روبات و روباتیک

بشر نام علمی homo-sapiens یا «مرد خردمند» را به خود نسبت داده است، زیرا قابلیت های ذهنی و حسی ما برای زندگی روزمره بسیار مفید هستند. حوزه هوش مصنوعی (artificial Intelligence) سعی دارد تا موجودیت های هوشمند را درک کند. از این رو یکی از علل مطالعه آن، بیشتر دانستن در مورد خودمان است، اما برخلاف فلسفه و روانشناسی - که آنها نیز به هوشمندی مرتبط هستند - هوش مصنوعی سعی دارد به همان خوبی که آنها را می فهمد، به ساخت آنها نیز قادر شود.
دلیل دیگر برای مطالعه هوش مصنوعی، جالب و مفید بودن این موجودیت های هوشمند است. هوش مصنوعی محصولات مهم و مؤثر زیادی در مراحل اولیه توسعه اش تولید کرده است. اگر چه هیچ کس نمی تواند آینده را به طور مشخص پیش بینی کند، اما آشکار است که کامپیوتر هایی هوشمند همردیف با انسان، تأثیر بسزایی بر زندگی روزمره و همچنین برآینده خواهد داشت.
روبات یک ماشین الکترومکانیکی هوشمند است که می توان آن را بارها برنامه ریزی کرد. چندکاره و کارآمد و مناسب برای محیط است.
کلمه روباتیک (robatics) را اولین بار «ایزاک آسیموف» در یک داستان کوتاه ارائه کرد. ایزاک آسیموف (۱۹۹۲-۱۹۲۰) نویسنده کتاب های توصیفی درباره علوم و داستان های علمی - تخیلی است. در سال ۱۹۵۴ میلادی، عصر روباتها با ارائه اولین روبات آدم نما از طرف «جرج دوول» (George Devol) شروع شد.
امروزه ، ۹۰ درصد روباتها، روباتهای صنعتی هستند ، یعنی روباتهایی که در کارخانه ها، آزمایشگاه ها، انبارها، نیروگاه ها، بیمارستان ها، و بخش های مشابه به کارگرفته می شوند.
در سال‌های قبل، بیشتر روباتهای صنعتی در کارخانه های خودروسازی به کارگرفته می شدند، ولی امروزه تنها حدود نیمی از روباتهای موجود در دنیا در کارخانه های خودروسازی به کار گرفته می شوند. مصارف روباتها در همه ابعاد زندگی انسان به سرعت در حال گسترش است تا کارهای سخت و خطرناک را به جای انسان انجام دهند. برای مثال امروزه برای بررسی وضعیت داخلی راکتورها از روبات استفاده می شود تا تشعشعات رادیواکتیو به انسانها صدمه نزند.
در سال ۱۹۵۶ م پس از توسعه فعالیت های تکنولوژیک بعد از جنگ جهانی دوم , یک ملاقات تاریخی بین جرج سی.دوول (George C.Devol) مخترع و کارآفرین صاحب نام و ژوزف اف.انگلبرگر (F.Engelberger Joseph ) که یک مهندس با سابقه بود ، صورت گرفت. در این ملاقات آنها به بحث در مورد داستان آسیموف پرداختند. ایشان سپس به موفقیت های بسیاری در تولید روباتها دست یافتند و با تأسیس شرکت های تجاری به تولید روبات مشغول شدند. انگلبرگر شرکت unimate را برگرفته از universal Automation برای تولید روبات پایه گذاری کرد. نخستین روباتهای این شرکت در کارخانه جنرال موتورز (General Motors) برای انجام کارهای دشوار در خودروسازی به کار گرفته شد. انگلبرگر را «پدر روباتیک» نامیده اند.
بعدها روباتهای صنعتی زیادی ساخته شدند و انجمن صنایع روباتیک این تعریف را برای روبات صنعتی ارائه کرد:
«روبات صنعتی یک وسیله چند کاره و با قابلیت برنامه ریزی چند باره است که برای جابه جایی قطعات، مواد، ابزارها با وسایل خاص به وسیله حرکات برنامه ریزی شده، برای انجام کارهای مختلف استفاده می شود.»
در سال ۱۹۶۲ م شرکت خودروسازی جنرال موتورز نخستین روبات Unimate را در خط مونتاژ خود به کار گرفت.
روباتها روز به روز هوشمندتر می شوند تا هر چه بیشتر در کارهای سخت و پر خطر به یاری انسان ها بیایند.
▪ قانون روباتیک مطرح شده از سوی آسیموف:
۱) روبات ها نباید هیچ گاه به انسانها صدمه بزنند،
۲) روباتها باید دستورات انسان ها را بدون سرپیچی از قانون اول اجرا کنند،
۳) روباتها باید بدون نقض قانون اول و دوم از خود محافظت کنند.
● اجزای یک روبات:
- وسایل مکانیکی و الکتریکی: شاسی، موتورها، منبع تغذیه و...
- حسگرها (برای شناسایی محیط) دوربین ها، سنسورهای sonar، سنسورهای ultrasound و...
- عملکردها (برای انجام اعمال لازم) بازوی روبات، چرخ ها، پاها و...
- قسمت تصمیم گیری (برنامه ای برایتعیین اعمال لازم): حرکت در یک جهت خاص، دوری از موانع، برداشتن اجسام و...
- قسمت کنترل (برای راه اندازی و بررسی حرکات روبات) : نیروها و گشتاورهای موتورها برای سرعت مورد نظر، جهت مورد نظر، کنترل مسیر و...
● انواع روباتها:
روباتهای امروزی که شامل قطعات الکترونیکی و مکانیکی هستند در ابتدا به صورت بازوهای مکانیکی برای جابه جایی قطعات و یا کارهای ساده و تکراری به وجود آمدند که موجب خستگی و عدم تمرکز کارگر و افت بازده می شد. این گونه روباتها، جا به جاگر(manipulator) نام دارند. جابه جاگرها معمولاً در نقطه ثابت و در فضای کاملاً کنترل شده در کارخانه نصب می شوند و به غیر از وظیفه ای که برای آن طراحی شده اند قادر به انجام کار دیگری نیستند. این وظیفه می تواند در حد بسته بندی تولیدات، کنترل کیفیت و جدا کردن تولیدات بی کیفیت و یا کارهای پیچیده تری همچون جوشکاری و رنگزنی با دقت بالا باشد.
نوع دیگر روباتها که امروزه مورد توجه بیشتری است روباتهای متحرک هستند که مانند روباتهای جابه جا کننده در محیط ثابت و شرایط کنترل شده کار نمی کنند، بلکه همانند موجودات زنده در دنیای واقعی و با شرایط واقعی زندگی می کنند و سیر اتفاقاتی که روبات باید با آنها روبه رو شود از قبل مشخص نیست. در این نوع روبات هاست که تکنیک های هوش مصنوعی باید در کنترل کننده روبات (مغز روبات) به کار گرفته شود.
● روباتهای متحرک به دسته های زیر تقسیم می شوند:
۱) روباتهای چرخ دار با انواع چرخ عادی و یا شنی تانک و با پیکربندی های مختلف یک، دو یا چند قسمتی
۲) روباتهای پادار مثل سگ اسباب بازی AIBO ساخت شرکت سونی یا روبات ASIMO ساخت شرکت هوندا.
۳) روباتهای پرنده
۴) روباتهای چند گانه (هایبرید) که ترکیبی از روباتهای بالا یا ترکیب با جابه جا گرها هستند.
● مزایای روباتها:
۱) روباتیک و اتوماسیون در بسیاری از موارد می توانند ایمنی، میزان تولید، بهره و کیفیت محصولات را افزایش دهند.
۲) روباتها می توانند در موقعیت های خطرناک کار کنند و با این کار، جان هزاران انسان را نجات دهند.
۳) روباتها به راحتی محیط اطراف خود توجه ندارند و نیازهای انسانی برای آنها مفهومی ندارد. روباتها هیچگاه خسته نمی شوند.
۴) دقت روباتها خیلی بیشتر از انسانهاست، آنها در حد میلی یا حتی میکرو اینچ دقت دارند
۵) روباتها می توانند در یک لحظه چند کار را با هم انجام دهند، ولی انسانها در یک لحظه تنها یک کار انجام می دهند.
● معایب روباتها:
۱) روباتها در موقعیت های اضطراری توانایی پاسخگویی مناسب ندارند که این مطلب می تواند بسیار خطرناک باشد.
۲) روباتها هزینه بر هستند
۳) قابلیت های محدود دارند یعنی فقط کاری را که برای آن ساخته شده اند انجام می دهند.
اکنون اولین روبات انسان نمای خاورمیانه در دانشگاه صنعتی شریف طراحی و ساخته می شود.
شاید در رسانه های گروهی امثال این خبرها را دیده یا شنیده باشید و مطلع هستید که دانشجویان دانشگاههای کشورمان در مسابقات گوناگون روبات شرکت کرده و حتی مقام های جهانی را به خود اختصاص داده اند. آیا تاکنون به این فکر کرده اید که شما هم می توانید روبات بسازید؟

منبع: www.fpa.۴t.com

منبع : فصلنامه سیمای پژوهش