روباتیک

روباتيک، علم مطالعه فن آوري مرتبط با طراحي، ساخت و اصول کلي و کاربرد رباتهاست. روباتيک علم و فن آوري ماشينهاي قابل برنامه ريزي، با کاربردهاي عمومي مي باشد برخلاف تصور افسانه اي عمومي از رباتها به عنوان ماشينهاي سيار انسان نما که تقريباً قابليت انجام هر کاري را دارند، بيشتر دستگاههاي روباتيک در مکانهاي ثابتي در کارخانه ها بسته شده اند و در فرايند ساخت با کمک کامپيوتر، اعمال قابل انعطاف، ولي محدودي را انجام مي دهند چنين دستگاهي حداقل شامل يک کامپيوتر براي نظارت بر اعمال و عملکردها و اسباب انجام دهنده عمل مورد نظر، مي باشد. بعضي از رباتها، ماشينهاي مکانيکي نسبتاً ساده اي هستند که کارهاي اختصاصي مانند جوشکاري و يا رنگ افشاني را انجام مي دهند. ساير سيستم هاي پيچيده تر که بطور همزمان چند کار انجام مي دهند، به دستگاههاي حسي، براي جمع آوري اطلاعات مورد نياز براي کنترل کارشان نياز دارند. حسگرهاي يک ربات ممکن است بازخورد حسي ارائه دهند، طوريکه بتوانند اجسام را برداشته و بدون آسيب زدن، در جاي مناسب قرار دهند. ربات ديگري ممکن است داراي نوعي ديد باشد.، که عيوب کالاهاي ساخته شده را تشخيص دهد. بعضي از رباتهاي مورد استفاده در ساخت مدارهاي الکترونيکي، پس از مکان يابي ديداري علامتهاي تثبيت مکان بر روي برد، مي توانند اجزا بسيار کوچک را در جاي مناسب قرار دهند. ساده ترين شکل رباتهاي سيار، براي رساندن نامه در ساختمانهاي اداري يا جمع آوري و رساندن قطعات در ساخت، دنبال کردن مسير يک کابل قرار گرفته در زير خاک يا يک مسير رنگ شده که هرگاه حسگرهايشان در مسير، فردي را پيدا کنند متوقف مي شوند. رباتهاي بسيار پيچيده تر در محيط هاي نامعين تر مانند معادن استفاده مي شود کلمه ربات توسط Karel Capek نويسنده نمايشنامه R.U.R (روبات‌هاي جهاني روسيه) در سال 1921 ابداع شد. ريشه اين کلمه، کلمه چک اسلواکي(robotnic) به معني کارگر مي‌باشد. در نمايشنامه وي نمونه ماشين، بعد از انسان بدون دارا بودن نقاط ضعف معمولي او، بيشترين قدرت را داشت و در پايان نمايش اين ماشين براي مبارزه عليه سازندگان خود استفاده شد. البته پيش از آن يونانيان مجسمه متحرکي ساخته بودند که نمونه اوليه چيزي بوده که ما امروزه ربات مي‌ناميم. امروزه معمولاً کلمه ربات به معني هر ماشين ساخت بشر که بتواند کار يا عملي که به‌طور طبيعي توسط انسان انجام مي‌شود را انجام دهد اطلاق مي‌شود. بيشتر رباتها امروزه در کارخانه‌ها براي ساخت محصولاتي مانند اتومبيل؛ الکترونيک و همچنين براي اکتشافات زيرآب يا در سيارات ديگر مورد استفاده قرار مي‌گيرد. علم رباتيک از سه شاخه اصلي تشکيل شده است: • الکترونيک ( شامل مغز ربات) • مکانيک (شامل بدنه فيزيکي ربات) • نرم افزار (شامل قوه تفکر و تصميم گيري ربات). اگريک ربات را به يک انسان تشبيه کنيم، بخشهايي مربوط به ظاهر فيزيکي انسان را متخصصان مکانيک مي سازند، مغز ربات را متخصصان الکترونيک توسط مداراي پيچيده الکترونيک طراحي و مي سازند و کارشناسان نرم افزار قوه تفکر را به وسيله برنامه هاي کامپيوتري براي ربات شبيه سازي مي کنند تا در موقعيتهاي خاص فعاليت مناسب را انجام دهد.

تا کنون ربات های انسان نمای زیادی ساخته شده که می توانند روی دو پای خود ايستاده و حتی راه بروند. اما رباتی که در تصویر مشاهده می کنيد primer-v2 نام دارد. این یکی جزو دسته ربات های ورزشکار به حساب می آید و گونه از ربات های انسان نما است که می تواند دوچرخه سواری کند.

دکتر Guero محققی از دانشگاه اوساکا، در يک کار گروهی با محققين دانشگاه بوستون موفق به طراحی اين ربات دوچرخه سوار شده است. اين ربات به راحتی می تواند بر روی دوچرخه خودش بنشيند و با حفظ تعادل بدون آنکه تلو تلو بخورد، در مسيری تعیین شده با سرعت 10 کيلومتر بر ساعت حرکت کند. کنترل سرعت و حفظ تعادل آن علاوه بر ژیروسکوپ داخلی آن توسط یک کنترل کننده خارجی نيز امکان پذير است

دوچرخه اين ربات فاقد ترمز است و او برای متوقف کردن از دو پای خود استفاده می کند. اين ربات صرفا برای عملی کردن بحث تعادل و حرکت ربات ها طراحی شده و هنوز نمی توانیم مطمئن باشیم که بتواند در مسابقه های دوچرخه سواری در آينده به رقابت با انسان بپردازند!

حفظ تعادل برای ما انسان ها به نظر ساده می آید اما واقعیت این است که فرایند بسیار پیچیده ای است که ربات ها هنوز در آن مشکلات زیادی دارند اما با سرعت مشغول آموختن آن هستند و باید منتظر باشیم و ببینیم چه زمانی ربات های انسان نما می توانند از نظر حفظ تعادل به پای انسان برسند.