طلاب جامعة رايس يبتكرون سترة ذكية لمساعدة الكلاب الكفيفة على التنقل بأمان

في خطوة إنسانية تجمع بين التقنية والرحمة، ألهم كلب مرح من هيوستن يُدعى “كوندي” مجموعة من طلاب الهندسة بجامعة رايس لتطوير حل مبتكر لمشكلة تؤثر على حياة آلاف الحيوانات الأليفة: كيفية مساعدة الكلاب الكفيفة على استكشاف محيطها دون خوف أو ارتباك.

بدأ المشروع عندما تواصل مالكا الكلب، غرانت بيلتون وAJ برايس، مع مركز Oshman Engineering Design Kitchen في جامعة رايس، بحثًا عن طريقة تُمكّن كلبهم الذي فقد بصره بسبب المياه الزرقاء (الغلوكوما) من التحرك بحرية وأمان.

تولى أربعة طلاب التحدي، وهم: آدم فونغ، كريستيانا دي سوزا، إيسي تساي، وسانتياغو برينت، وأطلقوا على أنفسهم اسم “أصدقاء كوندي”.

التعاون بين NEXCOM وNVIDIA لتعزيز السلامة الوظيفية في الروبوتات البشرية والذكاء الاصطناعي

💡 التقنية وراء السترة الذكية

بدلًا من الاعتماد على اصطدام الكلب بالعوائق كوسيلة للتنبيه، صمم الفريق سترة خفيفة الوزن تعتمد على الاهتزازات لتحذير الكلب من وجود عوائق في طريقه.
تحتوي السترة على محركات اهتزاز خطية (Linear Resonant Actuator Motors) مشابهة لتلك المستخدمة في الهواتف الذكية، والتي تُصدر اهتزازات تختلف في القوة والموقع بحسب بُعد العائق وطبيعته.

بالقرب من رأس الكلب، وُضعت كاميرات ستيريو تلتقط معلومات العمق في الوقت الحقيقي. تُعالَج هذه البيانات عبر لوحة دوائر كهربائية مطبوعة مخصصة وجهاز معالجة بصري، مما يؤدي إلى تشغيل الاهتزاز المناسب في الجهة الصحيحة من السترة.

“كأننا منحنا كوندي عينين إضافيتين”، تقول تساي، طالبة الهندسة الكهربائية التي صممت نظام التحكم في المحركات.
“كلما اقترب العائق، زادت قوة الاهتزاز على ذلك الجانب من السترة.”

🔧 تصميم هندسي عملي ومريح

كان التحدي الرئيسي هو تصميم جهاز مريح، متين، وفعال في الوقت ذاته. احتاج الفريق إلى دمج الإلكترونيات الحساسة بطريقة لا تُسبب ارتفاع الحرارة ولا تجعل السترة ثقيلة على الكلب، مع الحفاظ على قدرتها على مقاومة الطقس الحار والرطب في هيوستن.

“كان علينا ابتكار طريقة لتضمين الإلكترونيات داخل سترة قابلة للارتداء، وتكون في الوقت ذاته قابلة للتنفس وناعمة وقوية بما يكفي لكلب يحب اللعب”، تقول دي سوزا، طالبة الهندسة الميكانيكية.

اعتمد الفريق على مزيج من المهارات:

• قاد سانتياغو برينت العمل على التصوير الثلاثي ومعالجة البيانات.

• ركز فونغ ودي سوزا على دمج الأنظمة وتصميم السترة نفسها.

• أما تساي فحرصت على أن تعمل المحركات بكفاءة دون أن تزيد من حجم أو وزن السترة.

🌍 آفاق مستقبلية واستخدامات أوسع

تندرج هذه السترة ضمن تكنولوجيا اللمس القابلة للارتداء (Wearable Haptics)، وهو مجال متنامٍ في جامعة رايس وله تطبيقات متعددة. اختار الفريق استخدام برمجيات مفتوحة المصدر ومكونات إلكترونية منخفضة التكلفة، مما يجعل التصميم قابلاً للتكرار والتعديل مستقبلاً.

كل ما تريد معرفته عن o3-pro: نموذج OpenAI المتقدم للذكاء الاصطناعي

هذا النهج يفتح الباب أمام استخدامات أوسع، مثل:

• أجهزة إعادة التأهيل القابلة للارتداء للبشر،

• أنظمة التوجيه المكاني لذوي الإعاقة،

• أدوات تدريب تعتمد على التغذية الراجعة الحسية.

“يُظهر هذا المشروع أنه باستخدام مستشعرات منخفضة الطاقة وتغذية راجعة اهتزازية، يمكن توفير توجيه مكاني لحظي بطريقة خفيفة وغير مزعجة”، يضيف برينت.

حاليًا، لا يزال كوندي يختبر النسخة الأحدث من السترة، التي يصل مداها إلى ثمانية أمتار وتعمل حتى ساعتين متواصلتين على شحنة واحدة. وقد عرض الفريق ابتكاره خلال معرض Huff OEDK Showcase 2025 في أبريل الماضي.