پژوهشگران دانشگاه برکلی (UC Berkeley) ربات انساننمای متنبازی به نام Berkeley Humanoid Lite ساختهاند که با تکیه بر محرکهای چاپشده با پرینتر سهبعدی، هزینهی کل سختافزار را به کمتر از پنج هزار دلار رسانده است؛ رقمی بهمراتب پایینتر از اغلب رباتهای انساننمای موجود در بازار.
مسئلهای که این پروژه حل میکند
به گفتهی تیم پژوهشی، با وجود پیشرفت چشمگیر رباتیک انساننما در سالهای اخیر، بیشتر سختافزارهای تجاری موجود در این حوزه، پرهزینه، بسته و غیرشفاف باقی ماندهاند؛ ویژگیهایی که رشد این حوزه و توسعهی گستردهتر فناوریهای رباتیک انساننما را محدود میکنند. این پروژه که در کنفرانس علمی Robotics: Science and Systems (RSS) در سال ۱۴۰۴ (۲۰۲۵) ارائه و مقالهی آن هم روی آرشیو علمی arXiv منتشر شده، تلاشی است برای دموکراتیککردن دسترسی به سختافزار پژوهشی رباتیک انساننما.
محرکهایی که خودشان بخشی از بدنهاند
هستهی اصلی این طراحی، یک گیربکس ماژولار چاپشده با پرینتر سهبعدی است که هم نقش محرک مفاصل و هم بخشی از ساختار بدنهی ربات را ایفا میکند؛ این محرکها با ترکیب موتور، گیربکس و یک رمزگذار مغناطیسی (Magnetic Encoder؛ حسگری که موقعیت دقیق چرخش موتور را اندازهگیری میکند) داخلی ساخته شدهاند. تمام قطعات این ربات از پلتفرمهای فروشگاهی رایج قابلتهیهاند و با یک پرینتر سهبعدی رومیزی معمولی قابلساخت هستند.
ربات انساننمای متنباز Berkeley Humanoid Lite (منبع تصویر: Berkeley Humanoid Lite Project / Hackaday)
چالش اصلی استفاده از گیربکس چاپشده، استحکام و دوام کمتر آن نسبت به نمونههای فلزی است. تیم پژوهشی برای حل این مشکل، طراحی گیربکس سیکلوئیدی (Cycloidal Gearbox؛ نوعی گیربکس با نسبت تبدیل بالا و توزیع یکنواخت بار روی دندانهها) را انتخاب کرده که برای این کاربرد خاص، فرمفاکتور بهینهای ارائه میدهد. آنها همچنین آزمونهای دوام گستردهای روی این محرکهای چاپی انجام دادهاند تا نگرانیهای رایج دربارهی قابلیتاطمینان قطعات پلاستیکی را برطرف کنند.
معیاری تازه برای مقایسهی هزینه-عملکرد
یکی از جنبههای جالب این پژوهش، معرفی یک شاخص کمّی تازه برای مقایسهی رباتهای انساننمای مختلف از نظر نسبت عملکرد به قیمت است. این شاخص، میانگین گشتاور اوج تمام مفاصل متحرک ربات را، نرمالشده بر اساس قد و وزن ربات، محاسبه و سپس بر قیمت آن تقسیم میکند. طبق دادههای منتشرشدهی تیم پژوهشی، Berkeley Humanoid Lite با وجود قیمت زیر پنج هزار دلار، در این شاخص عملکرد-به-قیمت، نسبت به بسیاری از پلتفرمهای دیگر رباتیک انساننما، جایگاه رقابتی به دست آورده است.
نمایشهای عملی و یادگیری تقویتی
تیم پژوهشی چند آزمایش عملی برای اثبات تواناییهای این ربات انجام دادهاند: بازی با مکعب روبیک، نوشتن نام ربات با یک ماژیک، بازی با بلوکها در حالت پایهی ثابت، و راهرفتن در پیکربندی دوپا.
مهمترین دستاورد فنی این پروژه، توسعهی یک کنترلکنندهی حرکت مبتنی بر یادگیری تقویتی (Reinforcement Learning) است که توانسته با انتقال بدون آموزش اضافه (Zero-Shot Transfer)، یعنی بدون هیچ تنظیم مجدد پس از آموزش کامل در شبیهسازی، مستقیماً روی سختافزار واقعی ربات اجرا شود؛ نتیجهای که نشان میدهد این پلتفرم، برای اعتبارسنجی پژوهشهای آکادمیک در حوزهی کنترل رباتیک هم مناسب است.
ربات انساننمای کاملا متنباز
طراحی سختافزاری، کدنویسی و چارچوبهای آموزش و استقرار این ربات، همگی بهطور کامل و متنباز از طریق مخزن گیتهاب پروژه در دسترس همگان قرار دارند و مستندات دقیقی هم برای ساخت محرکها منتشر شده است. این پروژه یک انجمن کاربری فعال هم در دیسکورد و ویچت دارد. جالب اینکه Berkeley Humanoid Lite، نسخهی سبکتر و اقتصادیتر یک پروژهی قبلی همین گروه پژوهشی (Hybrid Robotics Group دانشگاه برکلی) به نام Berkeley Humanoid است؛ پلتفرم پژوهشی گرانقیمتتر که پیش از این برای کنترل مبتنی بر یادگیری ماشین توسعه داده شده بود.
پس از انتشار این خبر در سایت Hackaday، برخی کاربران به نکتهی مهمی اشاره کردهاند: بر اساس فهرست قطعات (BOM) منتشرشده، هزینهی هر محرک این ربات نزدیک به ۱۸۸ دلار است، اما هیچ مشخصات رسمیای دربارهی گشتاور دقیق یا طول عمر چرخهی کارکرد این محرکهای خودساخته منتشر نشده است. برخی کاربران همچنین یادآوری کردهاند که محرکهای تجاری آماده مانند محصولات شرکت رابستراید (Robstride)، طی چند سال اخیر ارزانتر شدهاند و میتوانند جایگزین رقابتی برای ساخت دستی محرک باشند؛ هرچند طراحی محرک ماژولار این پروژه، حتی برای کسانی که قصد ساخت کل ربات را ندارند، همچنان میتواند در پروژههای دیگر رباتیک مفید باشد.