סימון ביילס דוחפת את גבולות האנושות בתרגילי התעמלות מרשימים, אך האם מכונות מתוחכמות יצליחו לשחזר את ביצועיה ולהתמודד במגרש האולימפי? מבט על היתרונות והחסרונות של הרובוטים מול הגוף האנושי
מאת טל סוקולוב, אתר מכון דוידסון, הזרוע החינוכית של מכון ויצמן למדע
סימון ביילס (Biles) היא המתעמלת הבולטת ביותר במשחקים האולימפיים בעשור האחרון. היא ידועה מעל הכול בזכות התרגילים המסובכים במיוחד שהיא מבצעת, שחלקם אף נקראים על שמה. ביילס מצליחה לדחוף עד לקצה את גבולות היכולת האנושית, בין השאר בזכות איזון מוצלח של הנתונים הפיזיים שלה. היא נמוכה וקלה (גובהה 1.42 מטר בלבד) וגם שרירית וחזקה. היחס הקיצוני בין ממדי הגוף הקטנים שלה לבין הכוח הרב שהיא מסוגלת לגייס לתנועה מאפשר לה לבצע תרגילים מורכבים במיוחד.
ביילס מצליחה לדחוף עד לקצה את גבולות היכולת האנושית. סימון ביילס במשחקים האולימפיים בריו, 2016 | Shutterstock, Leonard Zhukovsky
התעמלות אוטומטית
רובוטים הם מכונות שבנויות מרכיבים אלקטרוניים ומכניים, ומבצעות פעולות באופן עצמאי. הם נועדו לבצע פעולות ספציפיות שיועילו לבני האדם, החל ברובוטים שואבי אבק וכלה במכוניות אוטונומיות שנוסעות מעצמן ללא התערבות אנושית. לכל רובוט יש מבנה ועיצוב משלו, שמאפשרים לו לבצע את משימתו. יש גם רובוטים שמזכירים בצורתם את מבנה הגוף האנושי (Humanoids), או שעוצבו בהשראת חיות מסוימות, ויש ביניהם רובוטים שמחקים את צורת התנועה של בעלי חיים, כמו הליכה, ריצה או קפיצה.
תרגילי ההתעמלות של ביילס מחייבים שליטה מושלמת בכל מרכיביהם: ניתור גבוה וממושך, סיבובים באוויר במגוון צירי תנועה – למשל סביב הגוף כמו בורג או לאורך הגוף כמו סלטה לפנים או לאחור – ולסיום נחיתה יציבה על הקרקע. עבור רובוט, כל אחת מהפעולות הללו דורשת אוסף אחר של חלקים מכניים ומנועים מתאימים. כיום קיימים רובוטים שמצליחים לבצע פעולות נפרדות הנחוצות לתרגיל, למשל רובוטים שקופצים גבוה, רובוטים שיודעים להסתובב באוויר אם מקפיצים אותם ותופסים אותם לפני שיתרסקו, ורובוטים שמסוגלים לנחות באופן יציב מקפיצה נמוכה.
אחד הגורמים שמקשים לשלב את כל היכולות האלו ברובוט יחיד הוא שריבוי החלקים והמנועים הנחוצים לכל חלקי התרגיל יוצר רובוט כבד מאוד ומורכב במיוחד. עקב משקלו הרב, הרובוט גם מגושם מאוד וצורך יותר אנרגיה. כלומר, השלם מורכב וכבד מסך חלקיו.
היתרון האנושי
השרירים האנושיים מותאמים לביצוע תנועות כאלה הרבה יותר טוב ממנועים מכניים. השרירים מאפשרים טווח רחב של תנועות ומסוגלים להמיר אנרגיה לתנועה במהירות רבה שמאפשרת לנו לקפוץ ולרוץ. בנוסף, השרירים האנושיים עמידים מאוד לזעזועים, תכונה חשובה לייצוב הנחיתה וגם להחלמה מפציעות. בעוד גוף מחלים בקלות ובמהירות מפציעות קלות, ובמקרים רבים משתקם היטב אפילו מפגיעות חמורות יותר, רובוט שחלקיו לא יעמדו במשימה ויישברו יזדקק לחלפים ולתיקונים.
פעולות פיזיות מורכבות, כגון נחיתה יציבה, דורשות קואורדינציה טובה – סנכרון מהיר ומדויק בין אמצעי החישה לבין יחידות הפעולה. חוש הראייה האנושי ותחושת הכיוון שלנו מאפשרים למתעמלות ומתעמלים אנושיים להתאים את תנוחותיהם בתוך שברירי שנייה בעודם בתנועה ובצורה מדויקת ביותר. לעומת זאת, אצל רובוטים רכיבי חישוב מקבלים מידע מחיישנים על סביבתם ועל מצב גופם, וצריכים בהתאם לקבל החלטות על שינוי בתנועת המנועים. איכותם של אותם חיישנים מלאכותיים נמוכה יותר, וחישוב תיקוני התנועה בזמן אמת אצל רובוטים הוא עדיין אתגר הנדסי.
מדענים מנסים לפתח מנועים מכניים בהשראת חיות ובני אדם, במטרה לגייס את היעילות של עולם הטבע כדי לאפשר טווח תנועות שמדמה את עולם החי. סביר להניח שפיתוחים טכנולוגיים ישתכללו, מנועים וחומרי שלדה יהפכו קלים יותר, עד שבסופו של דבר הטכנולוגיה תאפשר לבצע תנועות מורכבות כמו אלו של ביילס, ביעילות שאפילו עולה על זאת של בני אדם. מי יודע, אולי בשלב הזה יתווסף מקצה מיוחד באולימפיאדה לחברינו המכניים.
עוד בנושא באתר הידען:
