الباحثون من مدرسة جيمس وات للهندسة في غلاسكو، يزعمون أنهم قاموا ببناء تطور جديد في شبكات الهاتف المحمول مفتوحة المصدر وبأسعار معقولة والتي تتيح التحكم في الوقت الفعلي تقريبًا للأذرع الآلية. ويمكن لهذه التكنولوجيا أن تساعد الأطباء على العمل على المرضى في الأماكن النائية في السنوات القادمة.
شهد العرض الأول للابتكار الطبي قيام فريق البحث باستخدام النظام لإجراء فحوصات أسنان وهمية على زوج من أطقم الأسنان، مما يسلط الضوء على إمكانية استخدامه في الإجراءات الطبية.
يعتمد النظام على الأجهزة الجاهزة التي تم استخدامها لبناء 4G إل تي إي شبكة متنقلة تربط وحدة التحكم اللمسية بذراع الروبوت، حيث تسمح الشبكة للمستخدمين بتوجيه حركات الذراع بزمن انتقال منخفض للغاية، مما يتيح مستوى عالٍ من التحكم.
قام فريق البحث ببناء إطارهم باستخدام افتح شبكة الوصول إلى الراديو إطار عمل (O-RAN)، والذي يستخدم برامج مفتوحة المصدر للتحكم في أجهزة شبكة الهاتف المحمول. لقد أعادوا استخدام دونجل شبكة USB، وهو أكثر استخدامًا للإنترنت عبر الهاتف المحمول للمستهلك، لإنشاء اتصالات مستقرة بين جهاز الإدخال اللمسي والذراع الآلي وجهاز الكمبيوتر الذي تم تكوينه ليكون بمثابة محطة قاعدة ذكية.
تمت مراقبة جودة إشارة النظام ومعدلات البيانات ووقت الاستجابة وضبطها باستخدام برنامج xApps المتخصص.
كما ساعد الدونجل المحمول الخاص بها الفريق على إنشاء شبكة تستهلك طاقة أقل بكثير من الاتصالات المماثلة باستخدام الراديو المحدد بالبرمجيات (SDR) الأكثر استخدامًا في مهام مماثلة. استخدم النظام 4.5 واط، وهو ما يمثل انخفاضًا بنسبة 90% عن الـ 45 واط التي تتطلبها حقوق السحب الخاصة التقليدية لأداء نفس الأنشطة.
ومن خلال الأداء أثناء الاختبارات المعملية، قام الباحثون بتمكين الاتصالات بين المحطة الأساسية ووحدة التحكم والذراع الروبوتية بعرض نطاق ترددي يبلغ 10 ميجابت في الثانية. وقالوا إن مثل هذا الاتصال سمح لهم بالتحكم في الذراع لمحاكاة فحص الأسنان على أطقم الأسنان مع زمن وصول أقل من ثانية وأقل فقدان للإشارة.
تعد كلية جيمس وات للهندسة جزءًا من جامعة جلاسكو، التي كانت أول مؤسسة في المملكة المتحدة تمنح درجات علمية في الهندسة، وأنشأت أول كرسي للهندسة في المملكة المتحدة في عام 1840. وتشمل بيئة البحث الخاصة بها تغطية مجموعة واسعة من المواضيع الهندسية، بالإضافة إلى واجهات مع علم الأحياء والكيمياء وعلوم الكمبيوتر والطب والفيزياء.
تدعي الكلية أن أبحاثها وتعليمها “في طليعة الاكتشاف والإبداع والممارسة الرائدة عالميًا في التعليم والابتكار والقدرات الجديدة”.
وتعليقًا على المشروع وأهدافه في ورقة بحثية تلخص البحث، قال صابر حسونة من كلية جيمس وات للهندسة: “إن إطار O-RAN يحمل قدرًا كبيرًا من الإمكانات لتمكين الذكاء، القائم على البيانات، والقابل للبرمجة، الشبكات الافتراضيةولكن لا يزال هناك قدر كبير من العمل الذي يتعين القيام به لإثبات إمكانية تحقيق هذه الإمكانية في العالم الحقيقي، بما يتجاوز النمذجة النظرية.
“يُظهر اختبار الاختبار الذي قمنا بتطويره هنا باستخدام الأجهزة المتاحة تجاريًا أنه يمكن استخدام O-RAN لتمكين الأداء الممتاز في التشغيل الآلي عن بعد، وهي مهمة معقدة. بالنسبة لتطبيقات مثل إجراءات طب الأسنان، يجب أن يتحرك الذراع الآلي بسلاسة شديدة، الأمر الذي يتطلب إنتاجية عالية للبيانات وزمن وصول منخفض، وكلاهما تمكنا من تحقيقه لأول مرة مع O-RAN.”
وأضاف قمر عباسي، رئيس مركز الاتصالات والاستشعار والتصوير بجامعة جلاسكو: “هذا دليل مشجع للغاية على إمكانات O-RAN لتمكين التحكم الدقيق في الوقت الفعلي في الذراع الآلية. [This] يعرض الأداء الذي تمكنا من تقديمه في غرفة واحدة مع خط رؤية مباشر بين المحطة الأساسية والذراع، ونحن نعمل حاليًا على تطوير النظام بشكل أكبر لضمان قدرته على تقديم نفس مستوى الأداء على مسافات أكبر.
“في نهاية المطاف، يمكن أن يكون هذا خطوة نحو إنشاء طرق موثوقة وبأسعار معقولة لأداء المهام المعقدة عن بعد، وفتح تطبيقات جديدة في الطب والأتمتة والصناعة وغيرها.”
تم دعم البحث بتمويل من مركز الاتصالات لتمكين تطبيقات وأبحاث الحوسبة السحابية الموزعة و مجلس أبحاث العلوم الهندسية والفيزيائية.
