واجهة استشعارية عاطفية تشبه الشعر بواسطة الذكاء الاصطناعي

لماذا يهم تعليم الآلات اللمس

غالبًا ما نستدل على مشاعر الآخرين من طريقة لمسهم لنا: ربّتة سريعة، دفعة متوترة، لمسة بطيئة مطمئنة. الروبوتات والأجهزة الذكية اليوم تستطيع الرؤية والسمع، لكنها تفوت إلى حد بعيد هذه القناة العاطفية الغنية. تعرض هذه الورقة نوعًا جديدًا من الجلد الإلكتروني الناعم المشعر الذي يسمح للآلات بإدراك ليس فقط أنها تتعرض للمس، بل كيف يشعر هذا اللمس عاطفيًا، فاتحًا الباب لتفاعلات أكثر لطفًا وطبيعية بين البشر والذكاء الاصطناعي.

نوع جديد من الجلد المشعر الصناعي

ابتكر الباحثون حساسًا مرنًا يسمى BioAI2 يُحاكي الشعيرات الدقيقة على جلد الثدييات. في الحيوانات، تكتشف النهايات العصبية الصغيرة المحيطة بجذور الشعرة اللمسات الخفيفة وترسل إشارات مرتبطة بالراحة والروابط الاجتماعية. يقلّد BioAI2 هذه الفكرة عبر سرير من الشعيرات السيليكونية الناعمة فوق شبكة موصلة رقيقة ومتجانسة للغاية. عندما يمرر الإصبع عبر الشعيرات، تنحني وتعود إلى وضعها، مسببة نبضات كهربائية قصيرة من دون بطاريات أو طاقة خارجية. تحمل هذه النبضات معلومات عن موضع اللمس، شدته، وسرعة حركته، تمامًا مثل الإشارات من أليافنا العصبية الحساسة للمس.

من الحدَفَات الرقيقة إلى إشارات شبيهة بالدماغ

تستند آلية الجهاز تحت السطح إلى تأثير فيزيائي بسيط: عندما تلامس مادتاْن مختلفتاْن ثم تنفصلان، تنتقل شحنات صغيرة بينهما. يتبادل جلد الإنسان والشعيرات السيليكونية الشحنة أثناء انزلاق الإصبع، وتجمع الشبكة الأساسية هذه التغيرات كقطار من النبضات الحادة. من خلال تصميم شعيرات ذات ارتفاعين وتباعد محدد، جعل الفريق الحساس شديد الحساسية للقوى الخفيفة مع إمكانية تحمل الضغوط الأقوى. وجدوا أن معدل النبضات الكهربائية يرتفع مع سرعة التميع حتى يصل إلى نقطة مثالية ثم ينخفض، ما يتطابق مع استجابة بعض أعصاب اللمس البشرية للسرعات الشبيهة بالمداعبة. هذا يجعل الناتج ليس مجرد إشارة تقنية، بل ممثلًا مباشرًا للطريقة التي يشفر بها جسمنا اللمسات الممتعة.

رؤية القوة والموقع والحركة في آن واحد

على عكس العديد من حسّاسات اللمس السابقة التي تقيس الضغط عند نقاط ثابتة فقط، يقرأ BioAI2 عدة جوانب من اللمس من ورقة رقيقة واحدة. تجمع أربعة أقطاب كهربائية في الزوايا النبضات التي تختلف في الشدة والتوقيت اعتمادًا على مكان هبوط الإصبع وكيف يتحرك. طور الباحثون طريقة تحويل رياضية قائمة على منحنيات "المساواة" الملساء بحيث يمكن تحديد مواقع اللمسات القريبة من الحواف بدقة كبيرة على مساحة واسعة. كما أن تصميم الشعيرات الحاد يجعل كل نبضة قصيرة جدًا زمنيًا، ما يسمح للنظام بفصل اللمسات المتداخلة من أصابع متعددة وإعادة تركيب مسارات معقدة، مثل حروف أو أشكال مرسومة على السطح.

تعليم الآلات قراءة المشاعر من اللمس

لربط هذه الأنماط بالمشاعر البشرية، شاهد المتطوعون مقاطع أفلام صُممت لإثارة مزاج إيجابي أو محايد أو سلبي، ثم أدوا إيماءات يومية مثل اللمسات والطرقات والصفعات على السطح المشعر. سجل الجهاز آلاف الأمثلة، وحول الفريق الإشارات الخام إلى صور ترددية زمنية ملونة، مضيفًا مؤشرات لسرعة اللمس وقوته. تعلّم نظام تعلم عميق التعرف على نوع الإيماءة والنبرة العاطفية المحتملة وراءها. عبر أشخاص مختلفين، تعرف النظام على الإيماءة بشكل صحيح في معظم الأحيان وصنّف الحالة العاطفية بدقة تزيد عن 80 في المئة، ما يوضح أن الإشارات العاطفية في اللمس يمكن فك شيفرتها من هذا الجلد الاصطناعي.

إغلاق الحلقة العاطفية مع الروبوتات

أخيرًا، جمع الباحثون الجلد المشعر مع كلب روبوت ونموذج لغوي كبير مشابه لروبوتات المحادثة الحديثة. استشعر الجلد كيف يداعب المالك الروبوت في حين تلقى النموذج اللغوي مزيدًا من السياق مثل الموقف وطبيعة العلاقة بين الإنسان والروبوت. معًا، اختاروا أفعالًا تعبيرية مناسبة، مثل القفز أو الاسترخاء أو الاحتكاك بالوجه، لتتماشى مع المزاج المكتشف. هذا يخلق حلقة كاملة: يعبر الشخص عن العاطفة عبر اللمس، تفسر الآلة اللمس والسياق، ثم ترد بطريقة تبدو ملائمة عاطفيًا.

ما يعنيه هذا لمستقبل علاقات الإنسان والآلة

تُظهر هذه العمل أن جلدًا إلكترونيًا رقيقًا وناعمًا مغطى بالشعر يمكنه تحويل أنماط اللمس الدقيقة إلى إشارات تستخدمها الآلات لاستشعار مشاعرنا. بدمج هذا الحساس مع الذكاء الاصطناعي الحديث، يمكن للروبوتات والأجهزة أن تتجاوز ضغطات الأزرار الصارمة نحو تفاعلات تشبه راحة ملاطفة حيوان أليف أو إمساك اليد. ومع حاجة النظام بعد إلى أسطح أكبر، وبيانات أكثر، وحواس إضافية مثل الإحساس بالحرارة لمضاهاة اللمس البشري بشكل كامل، فإنه يشير إلى مستقبل تستطيع فيه التكنولوجيا الاستجابة لحالتنا العاطفية من خلال اللمس، مما يجعل الرفقاء الرقميين والروبوتات المساعدة والأدوات العلاجية تبدو أكثر وعيًا ودعمًا إنسانيًا.

الاستشهاد: Hong, J., Xiao, Y., Chen, Y. et al. Biomimetic hairy affective-touch sensory AI interface. Nat Commun 17, 4146 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-70334-1

الكلمات المفتاحية: اللمس العاطفي, الجلد الإلكتروني, التفاعل بين الإنسان والروبوت, الحس اللمسي, التعرف على المشاعر