آموزش اصولی ساخت یک ربات-آشنایی با ربات ها {جلسه اول}

مقدمه

ربات ها يك سيستم الكترومكانيكی هستند كه به انسان كمك مي كند تا كارهای خسته كننده، تكراری و البته خطرناك را انجام دهد. سنسورها به همراه قطعات مكانيكی، الكترونيكی و برنامه نويسی يك ربات را تكميل می كنند. همه ما در خانه از ربات هايی همانند ماشين لباسشويی، ماشين ظرفشويی و… استفاده مي كنيم اينها ساده ترين نوع ربات هايی هستند كه ما استفاده می كنيم. اصطلاح ربات اولين بار توسط يك نمايش نامه نويس اهل چك با نام Karel Capek در سال 1920 استفاده شد.

ساختمان يك ربات

يك ربات از سه بخش زير تشكيل شده است:

1- مكانيك

بخش مكانيك يك ربات همانند شاسي، موتور، گيربكس، چرخ، پولي و ديگر قطعات مكانيكى ربات را شامل مي شود. یک مهندس مکانیک می بایست علاوه بر اینکه با تمامی اجزای گفته شده آشنایی داشته باشد و بتواند با آنها کار کنید، به شبیه سازی آنها در محیط های مختلف نیز بپردازد.

2- الكترونيك

بخش الكترونيك به بخش مكانيك كمك مي كند تا به حركت در بيايد در حقيقت در بخش الكترونيك با استفاده از انواع سنسورها و بردهاى الكترونيكي راه انداز اجزاى مكانيكي به حركت در مي آيند. مهندسین الکترونیک با طراحی مدارات و بردهای راه انداز شریان های یک ربات را هدف می گیرند. در حقیقت بعد از اینکه مهندس مکانیک دست و پا و سر و… یک ربات را ساخت مهندس الکترونیک برای به حرکت در آوردن آنها و تزریق جریانی از الکترون به درون آنها شروع به کار می کند. 

3- برنامه نويس

اين بخش در حقيقت مغز ربات است. يك برنامه نويس با كمك دوستان مكانيكي و الكترونيكي مغز يك ربات را برنامه نويسي مي كند و وظيفه هدايت ربات را بر عهده دارد. هنگامی که یک ربات آماده شد و قابلیت حرکت نیز داراست مهندسین برنامه نویس با برنامه های کاربردیشان مغز ربات را طرح ریزی می کنند ممکن است در بسیاری از موارد مهندس برنامه نویس با مهندس مکانیک و الکترونیک برای تغییر یک ساختار وارد عمل شوند تا برنامه بتواند به نحو مطلوب تری عمل کند و اینگونه نیست که بعد از اتمام ساخت برنامه نویس به تنهایی کار خود را دنبال کند و دو بخش دیگر را رها کند. همگی این بخش ها با هم در ارتباط هستند.

مزایا و معایب ربات ها

مزایای ربات ها:

از مزایای ربات ها می توان به سرعت، دقت، ایمنی بیشتر، تولید بیشتر، کیفیت بالاتر و کار در شرایط خطرناک به همراه تکرارپذیری بدون خستگی را نام برد. 

معایب ربات ها:

از معایب ربات ها می توان محدودیت هایی نام برد که ربات ها قادر به انجام آن نیستند و یا در حال حاضر امکان انجام آن را ندارند. البته اگر قادر به انجام هر کاری باشند باعث می شوند که انسان ها بیکار شوند و بالطبع مشکلات اقتصادی را به همراه می آورند. شاید ربات ها بتوانند تکرارپذیری داشته باشند ولی با گذشت زمان تجربه آنها بیشتر نمی شود و این در صورتی است که یک انسان به مرور زمان تجربه بیشتری کسب می کند و کار را بهبود می بخشد. همچنین ربات ها شاید بتوانند داده های بسیاری را در خود ذخیره کنند ولی به کارگیری این داده های ذخیره شده همانند مغز انسان نیست.همچنین هزینه ساخت و تولید یک ربات زیاد است. از آنجایی که ربات ها فکر نمی کنند نمی توانند نتایج خود را بهبود بخشند و فقط به صورت مداوم یک کار را تکرار می کنند.

قوانين آسيموف براى ربات ها

ایزاک آسیموف كه نويسنده كتاب هاى علمى تخيلى بود لغت ربات را در داستان هاى كوتاه خود در سال 1942 استفاده كرد و سه قانون اصلی را برای ربات ها تعین کرد تا بتوان آنها را کنترل کرد:

1- یک ربات نباید به انسان آسیب بزند یا از طریق بی‌حرکتی، زندگی انسان را به خطر بیاندازد.

2-  یک ربات باید از دستورات انسان اطاعت کند به جز در مواردی که قانون اول نقض می شود.

3- یک ربات باید از خود محافظت کند تا جایی که قوانین اول و دوم نقض نشود.

معروف ترين ربات هاى ساخت انسان

يكي از معروف ترين ربات هاي ساخت انسان ربات آسيمو مي باشد. اين ربات انسان نما در سال 2000 توسط شركت هونداي ژاپن معرفي شد. اين ربات با استفاده از سنسورهايي كه در آن تعبيه شده است قادر است تا صدا، حركت، فاصله و تعدادي از حركات فيزيكي را تشخيص دهد. ربات آسيمو 130 سانتي متر قد داره و 54 كيلو هم وزن دارد. شركت هوندا با تحقيقاتي كه انجام داد به اين نتيجه رسيد كه بهترين قد براي يك ربات طوري كه بتواند در را باز كند و كليدبرق را خاموش روشن كند بين 120cm و متوسط  قد يك انسان بزرگسال است.

يكي ديگر از ربات هايي كه سر و صداي زيادي به پا كرد ربات Bigdog مي باشد كه ساخت شركت بوستون دايناميكس است. اين ربات قابليت هاي ويژه اي دارد و از لحاظ پایداری در سطح بسیار بالایی می باشد. اين ربات به سفارش ارتش آمريكا ساخته شد.

يكي ديگر از ربات هاي معروف ربات مريخ نورد مي باشد. این ربات به سفارش ناسا برای تحقیق بر روی مریخ ساخته شد و سالها وظیفه تحقیقاتی خود را بر روی سطح مریخ با انجام نمونه های مختلف انجام میداد.

ربات اندرويدى توشيبا

ربات اندرويدى توشيبا با نام Aiko Chihara معرفي شد. اين ربات با داشتن سنسورهاى زياد به نرمي صحبت مي كند. البته اين ربات فعلا فقط قابليت صحبت كردن به زبان ژاپني را داراست و دانشمندان بر روي آن كار مي كنند تا به كمك سيستم اندرويدي بتوانند ديگر زبان هاي دنيا را نيز به او القا كنند.

تعدادی دیگر از ربات های انسان نما که بعضی از آنها را در مسابقات رباتیک مشاهده می کنیم را در زیر آورده ایم:

• ربات اطلس(Atlas) ساخت دارپا(Darpa) که زیر نظر وزارت دفاع آمریکا کار می کند.
• ربات نائو(NAO) ساخت Albedaran Robotics که در کشور فرانسه کار می کند.
• ربات Petman ساخت دارپا
• ربات Otonaroid&Kodomoroid ساخت Miraikan که در کشور ژاپن فعالیت می کند.
• ربات Kirobo که توسط دانشجویان دانشگاه توکیو ساخت شد و هم اکنون در این دانشگاه در معرض نمایش گذاشته شده است.
• ربات Pepper ساخت Softbank که قبلا نائو را روانه بازار کرده بود و البته در حال حاضر در چند کشور دیگر برای اهداف رباتیکی ساخته می شود.
• ربات موتوبات یا Motobat که یک ربات موتورسوار است و ساخت شرکت یاماها می باشد.
• ربات Eve-R4 ساخت KITECH می باشد و باعث شد کشور کره نیز در زمینه رباتیک حرفی برای گفتن داشته باشد.
• ربات Telenoid ساخت Miraikan می باشد که باز هم ژاپن را در آوردگاه ربات ها معرفی می کند.
• ربات BRETT در آزمایشگاه برکلی توسط دانشجویان پا به جهان گذاشت.

• دوستان عزیز بیشتر دوره های مربوط به این وب سایت رایگان می باشد. در صورت تمایل می توانید به اندازه وسع مالی خود(هر چند ناچیز) جهت پرداخت هزینه های نگهداری وب سایت از ما حمایت کنید:

  جهت حمایت مالی از پروژه های ROBOUAV کلیک کنید

لینک کانال های اینستاگرام و تلگرام وب سایت robouav:

کانال تلگرام ما

اینستاگرام ما