ما و انقلاب رباتيك مقاله ای از آقای محمد عطاری

ROBOTICS

کاربر فعال مهندسی رباتیک
ما و انقلاب رباتيك


مقاله ای از آقای محمد عطاری


تعريف ربات

با اينكه علم رباتيك علمي جديد است، اما سابقه اي قديمي و طولاني دارد و كلمه روبوت از سالها پيش مطرح و استفاده شده است. در قرن هفدهم ماشينهايي به صورت عروسكهاي كوكي وجود داشته كه قادر به حركت وانجام عمليات مختلف بوده اند. در قرن نوزدهم رباتهاي نوازنده مطرح شدند. اين رباتها علي رغم عدم استفاده از كامپيوتر در آنها، قادر به برنامه ريزي و نواختن نتهاي مختلف و متنوع بوده اند. «لئوناردو داوينچي» نيز در سال 1900، طرحهايي از رباتهاي آدم نما در كتابهاي خود رسم كرده است كه امروزه از روي آنها رباتهايي را ساخته اند. اما آن چيزي كه ربات را مشهور كرد نمايشنامه اي بود كه در سال 1920 در پاريس به روي صحنه رفت و از كلمه «روبوت» براي موجودات سخت كوش استفاده شد.

«روبوت» از كلمه روسي «روبوتا» به معناي سخت كوش گرفته شده است. در سال 1950 «آسميوف» داستانهايي نوشته و كلمه ربات را معرفي كرد. در نوشته هاي او ربات به موجودات شيطان صفتي اطلاق مي شدكه با انسان مقابله مي كردند. اما امروزه امروزه هر ماشيني كه سه ويژگي زير را داشته باشد، ربات تلقي مي گردد.

1. دريافت اطلاعات : يك ربات بايد قادر باشد از محيط اطراف خود اطلاعاتي را دريافت كند. به عنوان مثال اگر يك ماشين لباسشويي اطلاعاتي راجع به ميزان چكه آب دريافت كند، يك ربات محسوب مي شود. ولي اگرتنها يك وسيله براي شستشوي لباسها باشد ديگر يك ربات نيست.

2. قابليت انجام كارهاي مختلف را داشته باشد. مثلاً يك ربات صنعتي اگر ابزار مناسب داشته باشد بايد بتواند كارهايي مانند جوشكاري، رنگرزي و يا حمل و نقل اشياء را انجام دهد. يعني توانايي انجام كارهاي شخص انسان را داشته باشد.

3. قابل برنامه ريزي باشد. اين ويژگي يكي از قابليتهاي مهم ربات محسوب مي شود. و يك ربات براي قابل برنامه ريزي شدن حتماً بايد مجهز به وسيله برنامه پذير يعني كامپيوتر باشد.

تعريف علم رباتيك

علم مطالعه ربات را علم رباتيك گويند. علم رباتيك علم وسيعي است كه شامل علوم الكترونيك، مكانيك، كامپيوتر و سخت افزار مي باشد، كه از آن اصطلاحاً با نام «مكاترونيك» نيز ياد مي شود. اما تعريف ديگر علم رباتيك اين است كه علم رباتيك سعي مي كند يك ارتباط هوشمند بين اطلاعاتي كه از محيط ادراك مي شود و فعاليتي كه در رابطه با محيط بايد انجام شود برقرار كند.

قسمتهاي مختلف يك ربات

1. قسمت مكانيكي كه شامل بازوها، تنه و ابزار آلاتي كه براي كار ربات لازم هستند. (مثلاً براي جوشكاري، رنگرزي و...)

2. محرك ها كه قسمتهاي مكانيكي را به حركت در مي آورند. (مانند يك موتور كه باعث حركت بازو مي شود.)

3. سنسورها (حسگرها) كه اطلاعات را از محيط دريافت مي كنند. كه شامل سنسورهاي پيچيده (سنسور بينايي) و سنسورهاي ساده (سنسور برخورد، سنسور تعيين فاصله با اشيا و ...) مي باشند. (سنسورها وظيفه سنس كردن موقعيت را بر عهده دارند.)

4. كنترل كامپيوتري كه ارتباط بين اطلاعاتي كه ادراك مي شود، اهدافي كه بايد انجام شود و موتورها و محركها را برقرار مي كند.

ميادين حضور رباتها

رباتها معمولا در سه موقعيت استفاده مي شوند :

1. موقعيت هاي خطرناك مانند نيروگاه هاي هسته اي و ميادين جنگ كه براي انسان خطرناك است.

2. مكان هايي كه كارها سخت و تكراري است. مثلاً در كارخانه هايي كه كارگران موظفند كاري را به دفعات انجام دهند و خستگي، منجر به كاهش كيفيت توليد مي شود.

3. مكان هاي آلوده مانند داخل لوله ها و فاضلابهاي شهري.

رباتهاي صنعتي

تصور اكثر ما از ربات اين نوع ربات است. ربات صنعتي يا بازوي صنعتي كاربرد وسيعي در صنايع الكترونيك، رنگرزي، حمل و نقل وسايل (20%) و جوشكاري (70%) دارد.

ربات صنعتي معمولا يك پايه دارد كه روي زمين به صورت بسيار محكم پيچ (ثابت) مي شود و داراي 6 درجه آزادي است و مي تواند هر نقطه اي از محيط و فضا را براي كار در اختيار داشته باشد و اين كار را با استفاده از بازوهاي خود انجام مي دهد. اين رباتها كامپيوتري نيز دارندكه برنامه ريزي لازم را انجام مي دهد. مثلاً اينكه بازوها در كجا قرار بگيرند و يا چه كاري انجام دهند.

مزاياي استفاده از ربات در صنعت

به عنوان نمونه مي توان از كشور هايي همچون ژاپن ياد كرد كه بيشترين تعداد ربات دنيا در آنجا يافت مي شود. ژاپن دومين قدرت اقتصادي دنيا و پادشاه ربات سازي محسوب مي شود. در مرحله دوم، اروپا كه شامل چهار قطب صنعتي جهان (آلمان، انگلستان، فرانسه و ايتاليا) مي باشد، قرار گرفته است. ژاپن 3 تا 4 برابر كل اروپا ربات ساخته و در صنعت استفاده مي كند. در مرحله بعد آمريكا و ديگر كشورها قرار دارند. با اين اطلاعات متوجه مي شويم كه استفاده از ربات در صنعت تا آنجا موثر است كه مي تواند كشورها را به عنوان قدرتهاي اقتصادي دنيا مطرح كند.

از جمله مزاياي استفاده از ربات مي توان به موارد زير اشاره كرد :

1. افزايش محصول : تيراژهاي بالا نياز به ربات دارد.

2. انعطاف پذيري در توليد : چند خط توليد همزمان با يك ربات ولي با برنامه هاي مختلف مي توانند كاركنند بدون اينكه در كار يكديگر خللي وارد كنند. (مثلا خط توليد همزمان تلويزيون و يك قطعه از اتومبيل)

3. قابليت اطمينان : رباتها اشتباه و يا كوتاهي نمي كنند. همچنين كار طولاني موجب خستگي و بالا رفتن اشتباه در آنها نمي شود.

4. دقت در توليد و افزايش كيفيت توليد : مثلاً رنگ آميزي يك اتومبيل با ربات بسيار دقيق تر و تميزتر و شيك تر از رنگ آميزي با دست است.

5. ايمني در كار : مثلاً در جوشكاري ها و يا جابجايي هايي كه براي بدن انسان مضر است، ربات بسيار مناسب است.

جالبترين رباتها، رباتهاي انسان نما هستند. روز به روز به تعداد رباتها و تنوع آنها افزوده مي شود. شركت هوندا در سال 1996 طلسم توليد رباتهاي انسان نما را شكست. بيست سال تحقيقات و صرف نزديك به 100 ميليون دلار هزينه باعث شد تا ربات انسان نما توليد شود.

رباتهاي انسان نما چه از لحاظ تكنيكي و چه از لحاظ كاربردي به شدت در حال گسترش هستند. اين رباتها مي توانند از پله ها بالا و پايين بروند، چهره مالك خود را بشناسند، اشياء را جابجا كنند، گوش بدهند و صحبت كنند. و جالبتر اينكه شما مي توانيد با كمتر از 1000 دلار يك ربات انسان نما بخريد و با خود به جامعه ببريد.

مشخصات ربات هوشمند انسان نما

1. يادگيري : يك ربات خانگي بايد كاملاً هوشمند باشد و ياد بگيرد. مثلا يك صندلي را در هر جاي خانه كه باشد تشخيص دهد. (زيرا مسلماً لوازم خانه هميشه در يك جاي مشخصي نيستند.) به طوركلي رباتهايي كه ساخته مي شوند ياد مي گيرند كه صاحب خود را بشناسند و چگونه با او رفتاركنند.

2. برنامه ريزي : ربات بايد براي انجام عمليات مختلف و اهداف و فرامين انجامي برنامه ريزي (planing) شود. ربات بايد بتواند هر كاري را به كارهاي كوچكتر بشكند و با انجام آنها به اهداف بزرگتري برسد.

3. استدلال : ربات بايد توانايي استدلال در انجام فرامين داشته باشد. مثلاً اگر به او دستور داده مي شود كه به آشپزخانه برود ولي در عين حال در آشپزخانه بسته باشد و يا مانعي مثل يك صندلي سر راه او باشد، بايد بتواند استدلال كند و عكس العمل مناسب را انجام دهد. يعني در آشپزخانه را باز كند يا از كنار مانع عبور كند.

4. بينايي : يك ربات هوشمند بايد بينايي داشته باشد. همانطور كه ما حدود 90% اطلاعاتمان را از طريق بينايي به دست مي آوريم او نيز بايد بتواند اطلاعات را از همين طريق بدست آورد.

رباتها به جاي آدمها

شركت «سوني» به كمك كشور آمريكا فيلمي ساخته است كه در آن همزيستي انسان و ربات را نشان مي دهد. رباتي كه به مهد كودك مي رود. آري بعيد نيست روزي به همراه كودكانمان رباتها را نيز در كلاس درس ببينيم. همانطور كه اكنون رباتها در بسياري از موقعيتها ظاهر مي شوند. ربات راهنماي موزه، ربات پيش خدمت رستورانها، ربات جاروبرقي، ربات ماشين ظرفشويي و حتي پيشرفته تر از آن ربات فضايي كه «ناسا» آن را براي تعمير دستگاهها به فضا فرستاد. و رباتهاي نظامي كه آمريكا و اسرائيل هم اكنون در جنگهاي خود از آنها استفاده مي كنند. ربات پرنده كه 6 مورد از آن در اسرائيل وجود دارد.

ما و انقلاب رباتيك

ايران در انقلاب صنعتي نقشي نداشت. اما اكنون انقلاب IT و انقلاب رباتيك درپيش است. تحقيق و مطالعه در زمينه هوش مصنوعي و رباتيك بسيار وسيع و گسترده است. حتي اين سخن مطرح است كه هوش مصنوعي زمينه اي است كه دانشمندان اكثر علوم حسرت مي خورند كه چرا در اين زمينه حاضرنشدند و از آن آگاهي پيدا نكردند . علت اين حسرت اين است كه در ساير علوم پيشرفتهاي زيادي انجام شده و لذا رسيدن به يك پيشرفت جديد احتياج به كار زيادي دارد. مثلا براي ارائه يك مقاله در زمينه فيزيك، شيمي يا رياضي سالها بايد زحمت كشيد تا يك مقاله جديد با مسئله جديد ارائه كرد ولي هوش مصنوعي و رباتيك به دليل تازه بودن بسيار وسيع و گسترده است و با صرف وقت كم و انرژي معمولي مي توان پيشرفت زيادي در اين زمينه به دست آورد. دنيا در ابتداي راه رباتهاست. بياييد با اين قافله همراه شويم تا نه از دنيا و علم عقب بمانيم و نه از آبادي و پيشرفت كشورمان.

روبوكاپ

روبوكاپ مجموعه مسابقات، كنفرانسها و برنامه هاي آموزشي پژوهشي است كه با هدف گسترش علم رباتيك برگزار مي شود. در واقع روبوكاپ بستري براي توسعه رباتيك با سرعتي بيشتر است. در روبوكاپ براي اينكه يك ايده اصلي وجود داشته باشد يك هدف مطرح شده است و آن اين است كه قهرمان تيم هاي رباتيك فوتبال در سال 2050 با قهرمان تيم فوتبال جهان مسابقه بدهد و احتمالا برنده شود. اين يك هدف نمادين است. مساله اين است كه بشر بتواند بسياري از مشكلات تكنيكي وكاربردي را در زمينه استفاده از ربات حل كند و اگر بتواند به اين مهم دست يابد يعني كار علمي، صنعتي و فني مهمي انجام داده است و بسياري از مشكلات را حل كرده است.

روبوكاپ داراي يك فدراسيون جهاني است. اين فدراسيون تعيين مي كند كه هر سال مسابقات در كدام كشور برگزار شود. همچنين تعيين قوانين و نحوه امتياز گذاري و غيره بر عهده اين فدراسيون است. كميته هاي ملي روبوكاپ دركشورهاي مختلف دنيا وجود دارد. ايران نيز يكي از اين كشورها مي باشد.

ربوكاپ د رايران

ايده اصلي مسابقات روبوكاپ از سال 1992 مطرح شد و مسابقات در اين زمينه آغاز گرديد. ايران براي اولين بار به طور رسمي در سال 1997 در اين مسابقات شركت كرد. در سال 1998 تيمي از دانشگاه صنعتي شريف با حضوري قدرتمند در اين مسابقات ظاهر شد. در سال 1999 دو تيم از ايران در اين مسابقات شركت داشتند كه يكي از آنها قهرمان مسابقات شد. امروزه ايران سهم زيادي در اين مسابقات دارد و يكي از قطبهاي ربوكاپ محسوب مي شود. سال گذشته مسابقات در ژاپن برگزار شد و حدود 14 مدال توزيع شد كه نيمي از اين مدالها به ايراني ها رسيد. لذا ما بايد بر علم خود بياليم و بر پيشرفت آن بكوشيم تا همچنان در جهان بدرخشيم و با اجراي اهدافمان ايراني بسازيم آبادتر از هميشه .

اهداف ما از شركت در روبوكاپ

هدف اول : گسترش رباتيك همراه با جذابيت

روبوكاپ يك فعاليت سالم است و مي تواند دروس مختلف را به صورتي كاملاً كاربردي درآ ورد.

هدف دوم : روبوكاپ يك زمينه مناسب براي تبادلات فرهنگي با ديگركشورهاست.

امروزه وقتي با دانشجويان، اساتيد و دانشمندان خارجي صحبت مي شود، ايران را با روبوكاپ مي شناسند و آن را به خاطر پيشرفتي كه در زمينه روبوكاپ داشته يك كشور علمي قلمداد مي كنند. خوب است بدانيد اكثر تيمهايي كه در مسابقات روبوكاپ موفق مي شوند معمولاً يك متخصص ايراني دارند.

هدف سوم : و هدف اصلي اين است كه روبوكاپ را به سمتي كه نيازهايمان را برآورده سازد هدايت كنيم.

انتظارات ما از روبوكاپ

انتظارات ما از روبوكاپ بسيار زياد است. اگرچه برخي از آنها غيرواقعي است زيرا فقط از طريق علم نمي توان به آنها رسيد. دستيابي به اين اهداف نياز به پايگاههاي اقتصادي و حمايتهاي دولتي فراواني دارد.

1. كشور ما با شركت در مسابقات و قهرماني در آنها به يك كشور دارنده علم وسازنده علم رباتيك در جهان مبدل مي شود. البته اين يك انتظار غيرواقعي است كه مي تواند به راحتي تحقق يابد.

2. ما انتظار داريم به كمك علم رباتيك پتانسيل علمي كشور را بالا ببريم. مثلاً وقتي يك دختر رباتي مي سازد، در آينده حتي اگر خانه دار هم شود به راحتي مي تواند از وسائل تكنولوژيك آينده استفاده كند و اگر وارد صنعت شود مي تواند بسيار مثمرثمر باشد. يعني در واقع ما نيرويي تربيت مي كنيم كه مي تواند با تكنولوژي روز دنيا پيش رود و ازآن بهره بگيرد.كه البته انتظاري مثبت و واقعي است.

3. انتظار داريم به كمك روبوكاپ اعتباري صنعتي وعلمي به دست آوريم. همانگونه كه امروزه اكثر دانشگاههاي دنيا، ايران را به عنوان يك قطب قوي در روبوكاپ و علم رباتيك مي شناسند.

4. و انتظاري كه اگر برآورده شود بيش از هر چيز به آبادي كشور مي انجامد، افزايش اعتماد به نفس هر انسان است. و اينكه ايرانيان بدانند نه تنها از هيچ كشوري كمتر نيستند، بلكه مي توانند با علم خود كشوري بسازند كه از زندگي درآن لذت ببرند.كشوري آبادتر، كشوري سالمتر و كشوري شادابتر.
 

Similar threads

بالا