رباتیک چیست؟

تاریخچه ساخت ربات

از زمان تمدن‌های باستانی، موارد بسیاری از دستگاه‌های خودکار که توسط انسان قابل تنظیم بودند و یا حتی ماشین‌های خودکاری که شبیه انسان و یا حیوانات بودند و عمدتاً به‌عنوان سرگرمی به کار می‌رفتند ثبت‌شده است. با پیشرفت روش‌های مکانیکی در عصر انقلاب صنعتی، کاربردهای مفیدتری مانند ماشین‌های خودکار یا ماشین‌های کنترل از راه دور و کنترل از راه دور بی‌سیم، اختراع شدند.

کلمه “ربات” اولین بار در نمایشنامه کارخانه ربات‌سازی روسوم که توسط  کارل چاپک نویسنده اهل جمهوری چک نوشته شده به کار رفت. در این نمایشنامه کلمه ربات به یک موجود خیالی شبیه به انسان اطلاق می‌شد. بنابراین چاپک، خالق حقیقی واژه ربات است. با ظهور اولین ربات‌های الکترونیکی خودگردان که در سال 1948 توسط William Grey Walter در شهر Bristol انگلستان ساخته شد و همچنین ماشین‌های کنترل عددی کامپیوتری(CNC) در اواخر دهه 1940 میلادی توسط  John T. Parsons و  Frank L. Stulen، علم الکترونیک به نیروی پیشران توسعه تبدیل شد. اولین ربات تجاری، دیجیتال و قابل برنامه ریزی توسط George Devol در سال 1954 ساخته شد. نام این ربات Unimate بود. این ربات در سال 1961 به شرکت  General Motors فروخته شد. در این شرکت از این ربات برای بلند کردن قطعاتی از فلز داغ از دستگاه‌های ریخته‌گری در کارخانه این شرکت در ایالت NewJersey استفاده می‌شد.

ربات‌ها در انجام مسئولیت‌های تکرارشونده و خطرناک که انسان‌ها ترجیح می‌دهند آن‌ها را انجام ندهند، یا به دلیل محدودیت از نظر اندازه نمی‌توانند انجام دهند و یا به دلیل این‌که در محیط های بسیار سخت مانند فضا و یا در کف اقیانوس‌های انجام می‌شوند، جایگزین انسان‌ها شده‌اند.

نگرانی‌هایی در مورداستفاده روزافزون از ربات‌ها و نقش آن‌ها در جامعه نیز وجود دارد. ربات‌ها اغلب به‌عنوان یکی از عوامل افزایش بیکاری شناخته می‌شوند زیرا امروزه آن‌ها در کارهای مختلفی جایگزین کارگران می‌شوند. استفاده از ربات‌ها در کارهای نظامی نیز نگرانی‌هایی اخلاقی را به دنبال داشته است. احتمال خودگردانی کامل ربات‌ها و تبعات منفی بعدی آن در بسیاری از داستان‌های تخیلی مطرح‌شده و ممکن است در آینده به نگرانی جدی تبدیل شود.

ایده ماشین‌های خودکار از اساطیر فرهنگ‌های مختلف سراسر جهان نشاءت گرفته است. مهندسین و مخترعان تمدن‌های باستانی مانند چین باستان، یونان باستان و مصر باستان تلاش می‌کردند تا ماشین‌هایی خودکار بسازند که بعضی از آن‌ها شبیه به حیوانات یا انسان بودند. اولین ماشین‌های خودکار ساخته‌شده کبوترهای مصنوعی ساخته‌شده توسط ارخوطس، پرنده‌های مصنوعی Mozi و Lu Ban، ماشین خودکار سخنگوی هرون اسکندرانی، روشویی خودکار فیلوی بیزانسی و ماشینی خودکار شبیه به انسان است که در کتاب Liezi توصیف شده است.

محققان شروع عصر ماشین‌های خودکار را از زمان اختراع ساعت آبی سوسانگ و مجسمه های​ مکانیکی آن دانسته اند. این مجسمه ها در ساعت های مختلف روز به حرکت در می آمدند. این مجسمه ها از مکانیزمی استفاده می‌کردند که در آن از یک ماشین درام قابل برنامه ریزی استفاده شده بود. در این سیستم بادامک هایی وجود داشت که به اهرم های کوچکی متصل شده بود و این اهرم ها، برای ایجاد صدا با استفاده از سازهای ضربه ای(پرکاشن) مورداستفاده قرار می گرفتند. با جابجایی بادامک ها به محل های مختلف، این ماشین درام ریتم ها و الگو های مختلفی را به تولید می کرد.

در ایتالیای دوران رنسانس، لئوناردو داوینچی در سال 1495 طرح های اولیه ای را از یک ربات انسان‌نما کشید. دفتر های یادداشت داوینچی که در دهه 1950 پیدا شد دارای طرح های با جزئیاتی از یک شوالیه مکانیکی بود که امروزه با نام ربات لئوناردو شناخته می شود. این ماشین می‌توانست بشیند و بازو ها، سر و فکش را نیز تکان دهد. طراحی این دستگاه بر مبنای تحقیقات آناتومیک داوینچی بود که در طراحی دیگر او به نام مرد ویترویوسی نمایش داده شده است

 

رباتیک

رباتیک تلفیقی از علوم مکانیک، الکترونیک و رایانه است؛ به همین علت علاقه‌مندان بسیاری را به خود جذب کرده است.رباتیک علمی است که با هدف راحتی انسان و افزایش وقت مفید او به وجود آمده است . متاسفانه در کشور ما آن طور که شایسته است شناخته نشده است .

رباتیک در اصل در صنعت به‌کار می‌رود و ما تأثیر آن را در محصولاتی که هر روزه استفاده می‌کنیم، می‌بینیم. که این تأثیرات معمولاً در محصولات ارزان‌تر دیده می‌‌شود.

ربات‌ها معمولاً در مواردی استفاده می‌شوند که بتوانند کاری را بهتر از یک انسان انجام دهند یا در محیط پر خط فعالیت نمایند مثل اکتشافات در مکان‌های خطرناک مانند آتش‌فشان‌ها که می‌توان بدون به خطر انداختن انسان‌ها انجام داد.

رباتیک شاخه‌ای از فنّاوری که با طراحی، ساخت، اجرا و کاربرد ربات‌ها به همراه سیستم‌های کامپیوتری لازم برای کنترل ، دریافت پاسخ سنسورها و پردازش اطلاعات آن‌ها سر و کار دارد رباتیک نام دارد. این فنّاوری ها با ماشین‌های خودکاری سر و کار دارند که می‌توانند جای انسان را در محیط های خطرناک و یا در فرآیند های تولید بگیرند یا می‌توانند از نظر ظاهر، رفتار و یا فرآیند های یادگیری و درک شبیه انسان عمل کنند. امروزه بسیاری از ربات‌ها از طبیعت الهام گرفته‌شده‌اند و شاخه‌ای به نام رباتیک الهام گرفته از طبیعت را ایجاد کرده‌اند. این ربات‌ها همچنین شاخه جدیدتری به نام رباتیک نرم را نیز پدید آورده‌اند.

سیستم‌های رباتیک، نه‌تنها از ربات‌ها، بلکه مجموعه‌ای شامل دستگاه‌ها و سیستم‌هایی هستند؛ که همراه با ربات‌ها، استفاده می‌شوند. ربات‌‌‌ها ممکن است؛ درمحیط‌های تولید، اکتشافات زیر آب و فضا، در تحقیق رفتار انسان و حیوانات، جهت کمک به معلولان، برای حمل و نقل و تحویل، برای مقاصد نظامی یا حتی سرگرمی، استفاده شوند.

آینده رباتیک

روش‌های مختلفی برای توسعه علم رباتیک و ربات‌ها به وجود آمده است. یکی از این روش ها رباتیک تکاملی نام دارد که در آن تعدادی از ربات‌های مختلف تحت آزمایش های متفاوتی قرار می‌گیرند. آن دسته از ربات‌هایی که عملکرد بهتری را در آزمایش های فوق داشته باشند به‌عنوان مدلی برای ساخت نسل بعدی ربات‌ها مورداستفاده قرار می‌گیرند. یکی دیگر از این روش ها، رباتیک توسعه ای نام دارد که تغییرات و پیشرفت های یک ربات را در زمینه های حل مسئله و کاربردهای دیگر مورد بررسی قرار می دهد. اخیرا نوع جدیدی از ربات‌ها معرفی شده که هم به‌عنوان یک گوشی هوشمند و هم به‌عنوان ربات عمل می کند و نام آن RoboHon است.

با پیشرفته تر شدن ربات‌ها، ممکن است در آینده به سیستم عامل استانداردی برای آن‌ها نیاز باشد. “سیستم عامل ربات”(ROS) مجموعه ای از برنامه های کد منبع باز است که در حال حاضر در دانشگاه استنفورد، دانشگاه MIT و دانشگاه فنی مونیخ و البته چند دانشگاه دیگر در حال توسعه است. ROS امکان برنامه‌نویسی سیستم جهت یابی و اعضای بدن ربات را، صرف نظر از نوع سخت افزار به کار رفته در آن، فراهم می کند. همچنین این سیستم عامل دستورات سطح بالایی را نیز برای مواردی چون تشخیص تصویر و یا باز کردن در ها ارائه می کند. وقتی سیستم عامل ROS بر روی کامپیوتر داخلی ربات بوت می شود، داده‌هایی مانند طول و میزان حرکت اعضای مختلف ربات را به دست می آورد. این داده‌ها از طریق سیستم عامل به الگوریتم های سطح بالاتری منتقل می‌شوند. علاوه بر این، مایکروسافت نیز با کمک نرم افزار Robotics Developer Studio که از سال 2007 در دسترس است، در حال توسعه یک سیستم عامل به نام”ویندوز برای ربات‌ها” می باشد.

ژاپن امیدوار است تا سال 2025 بتواند تمامی ربات‌های خدماتی را به‌صورت تمام مقیاس، تجاری سازی کند. بسیاری از تحقیقات در زمینه فناوری در ژاپن توسط موسسات وابسته به دولت، به‌خصوص وزارت بازرگانی این کشور انجام می شود.

 این اطمینان وجود داشت که روزی ربات‌ها می‌توانند:

  • قطعات را با جدا کردن ضایعات قالب گیری تمیز کنند.
  • اتومبیل ها را با اسپری و بدون دخالت انسان رنگ کنند.
  • چیز های مختلفی را بسته بندی کنند( مثلا بسته های شکلات را به‌صورت کاملا مرتب در جعبه قرار دهند).
  • کابل های هارنس بسازند.
  • کامیون ها را با جعبه های محصولات پر کنند.
  • کالا های نرم مانند پوشاک و کفش را منتقل کنند .
  • پشم چینی گوسفندان را انجام دهند .
  • پروتز (اندام های مصنوعی) را تهیه و نصب کنند.
  • غذا های فست فودی را آماده کنند و یا در سایر صنایع خدماتی کار کنند.
  • در خانه مشغول به کار شوند (ربات‌های خانگی).

رباتیک در ایران

رباتیک در ایران هنوز شناخته شده نیست. این وضعیت در حالی است که ایران یکی از بزرگترین وارد کنندگان ربات های صنعتی است. هر ساله ارز زیادی بابت خرید ربات، از کشور خارج می شود. در بیشتر کارخانه های ما از رباتها استفاده می شود. کارخانه هایی مانند فولاد، خودروسازی، مواد غذایی و … را می توان تقریبا تمام رباتیک دانست. اما متاسفانه تمام ربات های آن وارداتی است و حتی نصب و کنترل و تعمیر آن بر عهده ی خارجی ها می باشد.

به منظور عقب نماندن کشور در علم رباتیک، رشته ی مهندسی رباتیک در سال 1381تاسیس شد و متاسفانه تا امسال (1387) تنها دانشگاه ارائه کننده ی آن دانشگاه صنعتی شاهرود بود. اکنون این رشته در دانشگاه صنعتی همدان نیز تدریس می شود.

بعضی از افراد در ایران استفاده از ربات را مساوی اخراج نیرو کار می دانند و با توسعه ی آن مخالفت می کنند. اما آنها از این قافل هستند که گماردن نیروی انسانی به کار های روزمره و تکراری ، اتلاف نیروی انسانی است. به جای انجام کار بیهوده می توان آن ها را در جایی دیگر به خدمت گرفت.

هر ساله چندین مسابقات رباتیک در سطح کشور برگزار می شود که می توان گفت همه ی آن ها دارای قوانین ثابت و یک شکل و تکراری است و هیچ کدام قوانین بومی ندارند. متاسفانه در ایران به این مسابقات به چشم هدف نگریسته می شود.

اگر بخواهیم ایران به پیشرفت شایسته ی خود برسد. باید موانع را از جلو آن برداریم. در اولین قدم بهتر است در موارد زیر گامی محکم برداریم: آشنایی مردم با علم رباتیک و مزیت استفاده از ربات ها_تاسیس رشته ی مهندسی رباتیک در تمامی دانشگاه های صنعتی کشور

برگزاری هدفمند مسابقات رباتیک در رشته های بومی در راستای تولید ثروت از راه علم_جلب اعتماد صنعت به نیرو های داخلی

مشخص کردن هفته ای خاص به نام هفته ی رباتیک

رباتیک و کشور های صنعتی

کشور ها صنعتی به این حقیقت رسیده اند، که کشوری پیشرفت نمی کند مگر این که در تمام علوم پیشرفت کند. بنابراین، با توجه به این که رباتیک یکی از علوم اصلی سرنوشت ساز قرن است و به آن احساس نیاز می کنند. در این راستا فعالیت های بسیاری را انجام داده اند. آن ها آن قدر پیشرفت کرده اند که هدف خود را اینگونه ذکر می کنند “در سال 2050 ربات هایی خواهیم ساخت شبیه انسان که بتواند با قوی ترین تیم فوتبال انسان ها بازی کند و بدون انجام خطا ، انسان ها را شکست دهد.”آن ها هر ساله مسابقات رباتیک جهت کسب علم و استفاده نمودن از آن در صنعت برگزار می نمایند.

همچنین در راستای تربیت نیروی انسانی جهت گسترش این علم، رشته ی مهندسی رباتیک را ایجاد نمودند. مهندسی رباتیک در واقع تلفیقی از رشته ی مهندسی برق و مهندسی مکانیک است که هدف آن تربیت نیرویی که بتواند به تنهایی ربات های صنعتی را طراحی کند و آن را بسازد. این رشته در اکثر دانشگاه های کشور های صنعتی تدریس می شود.

کارخانه های خصوصی آن ها علاوه بر رباتیکی کردن فرایند تولید ، مقداری از درآمد های ناخالص خود را جهت تحقیق و گسترش رباتیک صرف می نمایند.

ربات‌های مدرن

رباتهاي امروزي كه شامل قطعات الكترونيكي و مكانيكي هستند در ابتدا به صورت بازوهاي مكانيكي براي جابجايي قطعات و يا كارهاي ساده و تكراري كه موجب خستگي و عدم تمركز كارگر و افت بازده ميشد بوجود آمدند. اينگونه رباتها جابجاگر (manipulator) نام دارند. جابجاگرها معمولا در نقطه ثابت و در فضاي كاملا كنترل شده در كارخانه نصب ميشوند و به غير از وظيفه اي كه به خاطر آن طراحي شده اند قادر به انجام كار ديگري نيستند. اين وظيفه ميتواند در حد بسته بندي توليدات, كنترل كيفيت و جدا كردن توليدات بي كيفيت, و يا كارهاي پيچيده تري همچون جوشكاري و رنگزني با دقت بالا باشد.

نوع ديگر رباتها كه امروزه مورد توجه بيشتري است رباتهاي متحرك هستند كه مانند رباتهاي جابجا كننده در محيط ثابت و شرايط كنترل شده كار نميكنند. بلكه همانند موجودات زنده در دنياي واقعي و با شرايط واقعي زندگي ميكنند و سير اتفاقاتي كه ربات بايد با انها روبرو شود از قبل مشخص نيست. در اين نوع ربات هاست كه تكنيك هاي هوش مصنوعي ميبايست در كنترلر ربات(مغز ربات) به كار گرفته شود.

انواع ربات‌های مدرن

ربات‌های متحرک

ربات‌های متحرک می‌توانند در محیط اطرافشان حرکت کنند و به یک موقعیت مکانی مشخص محدود نیستند. به‌عنوان مثالی از یک ربات متحرک می‌توان به ارابه یا ربات های حمل و نقل خود راهنما (AGVs) اشاره کرد. AGV یک ربات متحرک به شمار می‌رود که علامت ها و یا سیم های بر روی کف زمین را دنبال می کند و یا با کمک دید خود و یا استفاده از لیرزها، از نقطه ای به نقطه دیگر جابجا می شود. AGV ها در ادامه مطلب به طور گسترده تری مورد بررسی قرار می‌گیرند

ربات‌های متحرک در محیط های صنعتی، نظامی و امنیتی مورداستفاده قرار می‌گیرند. همچنین در بعضی موارد از این ربات‌ها به‌عنوان کالای مصرفی و به منظور سرگرمی یا انجام دادن کارهایی مشخص مانند جارو کردن خانه نیز استفاده می شود. ربات‌های متحرک موضوع اصلی بسیاری از تحقیقاتی هستند که در حال حاضر در زمینه رباتیک در حال انجام است و تقریباً هر دانشگاه بزرگی، یک یا دو آزمایشگاه را به تحقیق بر روی ربات‌های متحرک اختصاص داده است.

ربات‌های متحرک اغلب در محیط هایی که کنترل دقیقی بر روی آن‌ها صورت می‌گیرد، مثلا در خطوط مونتاژ، مورداستفاده قرار می‌گیرند زیرا این ربات‌ها در واکنش نشان دادن به دخالت های غیر منتظره مشکل خواهند داشت. به همین دلیل نیز انسان‌ها به ندرت با این گونه ربات‌ها روبرو می‌شوند. با این وجود، ربات‌های خانگی که برای تمیز کردن و نگهداری منزل به کار می روند در بسیاری از کشور های توسعه یافته متداول هستند. از ربات‌های متحرک در کاربردهای نظامی نیز استفاده می شود.

رباتهاي متحرك به دسته هاي زير تقسيم بندي ميشوند:

رباتهاي چرخ دار,با انواع چرخ عاديو يا شني تانكو با پيكربندي هاي مختلف يك, دو يا چند قسمتي

رباتهاي پادار مثل سگ اسباب بازيAIBO ساخت سوني كه در شكل بالا نشان داده شد يا ربات ASIMO ساخت شركت هیوندا

رباتهاي پرنده

رباتهاي چند گانه(هايبريد) كه تركيبي از رباتهاي بالا يا تركيب با جابجاگرها هستندو …

ربات‌های صنعتی

ربات‌های صنعتی اغلب از یک بازوی مفصل دار( بازوی مکانیکی چند قسمتی) و بخش انتهایی آن که به یک سطح ثابت متصل می شود، تشکیل شده‌اند. یکی از متداول ترین انواع بخش انتهایی، گیره ها هستند.

سازمان بین المللی استانداردسازی تعریف ربات صنعتی(بازوی مکانیکی) را در استاندارد  ISO 8373 به شرح زیر تعریف کرده است:

“یک بازوی مکانیکی با کنترل خودکار، قابل برنامه ریزی و چندکاره که می‌توان آن را در سه محور مختلف(یا بیشتر) برنامه ریزی کرد. این ربات می‌تواند به‌صورت ثابت در محل و یا متحرک، در کاربردهای اتوماسیون صنعتی مورداستفاده قرار بگیرد.”

این تعریف توسط فدراسیون بین المللی رباتیک، شبکه تحقیقات رباتیک اروپا (Euron) و بسیاری از کمیته های استاندارد کشور های مختلف مورد قبول واقع شده است.

ربات‌های خدماتی

بیشتر ربات‌های صنعتی و بازو های مکانیکی به‌صورت ثابت هستند و به منظور تولید و توزیع کالا ها مورداستفاده قرار می‌گیرند. اما واژه “ربات‌های خدماتی” به خوبی ربات‌های صنعتی تعریف نشده است. فدراسیون بین المللی رباتیک، تعریف اولیه ای را برای این گونه ربات‌های مشخص کرده است:” یک ربات خدماتی، رباتی است که برای ارائه خدماتی که رفاه انسان‌ها و تجهیزات مفید است، به‌صورت نیمه یا تمام خودگردان عمل می کند. این ربات در فعالیت های تولیدی شرکت نمی کند.”

ربات‌های آموزشی

می‌توان از ربات‌ها به‌عنوان وسایل کمک آموزشی برای معلمان استفاده کرد. از دهه 1980، ربات‌هایی به شکل لاک پشت در مدارس مورداستفاده قرار می گرفتند و دانش آموزان با استفاده از زبان برنامه‌نویسی لوگو، آن‌ها را برنامه ریزی می‌کردند.

امروزه کیت های رباتی مانند Lego Mindstorms NXT،  BIOLOID، OLLO و یا ربات‌های آموزشی شرکت BotBrain در بازار موجود هستند. این کیت ها به کودکان کمک می کنند تا در مورد ریاضی، فیزیک، برنامه‌نویسی و الکترونیک چیز های مختلفی یاد بگیرند. ربات‌ها حتی از طریق مسابقات رباتیک، وارد زندگی دانش آموزان مقاطع ابتدایی و دبیرستان نیز شده است و هر ساله مسابقات مختلفی  در سرتاسر جهان برگزار می شود.

کیت رباتیLego Mindstorms NXT از سری ربات های آموزشی

البته دستگاه‌هایی نیز وجود دارند که به شکل ربات طراحی شده‌اند که به‌عنوان نمونه می‌توان به کامپیوتر معلم به نام  Leachim و یا  2-XL که یک اسباب بازی آموزشی به شکل ربات است اشاره کرد. هر دو این وسایل توسط  Michael J. Freeman ساخته‌شده‌اند.

ربات‌های ماژولار (تکه ای)

ربات‌های ماژولار، نسل جدیدی از ربات‌ها هستند که قرار است با تکه ای کردن ساختار ربات‌ها، موارد کاربرد آن‌ها را بیشتر کنند. بهبود عملکرد و بازده ربات‌های ماژولار نسبت به ربات‌های معمولی آسان تر است. این ربات‌ها از یک نوع ماژول (تکه) مشابه یا چند نوع ماژول مختلف و یا ماژول های شبیه به هم که اندازه آن‌ها با هم متفاوت است، ساخته می‌شوند. ساختار این ربات‌ها باعث می شود تا امکان تغییر شکل های زیادی داشته باشند. در واقع می‌توان ربات‌های ماژولار را با بیش از 8 درجه آزادی نیز طراحی کرد. با این وجود، برنامه‌نویسی و سینماتیک و دینامیک معکوس برای این دسته از ربات‌ها نسبت به ربات‌های معمولی پیچیده تر است.

ربات‌های ماژولار ممکن است از ماژول های L شکل، ماژول های مکعبی، ماژول های H شکل و ماژول های U شکل تشکیل شوند. فناوری ANAT که اولین فناوری مخصوص برای ساخت ربات‌های ماژولار است و توسط شرکت Robotics Design طراحی شده، امکان ساخت ربات‌های ماژولار با ماژول های H و U شکل را فراهم می کند به طوری که این ماژول ها در زنجیره هایی به یکدیگر متصل هستند. از چنین سیستمی برای ساخت ربات‌های ماژولار با شکل های همگن و یا غیرهمگن استفاده می شود.

ربات‌های ساخته‌شده با فناوری ANAT را می‌توان با n درجه آزادی در نظر گرفت زیرا در این سیستم هر ماژول، یک سیستم رباتیک متحرک کامل است که به راحتی در برابر حرکت ماژول های قبل و بعد از خود در زنجیره، حرکت می کند و جابجا می شود. در نتیجه هر یک ماژول، امکان داشتن یک درجه​ آزادی را فراهم می کند. بنابراین، هرچقدر ماژول هایی بیشتری به یکدیگر متصل باشند، مجموعه آن‌ها درجه آزادی بیشتری خواهد داشت. ماژول های L شکل را نیز می‌توان به‌صورت زنجیره ای در آورد، البته با افزایش اندازه زنجیره، اندازه ماژول ها باید به ناچار کمتر شود زیرا در غیر این صورت، با اضافه شدن باری که به دو انتهای زنجیره وارد می شود، کرنش وارد بر ماژول هایی که در وسط زنجیره هستند افزایش می یابد.

ربات‌های ANAT با ماژول های H شکل از این مشکل رنج نمی‌برند زیرا طراحی آن‌ها به‌گونه‌ای است که به ربات اجازه می دهد تا فشار و ضربه‌ی وارده را به طور یکنواخت در سرتاسر ماژول ها پخش کند و در نتیجه با افزایش طول ربات، ظرفیت باربری آن کاهش نمی یابد. ربات‌های ماژولار را می‌توان به‌صورت دستی و یا خودکار مجددا تغییر شکل داد تا به رباتی دیگر تبدیل شود. در این فرآیند حتی ممکن است کاربرد ربات نیز عوض شود. به دلیل این‌که ربات‌های ماژولار با ساختار مشابه، از ماژول هایی تشکیل شده‌اند که برای ربات‌های مختلف استفاده می‌شوند، می‌توان یک ربات ماژولار به شکل مار را با رباتی مشابه ترکیب کرد تا یک ربات چند بازویی به دست آورد، یا حتی می‌توان آن را به ربات‌های کوچک تری تقسیم کرد که هر کدامشان باز هم می‌توانند به ربات‌های کوچکتری تقسیم شوند. این قابلیت به یک ربات ماژولار اجازه می دهد در یک وظیفه مشخص،  به‌صورت کاملا تخصصی عمل کند یا توانایی انجام چند وظیفه مختلف را به طور همزمان داشته باشد.

فنّاوری ربات‌های ماژولار امروزه در حمل و نقل هیبریدی، اتوماسیون صنعتی، نظافت و تعمیر کانال های تهویه هوا مورداستفاده قرار می‌گیرد. بسیاری از مراکز تحقیقاتی و دانشگاه ها نیز بر روی این فنّاوری تحقیق کرده‌اند و حتی توانسته اند نمونه های اولیه موفقی را نیز بسازند.

ربات‌های مشارکتی

ربات‌های مشارکتی یا همکار که به آن‌ها کوبات نیز گفته می شود، ربات‌هایی هستند که می‌توانند در حین انجام مسئولیت‌های صنعتی ساده، به‌صورت ایمن و موثر با کارگران تعامل داشته باشند. با این وجود بازوهای ربات و سایر شرایط محیطی در کارگاه ممکن است باعث ایجاد حوادثی شوند؛ در نتیجه لازم است تا قبل از از هرگونه استفاده واقعی، تحلیل خطرات احتمالی انجام شود.

ربات‌های مشارکتی که امروزه در صنعت مورداستفاده قرار می‌گیرند عمدتاً ساخت شرکت  Universal Robots در کشور دانمارک هستند.

شرکت Rethink Robotics که توسط  Rodney Brooks تاسیس شده، در سپتامبر سال 2012 رباتی به نام  Baxter را معرفی کرد. این ربات، یک ربات صنعتی است که به‌گونه‌ای طراحی شده تا بتواند با سایر کارگران در محیط کارگاه، به طور ایمن تعامل داشته باشد و بتوان آن را برای انجام کار های ساده برنامه ریزی کرد.

ربات‌های Baxter در صورتی که انسانی در مسیر بازو های رباتیک آن‌ها قرار داشته باشد متوقف می‌شوند و همچنین کلید های مخصوص خاموش کردن ربات نیز به‌صورت برجسته بر روی بدنه آن‌ها نصب شده است. این ربات‌ها که با هدف فروش به کسب و کار های کوچک ساخته‌شده‌اند، به‌عنوان معادل رباتیک یک کامپیوتر شخصی تلقی می‌شوند. تا ماه مِی 2014، 190 شرکت در ایالات‌متحده ربات‌های Baxter را خریداری کرده‌اند و این ربات‌ها در بریتانیا نیز به‌صورت تجاری مورداستفاده قرار می‌گیرند.

اجزاي يك ربات

1_ وسايل مكانيكي و الكتريكي:شاسي، موتورها، منبع تغذيه، …

2_حسگرها (براي شناسايي محيط):دوربين ها، سنسورهاي sonar، سنسورهاي ultrasound، …

3_عملكردها (براي انجام اعمال لازم):بازوي روبات، چرخها، پاها، …

4_قسمت تصميم گيري (برنامه اي براي تعيين اعمال لازم):حركت در يك جهت خاص، دوري از موانع، برداشتن اجسام، …

5_ قسمت كنترل (براي راه اندازي و بررسي حركات روبات):نيروها و گشتاورهاي موتورها براي سرعت مورد نظر، جهت مورد نظر، كنترل مسير

معمولاً یک ربات می‌تواند کارهایی که ما انسان‌ها می‌خواهیم انجام دهیم را راحت تر انجام‌ دهد. علاوه بر این ربات‌ها می‌توانند کارهای خطرناک مانند نظارت بر تأسیسات انرژی هسته‌ای یا کاوش یک آتش‌فشان را انجام دهند. ربات‌ها می‌توانند کارها را دقیقتر از انسان‌ها انجام دهند و روند پیشرفت در علم پزشکی و سایر علوم کاربردی را سرعت ‌بخشند. ربات‌ها به ویژه در امور تکراری و خسته کننده مانند ساختن صفحه مدار، ریختن چسب روی قطعات یدکی و… سودمند هستند.

معمولاً یک ربات می‌تواند کارهایی که ما انسان‌ها می‌خواهیم انجام دهیم را ارزان‌تر انجام‌ دهد. علاوه بر این ربات‌ها می‌توانند کارهای خطرناک مانند نظارت بر تأسیسات انرژی هسته‌ای یا کاوش یک آتش‌فشان را انجام دهند. ربات‌ها می‌توانند کارها را دقیقتر از انسان‌ها انجام دهند و روند پیشرفت در علم پزشکی و سایر علوم کاربردی را سرعت ‌بخشند. ربات‌ها به ویژه در امور تکراری و خسته کننده مانند ساختن صفحه مدار، ریختن چسب روی قطعات یدکی و… سودمند هستند.

جمعیت ربات‌ها به سرعت در حال افزایش است. این رشد توسط ژاپنی‌ها که ربات‌های آن‌ها تقریباً دو برابر تعداد ربات‌های آمریکا است، هدایت شده است.

همه ارزیابی‌ها بر این نکته تأکید دارد که ربات‌ها نقش فزاینده‌ای در جوامع مدرن ایفا خواهند کرد. آن ها به انجام  کارهای خطرناک، تکراری، پر هزینه و دقیق ادامه می‌دهند تا انسان‌ها را از انجام آن‌ها باز دارند.

مزایای رباتها:

1- رباتیک و اتوماسیون در بسیاری از موارد می توانند ایمنی، میزان تولید، بهره و کیفیت محصولات را افزایش دهند.

2-  رباتها می توانند در موقعیت های خطرناک کار کنند و با این کار جان هزاران انسان را نجات دهند.

3-  رباتها به راحتی محیط اطراف خود توجه ندارند و نیازهای انسانی برای آنها مفهومی ندارد. رباتها هیچگاه خسته نمی شوند.

4-  دقت رباتها خیلی بیشتر از انسانها است آنها در حد میلی یا حتی میکرو اینچ دقت دارند.

5-  رباتها می توانند در یک لحظه چند کار را با هم انجام دهند ولی انسانها در یک لحظه تنها یک کار انجام می دهند

معایب رباتها:

1-  رباتها در موقعیتهای اضطراری توانایی پاسخگویی مناسب ندارند که این مطلب می تواند بسیار خطرناک باشد.

2-  رباتها هزینه بر هستند.

3-  قابلیت های محدود دارند یعنی فقط کاری که برای آن ساخته شده اند را انجام می دهند.

در آخر

انقلاب صنعتی زمینه‌ساز جایگزینی ماشین‌ها بجای انسان بود و راه را برای ماشینی شدن هرچه بیشتر زندگی انسان هموار کرد. در ابتدا با توجه به شرایط و اوضاع حاکم بر جوامع، مردم مخالف استفاده بیشتر از ماشین‌ها بودند، ولی با گذر زمان این مخالفت‌ها کمرنگ‌تر شده و پیوستگی خاصی میان ربات ها و انسان‌ها ایجاد گردید؛ به‌گونه‌ای که امروزه ماشین‌ها جزء لاینفک زندگی انسانی شده‌اند و حذف آن‌ها باعث شکسته شدن چرخ پیشرفت و تولید و اقتصاد و درنهایت فلج شدن جوامع می‌شود. انتظار می‌رود؛ نسل جدید ربات‌ها به‌طور ایمن و قابل اعتماد با انسان‌ها در خانه‌ها، محل‌های کار و جوامع زندگی کنند و کمک به سزایی در ارائه خدمات؛ سرگرمی، آموزش، مراقبت‌های بهداشتی، تولید داشته باشند.

تاثیر گسترش علم و دانش رباتیک بر روی فیزیک ربات‌­ها، طیف وسیع‌تری از کاربردها در حوزه‌های تحقیقاتی و رشته‌های علمی مختلف، مانند بیومکانیک، هپتیک، علوم اعصاب، شبیه‌سازی مجازی، انیمیشن، جراحی و شبکه‌های حسگر در میان دیگران، ایجاد کرده‌است. در مقابل، چالش‌های نوظهور این علم، منبعی از پرسش‌­ها و احتمالات در این حوزه را معرفی می­‌کنند، که انتظار می‌­رود این علم میان رشته‌ای پیشرفت‌­های چشمگیری در چند دهه‌­ی آینده تجربه کند.

 

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

تماس با ما

با ما تماس بگیرید یا فرم زیر را پر کنید تا با شما تماس بگیریم. ما تلاش می کنیم در 24 روز در روزهای کاری به تمام سوالات پاسخ دهیم.