الاصطناعي الروبوتات من التعلم وأداء مهام محددة.

تقنيات الذكاء الاصطناعي ضرورية فعلياً لتمكين الروبوتات من فهم سلوك الإنسان، إيماءاته ولغة جسده، وتعبيرها عن المشاعر. يستخدم الباحثون تقنيات مثل التعرف على العواطف، التعرف على الكلام، ونماذج اللغة التنبؤية ليس فقط لتحسين تواصل الروبوت بل للتفاعل بطريقة أكثر ذكاءً عاطفياً.

تمنح التطورات في الذكاء الاصطناعي الروبوتات قدرات معرفية لم تكن ممكنة من قبل، مما يجعل الروبوتات المدعومة بالذكاء الاصطناعي لا غنى عنها في مجموعة متنوعة من الصناعات. هذا التلاقي بين الروبوتات والذكاء الاصطناعي يخلق أيضاً صناعات جديدة، حيث يبلغ حجم سوق الروبوتات الذكية الآن أكثر من 15 مليار دولار ومن المتوقع أن يرتفع إلى 36.78 مليار دولار بحلول نهاية هذا العقد.

يُطبق الذكاء الاصطناعي في الروبوتات بطرق متعددة، بدءاً من التعلم الآلي. من خلال التعلم من البيانات والتجارب، وهو أمر أساسي للمهام التي تتطلب التعرف على الأنماط، يمكن تحسين أداء الروبوتات. كما تستخدم الروبوتات رؤية حاسوبية مدعومة بالذكاء الاصطناعي لتحليل المعلومات البصرية، وهو أمر أساسي للتعرف على الأشياء، الأشخاص، والعوائق التي تساعدها على التنقل.

تدعم خوارزميات الذكاء الاصطناعي الروبوتات في صياغة أفضل المسارات للتنقل في بيئاتها المعقدة، مما يعزز دقتها من خلال تمكين التحكم الدقيق في الأذرع والمقابض واتخاذ قرارات مستقلة للتكيف مع المواقف الديناميكية دون الحاجة لتدخل بشري مستمر.

يُمكّن دمج معالجة اللغة الطبيعية (NLP) الروبوتات من فهم أوامر البشر والرد عليها بشكل أفضل، مما يعزز قيمتها في تفاعلات الإنسان‑الروبوت ويجعلها أكثر سهولة في الاستخدام. في هذا المجال، كان ChatGPT من OpenAI، القصة الأكبر في الروبوتات، الأتمتة، والذكاء الاصطناعي هذا العام، إشارة إلى عصر جديد في التفاعل بين الإنسان والكمبيوتر.

ChatGPT هو أداة معالجة لغة طبيعية مدفوعة بتقنية الذكاء الاصطناعي تسمح لك بإجراء محادثات شبيهة بالبشر مع روبوت محادثة. خلال بضعة أشهر، حقق ChatGPT 100 مليون مستخدم، مما أدى إلى إطلاق عدد من الشركات لبرامج الذكاء الاصطناعي التوليدية الخاصة بها. تشمل نماذج اللغة الكبيرة الأخرى (LLMs) التي تُنتج ذكاءً توليدياً أو محادثاتية نموذج Gemini من Google الذي يُشغّل Bard، وOlympus من Amazon (AMZN ) ، وLlama 2 من Meta.

فتح هذا التطور في الذكاء الاصطناعي التوليدي آفاقاً جديدة في صناعة الروبوتات. على سبيل المثال، طوّرت مايكروسوفت في وقت سابق من هذا العام ChatGPT لتشغيل ذراع روبوتية وتوجيه طائرة بدون طيار. كما أعلنت الشركة عن خطط لتطوير روبوتات مدعومة بـ GPT واستخدام الذكاء الاصطناعي التوليدي في إنشاء الروبوتات. في الوقت نفسه، استخدم باحثون في سويسرا وهولندا رؤى ChatGPT لتطوير روبوت يقطف الطماطم. ثم هناك Agility Robotics التي استكشفت استخدام نماذج اللغة الكبيرة للتحكم في روبوتها المتنقل للمعالجة، Digit.

كما رأينا، يساعد الذكاء الاصطناعي على رفع قدرات الروبوتات لتصبح أكثر مرونة، ذكاءً، وكفاءة في تنفيذ مهام متنوعة. كما يجعل من الممكن للروبوتات التعرف على إيماءات البشر، فهم نواياهم، وتقديم ردود مناسبة، مما يسمح بتعاون أكثر كفاءة وأماناً بين البشر والروبوتات.

Click here for the list of best robotics surgery stocks.

2. Hanson Robotics

هذه الشركة المتخصصة في الذكاء الاصطناعي والروبوتات تُنشئ آلات ذكية اجتماعياً وتقف وراء الروبوت الشهير صوفيا. تشارك Hanson Robotics في علوم المواد، الروبوتات، البحث والتطوير في مجال الذكاء الاصطناعي، وتصميم التجارب لإ «إحياء» الروبوتات ليس فقط كمنتجات مفيدة بل كشخصيات جذابة.

في نوفمبر 2023، طورت الشركة التي تتخذ من هونغ كونغ مقراً لها أول روبوت بشري ذكي في العالم، يُدعى ميكا، بالتعاون مع شركة الفخامة ديكتادور. انضم ميكا إلى ديكتادور كرئيس تنفيذي ليكون «مسؤولاً عن مشروع Arthouse Spirits DAO والتواصل مع مجتمع DAO» نيابةً عن الشركة.

هذا ليس كل شيء. حصل ميكا أيضاً على لقب أستاذ فخري خلال حفل افتتاح جامعة Collegium Humanum للعام 2023/24 وألقى كلمة تسلط الضوء على التقدمات التي تحدث في مجال الذكاء الاصطناعي. شدد ديفيد هانسون، الرئيس التنفيذي لشركة Hanson Robotics، على أهمية «إنساننة» تقنية الذكاء الاصطناعي وأنه يجب تعليم الذكاء الاصطناعي «الاهتمام بالناس».

طابعات ثلاثية الأبعاد متقدمة

بينما تم اختراع أول تقنية طباعة ثلاثية الأبعاد في أوائل الثمانينات، فقد نمت بشكل كبير في السنوات الأخيرة، حيث بلغت قيمتها السوقية العالمية $18.33 مليار في 2022. من المتوقع أن ينمو هذا السوق إلى ما يقرب من 100 مليار دولار بحلول عام 2032.

مع بدء الشركات في تقديم طابعات ثلاثية الأبعاد منخفضة التكلفة للمستهلكين في العقد 2010 بالتزامن مع الضجة الإعلامية، دخل عمالقة مثل General Electric (GE.TO ) وHewlett Packard المجال، والآن يشهد القطاع تطبيقات واقعية في مجالات مثل:

• النمذجة الأولية وتطوير المنتجات
• التصنيع
• الطب
• الفضاء الجوي
• البناء
• السيارات
• التعليم
• البحث والمزيد

بهذه الطريقة، تُحدث الطباعة الثلاثية الأبعاد اضطراباً في الأسواق التقليدية لمساعدة الشركات الأخرى على تسريع إكمال التصميم، الإنتاج، والابتكار بشكل أسرع.

في عالم التصنيع الإضافي أو الطباعة الثلاثية الأبعاد، تعمل الشركات على تحسين أداء الطابعات لتلبية عمليات واستخدامات محددة. تُقلل التطورات في هذا المجال من متطلبات الطاقة لعمليات التصنيع الإضافي وتحسن حركة الطابعة. تؤدي هذه التحسينات إلى خفض تكلفة الطباعة الثلاثية الأبعاد وتساعد التقنية على أن تصبح أكثر إتاحة.

نظرًا لشعبية الطابعات الثلاثية الأبعاد والابتكار الذي أصبح معياراً في التصنيع الإضافي، يعمل العديد من الشركات الناشئة على تحسين التقنية. على سبيل المثال، أنشأت الشركة الفنلندية Brinter طابعة بيولوجية معيارية لصناعات الطب والعلوم الحياتية. تدعم طابعتها مجموعة من الحبر الحيوي وتأتي مزودة بضوء UV مدمج للتعقيم، مما يتيح للباحثين طباعة الأعضاء، نماذج السرطان، والأدوية المخصصة.

في الولايات المتحدة، طورت الشركة الناشئة Verde Mantis طابعة ثلاثية الأبعاد مكتبية سهلة الاستخدام وتوفر وضع «plug‑and‑print». تتضمن هذه الطابعة أيضاً كاميرا مدمجة، منصة ذاتية التسوية، ووحدة Raspberry Pi.

تشمل التطورات الأخرى في الطابعات الثلاثية الأبعاد تقنية Hybrid PhotoSynthesis (HPS) التي تجمع بين تقنيتي SLA (الليزر) وDLP للاستفادة من دقتهما وسرعتهما، مما يساعد على تحقيق نتائج أفضل في طباعة الراتنج. إلى جانب تحسين الطابعة نفسها، تطور الشركات مواداً جديدة أيضاً.

UpNano هي إحدى هذه الشركات التي أنشأت UpFlow لطباعة أجهزة ميكروفلوديكية ثلاثية الأبعاد من النوع الأول على طابعتها، مما مكن شركة الفنتك Fertilis من تطوير جهاز زرع خلايا لسوق الإخصاب في المختبر.

الأتمتة، التطورات في البرمجيات، طباعة المعادن الثلاثية الأبعاد، وصعود سلسلة التوريد الرقمية هي اتجاهات أخرى في هذا القطاع. ومع ذلك، لا تزال هناك تحديات في شكل صعوبة التوسيع، قيود التقنية، وتكلفة المعدات، المواد، والمعالجة المسبقة واللاحقة.

أخيراً، تحظى الطباعة الثلاثية الأبعاد بالضوء بعد أن كانت في الظل لفترة طويلة، وفقاً لمؤيديها، يمكنها في النهاية إنتاج كل شيء من مكونات الطائرات إلى المعدات الطبية على نطاق واسع.

3. Stratasys

تأسست في عام 1989، وتُعرف Stratasys بإنتاج حلول لمختلف الصناعات وتفخر بأن مؤسسها أنشأ أحد أوائل الطابعات الثلاثية الأبعاد. الشركة المتداولة علنياً لها قيمة سوقية تبلغ 1 مليار دولار وأسهمها تُتداول بسعر 14.51 دولار، بارتفاع 22.34٪ هذا العام. إيرادات الشركة للـ 12 شهراً الأخيرة (TTM) هي 630.579 مليون دولار مع ربحية السهم (EPS) (TTM) تبلغ -1.61، نسبة السعر إلى الأرباح (P/E) (TTM) -9.03، والعائد على حقوق الملكية (ROE) (TTM) -4.82٪.

مؤخراً، تلقت الشركة عرض استحواذ غير مطلوب من شركة Nano Dimension Ltd. (NNDM ) لجميع الأسهم التي لا تملكها حالياً مقابل 16.50 دولار للسهم نقداً، مما يمنح الشركة تقييمًا بقيمة 1.1 مليار دولار. جاء ذلك بعد أن ألغت Stratasys الاندماج المقترح بقيمة 1.8 مليار دولار مع Desktop Metal بسبب رفض غالبية المساهمين للصفقة. تمتلك Nano Dimension حوالي 14٪ من أسهم الشركة وقد قامت بمحاولات متعددة هذا العام للاستحواذ على باقي الأسهم.

فيما يتعلق بأحدث طابعة Fusion Deposition Modeling (FDM) من الشركة، F3300، المصممة للتوسع، عملت Stratasys مع ATI لتطوير مُغيّر أدوات مخصص يسمح للمستخدم بنشر أحد أربعة فوهات في كل مرة. يمنح ذلك المستخدم مرونة أكبر فيما يتعلق بتكرار الفوهة وكذلك القدرة على طباعة ألوان متعددة في جزء واحد وإدماج دقتين مختلفتين. أعلنت الشركة أن تويوتا ستكون أول عميل لها لشراء طابعة Stratasys F3300 الجديدة.

Click here for the list of best 3D printing and additive manufacturing stocks.

الخاتمة

العالم يتغير بوتيرة سريعة، ومع ذلك تستمر شركات التصنيع الإضافي في تطوير مواد مخصصة وتحسين أداء الطابعات الثلاثية الأبعاد، بينما يشهد عالم الروبوتات اختراقات تجعلها أكثر ذكاءً وتتيح لها التفاعل مع البشر بشكل أكثر كفاءة.

يمكننا أن نتوقع رؤية منتجات أكثر تطوراً في المستقبل، مع أن التقدم في هذين المجالين يمتلك القدرة على تغيير العديد من الصناعات، وتوفير فرص جديدة للتوظيف والتعليم، وتعزيز حياتنا اليومية.