مدتها پیش از آنکه خودروهای خودران، رباتهای انبارداری و اندرویدهای انساننما تخیل عموم را به خود جلب کنند، دستگاهی بلندقد و لرزان در راهروهای یک مؤسسه پژوهشی در کالیفرنیا حرکت میکرد و بیسروصدا مسیر تاریخ فناوری را تغییر داد. «شیکی» (Shakey the Robot) که تقریباً بین سالهای 1966 تا 1972 توسعه یافت، نخستین ربات متحرک چندمنظورهای بود که میتوانست درباره اعمال خود استدلال کند. این ماشین صرفاً دستورالعملهای گامبهگام را اجرا نمیکرد، بلکه قادر بود فرمانهای پیچیده را تحلیل کرده و مستقل آنها را به بخشهای سادهتر تجزیه کند. در دورانی که رایانهها بهراحتی فضای یک اتاق کامل را اشغال میکردند، شیکی مرزهای امکانپذیری را درهم شکست و به الگویی اولیه برای نسلهای بعدی رباتهای هوشمند تبدیل شد.
تولد یک چشمانداز در مؤسسه پژوهشی استنفورد
توسعه ربات شیکی در مرکز هوش مصنوعی مؤسسه پژوهشی استنفورد (امروزه با نام SRI International) صورت گرفت. ریشههای این پروژه به نوامبر 1963 بازمیگردد؛ زمانی که چارلز روزن، بنیانگذار گروه یادگیری ماشین در SRI، ایده ساخت نخستین ماشین خودکار متحرک جهان را در سر میپروراند. یک سال بعد، روزن پیشنهاد ساخت رباتی را مطرح کرد که بتواند مستقل فکر کند. ایدهای که بسیاری از فعالان حوزه نوپای هوش مصنوعی با شک و تردید فراوان به آن نگاه میکردند.
روزن بر تصمیم خود پافشاری کرد و برای دریافت بودجه به سراغ آژانس پروژههای پژوهشی پیشرفته دفاعی آمریکا (DARPA) رفت. مؤسسه SRI در آوریل 1964 پیشنهاد اولیه خود را برای پژوهشی تحت عنوان «ماشینهای خودکار هوشمند» ثبت کرد. این برنامه بعدها به «ماشینهای خودکار هوشمند برای شناسایی» تغییر نام یافت. تامین بودجه دو سال به طول انجامید و دارپا در نهایت مبلغ 750 هزار دلار (معادل بیش از 5 میلیون دلار با ارزش امروز) را به این تیم اختصاص داد. پس از آن نیز شش سال تلاش مهندسی بیوقفه لازم بود تا تیم مرکز هوش مصنوعی SRI سرانجام در سال 1972 کار ساخت شیکی را به پایان برساند.
مهندسان پشت پرده این ماشین افسانهای
هدایت این پروژه فشرده بر عهده سه مدیر ارشد یعنی چارلز روزن، نیلز نیلسون و پیتر هارت بود. گروهی برجسته از پژوهشگران با تخصصهای متنوع در زمینههای رباتیک، هوش مصنوعی و علوم رایانه نیز گرد آنها جمع شدند. چهرههایی نظیر آلفرد برین، سون والستروم، برترام رافائل، ریچارد دودا، ریچارد فایکس، توماس گاروی، هلن چان ولف و مایکل ویلبر از مشارکتکنندگان کلیدی این پروژه به شمار میرفتند. ترکیب تخصصهای اعضای تیم از تشخیص الگو و یادگیری ماشین گرفته تا پردازش زبان طبیعی، محیطی خلاقانه خلق کرد که مرزهای تواناییهای ماشینها را به طرز چشمگیری گسترش داد.
سختافزار شیکی، برجی از حسگرها و مدارهای الکترونیکی
از نظر ظاهری، شیکی یک پیکره چشمگیر با ارتفاعی کمی کمتر از دو متر داشت و ساختار کلی آن از سه بخش اصلی تشکیل میشد:
- پایه متحرک: یک سکوی چرخدار که نیروی محرکه خود را از دو موتور پلهای (Stepping Motor) تامین میکرد. هر موتور به یکی از چرخهای محرک نصبشده در طرفین متصل بود و قابلیت جابهجایی ربات را فراهم میکرد. حسگرهای تشخیص برخورد که در تیم به «آشکارسازهای ضربه» معروف بودند، به ربات امکان میدادند تماس فیزیکی با موانع محیطی را درک کند.
- قفسه میانی: این بخش شامل سه واحد کشویی شبیه به تجهیزات نصبشده در رکهای استاندارد بود که واحد کنترل دوربین و سامانه منطق داخلی ربات را در خود جای داده بود.
- بخش بالایی: روی بالاترین واحد این ربات، تجهیزات حیاتی نظیر فاصلهیاب سونار، یک دوربین تلویزیونی و یک آنتن رادیویی بیرونزده قرار داشتند.
نکته جالب اینجاست که در نقشههای اولیه قرار بود شیکی به دو بازوی جمعشونده نیز مجهز شود، اما نسخه نهایی توانست کارهای پیچیدهای مانند هل دادن اشیا را بدون نیاز به هیچ بازویی انجام دهد.
محدودیتهای پردازشی و اتکا به رایانههای خارجی
با توجه به محدودیتهای شدید توان پردازشی در آن مقطع زمانی، شیکی برای تحلیل دادهها به یک ارتباط رادیویی متکی بود که او را به یک رایانه خارجی متصل میکرد. این رایانه مرکزی اطلاعات ورودی را پردازش کرده و دستورهای لازم را به مدارهای کنترلکننده موتورهای ربات ارسال میکرد. در ابتدا از رایانه SDS 940 برای این کار استفاده میشد، اما در حدود سال 1969، ابررایانه قدرتمندتر DEC PDP-10 جایگزین آن شد. این سیستم از یک حافظه درام مغناطیسی به اندازه یک یخچال با ظرفیت تقریبی 1 مگابایت برای جابهجایی اطلاعات بین حافظه هسته و فضای ذخیرهسازی بهره میبرد.
داستان انتخاب نام شیکی
قد بلند این ربات و تمایل شدید آن به لرزش، بهویژه در هنگام توقفهای ناگهانی، الهامبخش نام معروفش شد. یکی از اعضای تیم سالها بعد در خاطرات خود نوشت:
«ما حدود یک ماه کامل تلاش کردیم تا یک نام مناسب برای آن پیدا کنیم؛ از اسامی اسطورهای یونانی گرفته تا دهها ایده عجیب و غریب دیگر. در نهایت یکی از اعضای تیم گفت: هی، این ربات مدام میلرزد، پس بیایید اسمش را همان «شیکی» (لرزان) بگذاریم!»
شیکی امروز در موزه تاریخ رایانه در کالیفرنیا به عنوان یکی از مهمترین نقاط عطف تاریخ تکنولوژی نگهداری میشود. نگاهی به مسیر ط شده توسط چارلز روزن و تیمش نشان میدهد که الگوریتمهای پیچیده ناوبری و سیستمهای تصمیمگیری که امروز در رباتهای انبارداری یا خودروهای خودران مشاهده میکنیم، ریشه در همان دستورالعملهای سادهای دارد که یک دستگاه چرخدار و لرزان در دهه 60 میلادی برای پیمایش یک راهرو ساده به کار گرفت.
