آشنايي با رباتيك

سلام دوستان گرامی

آشنايي با رباتيك

رباتيك: علم شناخت و طراحي آدمک هاي مصنوعي و هوشمند
ربات چيست؟
ربات يك ماشين الکترومکانيكي هوشمند است با خصوصيات زير:
مي توان آن را مکرراً برنامه ريزي کرد.
چند کاره است.
کارآمد و مناسب براي محيط است.
اجزاي يك روبات:
وسايل مکانيكي و الکتريكي:
شاسي، موتورها، منبع تغذيه، ...
حسگرها (براي شناسايي محيط):
دورين ها، سنسورهاي sonar، سنسورهاي ultrasound، ...
عملکردها (براي انجام اعمال لازم)
بازوي روبات، چرخها، پاها، ...
قسمت تصميم گيري (برنامه اي براي تعيين اعمال لازم):
حرکت در يك جهت خاص، دوري از موانع، برداشتن اجسام، ...
قسمت کنترل (براي راه اندازي و بررسي حرکات روبات):
نيروها و گشتاورهاي موتورها براي سرعت مورد نظر، جهت مورد نظر، کنترل مسير، ...
تاريخچه روباتيك:
- حدود سال 1250 م: بيشاپ آلبرتوس ماگنوس (Bishop Albertus Magnus) ضيافتي ترتيب داد که درآن، ميزبانان آهني از مهمانان پذيرايي مي کردند. با ديدن اين روبات، سنت توماس آکويناس (Thomas Aquinas) برآشفته شد، ميزبان آهني را تکه تکه کرد و بيشاب را ساحر و جادوگر خواند.
- سال 1640 م: دکارت ماشين خودکاري به صورت يك خانم ساخت و آن را Ma fille Francine " مي ناميد.
اين ماشين که دکارت را در يك سفر دريايي همراهي مي کرد، توسط کاپيتان کشتي به آب پرتاب شد چرا که وي تصور مي کرد اين موجود ساخته شيطان است.
- سال 1738 م: ژاک دواکانسن (Jacques de Vaucanson) يك اردک مکانيكي ساخت که از بيش از 4000 قطعه تشکيل شده بود.
اين اردک مي توانست از خود صدا توليد کند، شنا کند، آب بنوشد، دانه بخورد و آن را هضم و سپس دفع کند. امروزه در مورد محل نگهداري اين اردک اطلاعي در دست نيست.
- سال 1805 م: عروسکي توسط ميلاردت (Maillardet) ساخته شد که مي توانست به زبان انگليسي و فرانسوي بنويسد و مناظري را نقاشي کند.
- سال 1923 م: کارل چاپک (Karel Capek) براي اولين بار از کلمه روبات (robot) در نمايشنامه خود به عنوان آدم مصنوعي استفاده کرد. کلمه روبات از کلمه چک robota گرفته شده است که به معني برده و کارگر مزدور است. موضوع نمايشنامه چاپک، کنترل انسانها توسط روباتها بود، ولي او هرگونه امکان جايگزيني انسان با روبات و يا اينکه روباتها از احساس برخوردار شوند، عاشق شوند، يا تنفر پيدا کنند را رد مي کرد.
- سال 1940 م: شرکت وستينگهاوس (Westinghouse Co.) سگي به نام اسپارکو (Sparko) ساخت که هم از قطعات مکانيكي و هم الکتريكي در ساخب آن استفاده شده بود. اين اولين باري بود که از قطعات الکتريكي نيز همراه با قطعات مکانيكي استفاده مي شد.
- سال 1942 م: کلمه روباتيك (robatics) اولين بار توسط ايزاک آسيموف در يك داستان کوتاه ارائه شد. ايزاک آسيموف (1920-1992) نويسنده کتابهاي توصيفي درباره علوم و داستانهاي علمي تخيلي است.
- دهه 1950 م: تکنولوژي کامپيوتر پيشرفت کرد و صنعت کنترل متحول شد. سؤلاتي مطرح شدند. مثلاً: آيا کامپيوتر يك روبات غير متحرک است؟
- سال 1954 م: عصر روبات ها با ارائه اولين روبات آدم نما توسط جرج دوول (George Devol) شروع شد.
امروزه، 90% روباتها، روباتهاي صنعتي هستند، يعني روباتهايي که در کارخانه ها، آزمايشگاهها، انبارها، نيروگاهها، بيمارستانها، و بخشهاي مشابه به کارگرفته مي شوند.
در سالهاي قبل، اکثر روباتهاي صنعتي در کارخانه هاي خودروسازي به کارگرفته مي شدند، ولي امروزه تنها حدود نيمي از روباتهاي موجود در دنيا در کارخانه هاي خودروسازي به کار گرفته مي شوند.
مصارف روباتها در همه ابعاد زندگي انسان به سرعت در حال گسترش است تا کارهاي سخت و خطرناک را به جاي انسان انجام دهند.
براي مثال امروزه براي بررسي وضعيت داخلي رآکتورها از روبات استفاده مي شود تا تشعشعات راديواکتيو به انسانها صدمه نزند.
- سال 1956 م: پس از توسعه فعاليتهاي تکنولوژي يک که بعد از جنگ جهاني دوم، يک ملاقات تاريخي بين جورج سي.دوول(George C.Devol) مخترع و کارآفرين صاحب نام، و ژوزف اف.انگلبرگر (Joseph F.Engelberger) که يک مهندس با سابقه بود، صورت گرفت. در اين ملاقات آنها به بحث در مورد داستان آسيموف پرداختند. ايشان سپس به موفقيتهاي اساسي در توليد روباتها دست يافتند و با تأسيس شرکتهاي تجاري، به توليد روبات مشغول شدند. انگلبرگر شرکت Unimate برگرفته از Universal Automation را براي توليد روبات پايه گذاري کرد. نخستين روباتهاي اين شرکت در کارخانه جنرال موتورز (General Motors) براي انجام کارهاي دشوار در خودروسازي به کار گرفته شد. انگلبرگر را "پدر روباتيک" ناميده اند.
- دهه 1960 م: روباتهاي صنعتي زيادي ساخته شدند. انجمن صنايع روباتيک اين تعريف را براي روبات صنعتي ارائه کرد:
"روبات صنعتي يک وسيلة چند کاره و با قابليت برنامه ريزي چند باره است که براي جابجايي قطعات، مواد، ابزارها يا وسايل خاص بوسيلة حرکات برنامه ريزي شده، براي انجام کارهاي متنوع استفاده مي شود."

- سال 1962 م: شرکت خودروسازي جنرال موتورز نخستين روبات Unimate را در خط مونتاژ خود به کار گرفت.
- سال 1967 م: رالف موزر (Ralph Moser) از شرکت جنرال الکتريک (General Electeric) نخستين روبات چهارپا را اختراع کرد.
- سال 1983 م: شرکت Odetics يک روبات شش پا ارائه کرد که مي توانست از موانع عبور کند و بارهاي سنگيني را نيز با خود حمل کند.
- سال 1985 م: نخستين روباتي که به تنهايي توانايي راه رفتن داشت در دانشگاه ايالتي اهايو (Ohio State Uneversity) ساخته شد.
- سال 1996 م: شرکت ژاپني هندا (Honda) نخستين روبات انسان نما را ارائه کرد که با دو دست و دو پا طوري طراحي شده بود که مي توانست راه برود، از پله بالا برود، روي صندلي بنشيند و بلند شود و بارهايي به وزن 5 کيلوگرم را حمل کند
روباتها روز به روز هوشمندتر مي شوند تا هرچه بيشتر در کارهاي سخت و پر خطر به ياري انسانها بيايند.
قانون روباتيک مطرح شده توسط آسيموف:
1- روبات ها نبايد هيچگاه به انسانها صدمه بزنند.
2- روباتهابايد دستورات انسانها را بدون سرپيجي از قانون اوّل اجرا کنند.
3- روباتها بايد بدون نقض قانون اوّل و دوم از خود محافظت کنند.
مزاياي روباتها:
1- روباتيک و اتوماسيون در بسياري از موارد مي توانند ايمني، ميزان توليد، بهره و کيفيت محصولات را افزايش دهند.
2- روباتها مي توانند در موقعيت هاي خطرناک کار کنند و با اين کار جان هزاران انسان را نجات دهند.
3- روباتها به راحتي محيط اطراف خود توجه ندارند و نيازهاي انساني براي آنها مفهومي ندارد. روباتها هيچگاه خسته نمي شوند.
4- دقت روباتها خيلي بيشتر از انسانها است آنها در حد ميلي يا حتي ميکرو اينچ دقت دارند.
5- روباتها مي توانند در يک لحظه چند کار را با هم انجام دهند ولي انسانها در يک لحظه تنها يک کار انجام مي دهند.
معايب روباتها:
1- روباتها در موقعيتهاي اضطراري توانايي پاسخگويي مناسب ندارند که اين مطلب مي تواند بسيار خطرناک باشد.
2- روباتها هزينه بر هستند.
3- قابليت هاي محدود دارند يعني فقط کاري که براي آن ساخته شده اند را انجام مي دهند.

منبع: robot.schoolnet.ir