فضاء
روبوتات رباعية الأرجل تستعد لاستكشاف المريخ بشكل مستقل
قد يستفيد استكشاف الفضاء يوماً ما من رواد فضاء يعيشون بشكل دائم خارج كوكب الأرض، كما يتصوره مهمات أرتميس إلى القمرأو من قبل إيلون ماسك لصالح شركة مارس.
ومع ذلك، حتى مع وجود البشر، سيتم إنجاز الكثير من العمل المطلوب في الفضاء بواسطة الروبوتات، إن لم يكن لأي سبب آخر، لأنها أسهل بكثير في الاستبدال من رواد الفضاء البشريين وأقل عرضة بكثير للهواء السام أو الفراغ أو الإشعاع أو درجات الحرارة القاسية وما إلى ذلك.
من الناحية المثالية، ينبغي أن تكون معظم المركبات الجوالة والروبوتات قادرة على التعامل مع نفسها في المهام البسيطة، مع تدخل البشر على الأرض أو في الموقع فقط لمساعدتها في حل مشاكل محددة أو تحديد مهامها اليومية.
مع التطور السريع للذكاء الاصطناعي، بما في ذلك الذكاء الاصطناعي المادي، وهو مفهوم تتبناه الآن شركة NVIDIA الرائدة في مجال الذكاء الاصطناعيقد تكون هذه الرؤية الخيالية العلمية واقعاً بالفعل.
أما بالنسبة للمهام الأبعد، مثل تلك التي تجرى على أقمار كوكب المشتري، فإن التأخير الزمني في الاتصال، والذي يصل إلى ساعة واحدة، يجعل أي تحكم مباشر أكثر صعوبة، مما يجعل أي قرار مستقل تتخذه المجسات ذا قيمة إضافية.
صُممت المركبات الجوالة لتحقيق كفاءة الطاقة والسلامة، وللتحرك ببطء عبر التضاريس الخطرة. ونتيجة لذلك، يقتصر الاستكشاف عادةً على جزء صغير فقط من موقع الهبوط، حيث تقطع المركبات الجوالة عادةً بضع مئات من الأمتار يوميًا، مما يجعل من الصعب جمع بيانات متنوعة جيولوجيًا.
تتمثل الخطوة التالية في منح روبوتات استكشاف الفضاء قدرة أكبر على الحركة بحرية. ففي نهاية المطاف، قد تكون العجلات والمسارات أكثر موثوقية، لكن ليس الأمر كما لو أن الطرق تنتظرها على سطح القمر والمريخ.
ونتيجة لذلك، ركزت معظم مهمات الاستكشاف الروبوتية حتى الآن على مناطق مسطحة نسبياً وسهلة التنقل. لكن هذه المناطق قد لا تكون الأنسب لاستعمار الفضاء في المستقبل.
فعلى سبيل المثال، قد تُشكّل أنابيب الحمم البركانية ملاجئ مثالية جاهزة الصنع لرواد الفضاء في المستقبل، لكننا لم نستكشف أيًا منها بشكل صحيح. على الرغم من أنه يجري التخطيط لاستكشاف أنابيب الحمم البركانية باستخدام الذكاء الاصطناعيومن المرجح أن يتم العثور على معظم الموارد في الفوهات العميقة (المياه) أو المناطق الجبلية (المعادن والرواسب المعدنية الأخرى).
"على سطح القمر، تقع العديد من الموارد الرئيسية في تضاريس يصعب الوصول إليها، بما في ذلك الرواسب البركانية الفتاتية الغنية بالمواد المتطايرة والتيتانيوم، وبازلت KREEP الحامل للعناصر الأرضية النادرة، والجليد المائي داخل المناطق المظللة بشكل دائم بالقرب من القطب الجنوبي. وعلى سطح المريخ، تم أيضاً تحديد انكشافات الجليد المائي والتربة الغنية بالمعادن في المناطق ذات خطوط العرض العالية والمناطق المرتفعة، وغالباً ما تكون ضمن منحدرات غير مستقرة أو بيئات جيولوجية متصدعة."
لذا هناك حاجة إلى روبوتات أكثر تطوراً، مع كون "الكلاب الروبوتية" رباعية الأرجل خياراً محتملاً، حيث أصبح هذا التصميم شائعاً بشكل متزايد على الأرض أيضاً.
يتم اختبار هذه الإمكانية من قبل باحثين سويسريين في المعهد الفدرالي السويسري للتكنولوجيا في زيورخ، وجامعة زيورخ، ومعهد نوشاتيل لاستكشاف الفضاء، وجامعة بازل، وجامعة برن.
استخدموا روبوتًا رباعي الأرجل، واختبروا ما إذا كان بإمكانه التعامل مع الاستكشاف شبه المستقل وجمع العينات في بيئة فضائية مُعاد بناؤها، ونشروا نتائجهم في مجلة Frontiers In Space Technologies.1، تحت عنوان "استكشاف شبه ذاتي لنظائر المريخ والقمر باستخدام روبوت ذي أرجل وذراع روبوتية مزودة بتقنية رامان وصورة مجهرية".
إعادة خلق المريخ على الأرض
استخدم الباحثون منشأة مارس لابور في جامعة بازل، والتي تحاكي ظروف سطح الكوكب باستخدام الصخور التناظرية والغبار الكوكبي وظروف الإضاءة التناظرية لإعادة إنشاء بيئة مطابقة لبيئة المريخ باستثناء الجاذبية.
يضم مختبر مارس لابور غرفة مساحتها 80 مترًا مربعًا تحتوي على منصة اختبار مساحتها 40 مترًا مربعًا مصنوعة من مواد تحاكي البيئة المريخية. وتشمل هذه المواد صخورًا ذات إمكانات عالية لحفظ المؤشرات الحيوية، مثل الجبس أو الصخور الكربوناتية، والتي ستكون ذات أهمية بالغة في أي استكشاف حقيقي للمريخ يهدف إلى دراسة النشاط البيولوجي السابق على الكوكب الأحمر.
المصدر فرونتيرز إن سبيس تكنولوجيز
بالإضافة إلى ذلك، تم تضمين أنواع الصخور التي تشير إلى المياه المتدفقة في الماضي، مثل صخور الكربونات السيليسية والبازلت الحامل للكبريت.
كما تم إعادة خلق ظروف قمرية في جزء من الغرفة، مع أنواع من الصخور يمكن أن تكون مصدراً مفيداً للأكاسيد والتيتانيوم والألومنيوم والسيليكون.
المستكشفون ذوو الأرجل الأربعة
روبوت متعدد الاستخدامات مزود بمستشعرات
الروبوت المستخدم في هذه الدراسة هو روبوت من نوع ANYmal صنعته الشركة السويسرية أي بوتيكسمتخصصة في عمليات التفتيش الصناعي في المناطق الخطرة. ولتمكين رسم الخرائط وتحديد المواقع، تم تجهيز ANYmal بجهاز VLP-16 Puck LITE LiDAR من شركة Velodyne، وستة مستشعرات ستيريو نشطة RealSense D435 من شركة Intel لرسم خرائط الارتفاع، وكاميرتين FLIR Blackfly بزاوية واسعة لتوفير تدفقات صور RGB.
المصدر فرونتيرز إن سبيس تكنولوجيز
تم تجهيز الروبوت بجهاز تصوير مجهري (MICRO) و مطياف رامان MIRA RTX تم إنتاج هذه المستشعرات من قبل شركة متروم السويسرية. وقد تم تركيبها على ذراع روبوتية طورتها داخلياً جامعة ETH (المعهد الفدرالي السويسري للتكنولوجيا).
كان يتم التحكم فيه عن بعد بواسطة مشغل باستخدام واجهة مستخدم رسومية (GUI) تعرض خريطة ارتفاع رقمية وصور كاميرا حيث يتم إرسال الأوامر والمهام.
المصدر فرونتيرز إن سبيس تكنولوجيز
يهدف جهاز التصوير المجهري (MICRO) إلى التقاط صور مقرّبة لنسيج عينات الصخور وحبيباتها ولونها، وهي بيانات بالغة الأهمية لتحديد نوع الصخر وتكوينه. يتضمن الجهاز مجهرًا يعمل بمنفذ USB، وحلقة من 48 مصباح LED ثلاثي الألوان (RGB)، ومستشعر زمن الرحلة (ToF)، ووحدة تحكم إلكترونية. كما تمنع حلقة إسفنجية دخول الضوء المتناثر عند ملامسة الجهاز للهدف.
يحتوي مطياف رامان على ليزر إثارة بالأشعة تحت الحمراء بطول موجي 785 نانومتر وقدرة قصوى 100 ميلي واط، بنطاق يتراوح من 400 إلى 2,300 سم⁻¹ وبدقة 8-10 سم⁻¹. تُكمّل هذه البيانات الملاحظة المجهرية من خلال الكشف عن التركيب الكيميائي للصخور المدروسة.
المصدر فرونتيرز إن سبيس تكنولوجيز
التحقيق مع البشر وبدونهم
مفهومان تشغيليان للمسح العلمي الروبوتي: أحدهما مع التحكم البشري التقليدي، والآخر مع أخذ عينات متعددة الأهداف وشبه مستقلة مع الحد الأدنى من التدخل البشري.
في خانة رمز الخصم، أدخل TABBYDAY. طريقة بمساعدة الإنسانقام المشغل بتحديد هدف في صورة الكاميرا واختيار نقطة توجيه في واجهة المستخدم الرسومية. بعد ذلك، تمكن المشغل من مراجعة البيانات الواردة فورًا وتحديد ما إذا كانت هناك حاجة إلى قياسات إضافية. كما اختار المشغل عدد قياسات رامان المطلوبة وحدد مواقعها بدقة على الصخرة.
في خانة رمز الخصم، أدخل TABBYDAY. طريقة شبه مستقلةتم إعطاء الروبوت أوامر محددة مسبقًا، تشمل الحركة، والتنقل بين نقاط محددة، ونشر الأجهزة، وإعادة البيانات. وبمجرد تحميل التعليمات، نفّذ الروبوت جميع المهام بشكل مستقل، بدءًا من الحركة وحتى نشر الذراع الروبوتية وإجراء القياسات العلمية.
بعد إتمام سلسلة القياسات عند كل هدف، يواصل الروبوت دورة تنفيذه تلقائيًا، وينتقل إلى الهدف التالي ويحفظ البيانات بعد كل قياس. ولا يرسل الروبوت البيانات المجمعة إلى المحطة الأساسية إلا بعد إتمام القياسات لجميع الأهداف.
المصدر فرونتيرز إن سبيس تكنولوجيز
أكدت نتائج التحليل فائدة الجمع بين الأدوات المختلفة، حيث أن الجمع بين تحليل رامان والتحليل المجهري يزيد من فرصة تحديد نوع معين من الصخور بشكل صحيح.
نجحت الطريقة شبه الآلية في تحديد ثلث الأهداف على الأقل في كل دورة، محققةً نسبة تحديد أهداف بلغت 100% في مهمة واحدة من كل أربع مهام مماثلة. استغرقت مهام الأهداف المتعددة ما بين 12 و23 دقيقة، بينما استغرقت المهمة الموجهة بشريًا 41 دقيقة لإتمام تحليلات مماثلة.
مع أن النتائج لم تكن مثالية تمامًا، إلا أنه أمكن إجراء تحليلات أكثر نجاحًا في الدقيقة الواحدة، مما أدى إلى زيادة الكفاءة الإجمالية. وبذلك، أكدت هذه التجربة أن الروبوتات الأكثر استقلالية قادرة على مسح مساحات شاسعة من أسطح الكواكب بسرعة.
بالإضافة إلى ذلك، بمجرد تحديد العينة المثيرة للاهتمام، يمكن للعلماء تحليلها يدويًا في إطار مزيد من البحث.
"بدلاً من الاعتماد فقط على مجموعات الأجهزة الكبيرة والمعقدة، يمكن للبعثات المستقبلية نشر روبوتات رشيقة تقوم بمسح البيئة بسرعة وتحديد الأهداف الواعدة لإجراء تحقيق مفصل."
تحسين الاستكشاف الروبوتي
لاحظ الباحثون أيضاً أن الأدوات المستخدمة صُممت جميعها مع مراعاة التحكم البشري المباشر. وهذا يعني أن الروبوت شبه المستقل كان يعاني أحياناً من وضع الذراع في غير موضعها الصحيح، مما يؤدي إلى صور مجهرية ضبابية أو بيانات رامان مشوشة للغاية.
يمكن لنظام مُحسّن إعادة إجراء الاختبار مع تعديلات آلية طفيفة على الذراع في حالة الصور غير الواضحة أو بيانات قياس الطيف الضعيفة. كما يمكن لبرامج الأتمتة الإضافية أن تُساعد أيضاً.
وللارتقاء بمستوى الاستقلالية إلى مستوى أعلى، يمكن للروبوتات اكتشاف الأهداف ذات الأهمية بشكل مستقل بناءً على الشكل واللون والملمس. وفي الحالات التي يكون فيها نقل البيانات بطيئًا للغاية (على سبيل المثال، في النظام الشمسي الخارجي)، يمكن للروبوت حينها أن يأخذ قياسات هذه الأهداف بشكل مستقل.
لم يستفد هذا النظام أيضاً من التطورات الحديثة في مجال الذكاء الاصطناعي، والتي يمكن أن تمنح الروبوتات استقلالية أكبر بكثير في المستقبل، كما ناقشنا في "الفضاء 2.0: صعود الروبوتات المستقلة والذكاء الاصطناعيلذا، فإنّ بروتوكولات الكشف والمسح الأكثر تطوراً قد تُتيح قياسات أكثر كفاءة واستقلالية. ومن ثمّ، فإنّ تدريب نموذج ذكاء اصطناعي متخصص على بيانات حقيقية من روبوتات على سطح المريخ أو القمر من شأنه أن يجعل الأجيال القادمة من المجسات أكثر كفاءة.
Iالاستثمار في الروبوتات الفضائية
آلات بديهية
(LUNR )
يتطلب إرسال مجسات ذاتية التشغيل إلى الأجرام بين النجوم خبرةً واسعةً في بناء مجسات فضائية ضخمة وإيصالها إلى وجهتها الصحيحة سالمةً. وحتى الآن، يقتصر هذا الأمر في الغالب على المؤسسات العامة مثل وكالة ناسا ووكالة الفضاء الأوروبية والجامعات التابعة لها.
يتغير هذا الوضع مع اقترابنا من اللحظة التي يمكن فيها للشركات الخاصة إرسال بعثات آلية أو مأهولة لاستخراج المعادن من الكويكبات، وخاصة الأجسام القريبة من الأرض. من المرجح أن يكون هذا النوع من المشاريع الخطوة التالية أو سيتم تنفيذه بالتوازي مع عودة البعثات المأهولة إلى القمر، والمقرر إطلاقها في السنوات القادمة.
تأسست شركة Intuitive Machines في عام 2013 في هيوستن، تكساس، وهي حاليًا شركة تركز بشكل كبير على القمر، كما يشير رمزها في سوق الأسهم LUNR، وقد حققت بالفعل تم اختياره لأربع بعثات قمرية تابعة لوكالة ناساويعمل بها أكثر من 400 شخص.
المصدر آلات بديهية
كانت أول شركة تجارية تنجح في الهبوط على سطح القمر ونقل البيانات العلمية منه. كما أجرت أول عملية تشغيل لمحرك الأكسجين السائل والميثان السائل في الفضاء. وتعمل الشركة حاليًا على العديد من المشاريع التي ستشكل أساسًا لبنية تحتية قمرية للاستكشاف والاستيطان.
الأول هو "خدمة نقل البيانات"، مع اختبار التكنولوجيا، والتطلع في نهاية المطاف إلى إنشاء كوكبة لنقل البيانات القمرية حول مدار القمر.
المصدر آلات بديهية
أما الجزء الثاني فهو "البنية التحتية كخدمة". وينبغي أن يشمل خدمات الاتصالات، وخدمات تحديد المواقع عبر نظام تحديد المواقع العالمي (GPS)، ومركبات سطح القمر (LTV) القادرة على العمل بشكل مستقل.
المصدر آلات بديهية
الجزء الأخير هو توصيل المواد إلى سطح القمر. حتى الآن، قامت الشركة بتوصيل حمولات علمية باستخدام مركبة الهبوط نوفا-سي، وهي مركبة هبوط يبلغ ارتفاعها 4.3 متر (14 قدمًا) قادرة على نقل حمولة تبلغ 130 كجم إلى القمر.
تتمثل الخطوة التالية في مركبة الهبوط نوفا-دي، القادرة على إيصال ما بين 1,500 و2,500 كيلوغرام من المواد إلى القمر. ستكون سعة الحمولة وحجمها مناسبين لإيصال مركبة استكشاف التضاريس القمرية (LTV)، بالإضافة إلى مفاعل الطاقة النووية السطحية الانشطارية بقدرة 40 كيلوواط، والمتوقع أن يزود القاعدة القمرية بالطاقة.
المصدر آلات بديهية
حصلت الشركة على العديد من العقود القيّمة مع وكالة ناسا، منها على سبيل المثال عقد شبكة الفضاء القريب، بقيمة قصوى محتملة تبلغ 4.82 مليار دولار. ومن المتوقع أن تتخذ ناسا قرارها النهائي بشأن عقد LTV بين الموردين الثلاثة المحتملين بنهاية عام 2025، والذي قد تصل قيمته إلى 4.6 مليار دولار.
إلى جانب وكالة ناسا، تحاول الشركة تنويع قاعدة عملائها، بعد أن تم اختيارها في أبريل 2025 للحصول على منحة تصل إلى 10 ملايين دولار من قبل لجنة الفضاء في تكساس.
سيدعم هذا تطوير مركبة عودة إلى الغلاف الجوي للأرض ومختبر تصنيع مداري مصمم لتمكين التصنيع الحيوي في بيئة انعدام الجاذبية. كما ستوفر مركبة العودة هذه خيارًا احتياطيًا وتقلل المخاطر التي تواجهها الشركة في مهمات إعادة عينات من القمر مستقبلًا.
وهناك مشروع آخر يتمثل في تطوير أقمار صناعية نووية خفية منخفضة الطاقة لصالح مختبر أبحاث القوات الجوية JETSON.
ومع وصول الشركة إلى نقطة تدفق نقدي حر إيجابية في الربع الأول من عام 1، ومع عقد الاتصالات القمرية، أصبحت الآن أكثر أمانًا للمستثمرين، حيث انتقلت من شركة ناشئة تحرق النقد إلى مزود خدمات راسخ للاقتصاد الفضائي المتنامي.
ويمكن أن يشكل ذلك حجر الأساس لمزيد من استكشاف الفضاء السحيق واستخدام موارد الفضاء، خاصة مع تحوله إلى شريك موثوق به لوكالة ناسا على قدم المساواة مع شركة سبيس إكس (ستطرح الشركة أسهمها للاكتتاب العام قريباً بعد اندماجها مع شركة xAI) أو صاروخ مختبر (RKLB ).
(تستطيع اقرأ المزيد عن شركة Intuitive Machines في تقريرنا الاستثماري المخصص لها..)
الأحدث آلات بديهية (LUR) أخبار وتطورات الأسهم
الدراسة المرجعية
1. غابرييلا ليجيزا، فيليب آرم، وآخرون. استكشاف شبه ذاتي لنظائر المريخ والقمر باستخدام روبوت ذي أرجل وذراع روبوتية مزودة بتقنية رامان وجهاز تصوير مجهري. تقنيات الفضاء الحدودية، 31 مارس 2026. المجلد 7 – 2026 | https://doi.org/10.3389/frspt.2026.1741757
