کامپیوتر
دراین دنیای بی حاصل چرامغرورمی گردی. .سلیمان گرشوی آخرخوراک مورمی گردی.کامپیوتر
دراین دنیای بی حاصل چرامغرورمی گردی. .سلیمان گرشوی آخرخوراک مورمی گردی.مقاله دررابطه بارباتیک
تقدیمی به تمامی دوستداران روباتیکرباتیک علمی است که با هدف راحتی انسان و افزایش وقت مفید او به وجود آمده است . متاسفانه در کشور ما آن طور که شایسته است شناخته نشده است .
وقتی حرف از روبات می شود همه به فکر یه چیزی می افتند که دست و پاه داره و یه سری کار انجام می دهد، باید بگم که امروزه کار کرد های روبات فرا تر از این چیز هاست
امروزه در دنیای نانو تکنولوژی مثل ساخت آی سی های بسیار کوچک که میلیونها المان الکترونیکی رو در خود جای دادن از روبات استفاده می شه, دنیای روبات که تلفیقی از الکترونیک, مکانیک, نرم افزار, سخت افزار می باشه روز به روز در حال گسترش و تکامله. در این مقاله سعی می کنیم مبانی علم رباتیک و وضعیت رباتیک در ایران وجهان و کاربرد علم رباتیک را بررسی کنیم . بدین منظور ابتدا تاریخچه و تعریف مختصری از ربات ارائه می نماییم . سپس به و ضعیت رباتیک در کشور های صنعتی می پردازیم و سرانجام و ضعیت ایران را بررسی می نماییم و برای بهبود آن راهکاری را مشخص می نمایییم .● تاریخچه ی رباتیک
در گذشته کشورهای استعمارگر برای افزایش سرمایه وپیشرفت خود به کشور های ضعیف حمله می کردند و با تصرف کشور قربانی ، مردم آنجا را به عنوان برده به خدمت می گرفتند و از آنها به عنوان نیروی کار رایگان بهره می بردند و آنها را در مزارع کارخانه ها آشپزخانه ها و… به کار می گرفتند . اما این برده ها چند عیب بزرگ داشتند . مهمترین عیب آن اسارت یک انسان و ظلم به او بود و دیگر عیب آن خستگی برده ها بود . برده ها نمی توانستند ۲۴ ساعت شبانه روز کار کنند . باید به آن ها وقت استراحت می دادند . دیگر عیب آن ها این بود که ارباب باید آن ها را مداوم کنترل می کرد . در آن زمان آرزوی اربابان این بود که برده ای غیر انسانی داشته باشند که بتواند ۲۴ ساعته کارکند و دچار خستگی نشود و نیاز به کنترل مداوم نداشته باشد . با توجه به علم آن زمان این رویایی بیش نبود و فقط در تئاتر به نمایش در می آمد و به این برده های آسمانی (( ربات )) می گفتند .
با پیشرفت علوم در طی گذشت زمان و انقلاب صنعتی اروپا ، نیاز به برده هایی بیشتر با سرعت بالاتر دقت بیشتر و خستگی کمتر ، بیشتر احساس می شد . بنابراین دانشمندان به فکرساخت ماشین های خود کار افتادند . (تا آن زمان علم در زمینه ی برق و مکانیک مقداری پیشرفت کرده بود . ) از آن به بعد در قسمت هایی از کارخانه ها از ماشین های الکترومکانیکی استفاده می شد . بدین شکل مکانیزاسیون صنعتی آغاز شد . عیب بزرگ این دستگاه ها تک منظوره بودن و عدم انعطاف پذیری آن ها بود . یعنی با تغییر قسمتی از کارخانه یا محصول تولیدی می بایست کل دستگاه ها دوباره طراحی می شدند . با پیشرفت هر چه بیشتر علم ، کامپیوتر ها اختراع شدند و گسترش یافتند . تا حدی که در خانه ها نیز یافت می شد . سپس صنعت گران به فکر ترکیب ماشین ها ی الکترومکانیکی با کامپیوتر ها افتادند تا بتوان آن ها را برنامه نویسی کرد [ یکی از ویژگی های کامپیوتر قابل برنامه نویسی بودن آن است ] و بایک دستگاه بتوان چندین کار را انجام داد (مثلا دستگاهی که یک نوع ماشین را رنگ می زند بتواند با عوض شدن مدل و طرح آن ، آن ها را نیز رنگ بزند ) . بدین صورت ربات ها ساخته شدند.
تاریخچه تحولات حوزه رباتیک
1920: نمایش نامه نویس چک اسلواکی Karl capek، کلمه ربات را در نمایش«رباتهای جهانی روسیه» استفاده کرد این جمله از کلمه چکی « Robota» به معنی« کوشش ملال آور» آمده است.
1938: نخستین الگوی قابل برنامه‌ریزی که یک دستگاه سم‌پاشی بود، توسط دو آمریکایی به نام‌های Willard pollard و Harold Roselund برای شرکت devilbiss طراحی شد.
1942: ایزاک آسیموفRunaround را منتشر کرد و در آن قوانین سه‌گانه رباتیک را تعریف کرد.
1946: ظهور کامپیوتر: George Devol، با استفاده از ضبط مغناطیسی، یک دستگاه playback همه منظوره، برای کنترل ماشین به ثبت رساند. John Mauchly اولین کامپیوتر الکترونیکی (ENIAC) را در دانشگاه پنسیلوانیا ساخت. در MIT، اولین کامپیوتر دیجیتالی همه منظوره (Whirl wind) اولین مسئله خود را حل کرد.
1951: در فرانسه Reymond Goertz اولین بازوی مفصلی کنترل از راه دور را برای انجام مأموریت هسته‌ای طراحی کرد. طراحی آن مبتنی بر کلیه روابط متقابل مکانیکی بین بازوی اصلی و فرعی با استفاده از روش متداول تسمه و قرقره بود که نمونه‌هایی برگرفته از این طرح هنوز هم در مواردی که نیاز به لمس نمونه‌های کوچک هسته‌ای است، دیده میشود.
1954: George Devol اولین ربات قابل برنامه‌ریزی را طراحی و عبارت جهانی اتوماسیون را ابداع کرد. این امر زمینه‌ای برای نام‌گذاری این شرکت به Unimation در آینده شد.
1959: Marvin Minsky و John McCarthy آزمایشگاه هوش مصنوعی را در MIT بنا نهادند.
1960: Unimation توسط شرکت Coudoc خریداری شد و توسعه سیستم رباتهای آن آغاز گردید. کارخانجات ساخت تراشه مانند AMF پس از آن شناخته شدند و اولین ربات استوانه ای شکل به نام Versatran که توسط Harry Johnson&Veljkomilen kovic طراحی شده بود، فروش رفت.
1962: جنرال موتورز اولین ربات صنعتی را از Unimation خریداری کرد و آن را در خط تولید خود قرار داد.
1963: John Mccarthy آزمایشگاه هوش مصنوعی دیگری از دانشگاه استنفورد بنا کرد.
1964: آزمایشگاه‌های تحقیقاتی هوش مصنوعی در M.I.T ،مؤسسات تحقیقاتی استنفورد (SRI)، دانشگاه استنفورد و دانشگاه ادین برگ گشایش یافت.
1964: رباتیک C&D پایه گذاری شد.
1965: دانشگاه Carnegie Mellon مؤسسه رباتیک خود را تأسیس کرد.
1965: حرکت یکنواخت ( Homogeneous Trans formation) در شناخت نحوه حرکات ربات به کار رفت. این روش امروزه به عنوان نظریه اسامی رباتیک وجود دارد.
1965: ژاپن ربات Verstran ( نخستین رباتی که به ژاپن وارد شد) را از AMF خریداری کرد.
1968: کاوازاکی مجوز طراحی رباتهای هیدرولیک را از Unimation گرفت و تولید آن را در ژاپن آغاز کرد.
1968: SRI،Shakey (یک ربات سیار با قابلیت بینایی و کنترل با یک کامپیوتر به اندازه یک اتاق) را ساخت.
1970: پروفسور victor sheinman از دانشگاه استنفورد بازوی استاندارد را طراحی کرد. ساختار ترکیب حرکتی او هنوز هم به بازوی استاندارد معروف است.
1973: Cincinnate Milacron اولین مینی کامپیوتر قابل استفاده تجاری که با رباتهای صنعتی کنترل می شد(T3) را عرضه کرد. ( طراحی توسطRichard Hohn )
1974: پروفسور Victor Scheinman، سازنده بازوی استاندارد، Inc Vicarm را جهت فروش یک نسخه برای کاربردهای صنعتی ساخت. بازوی جدید با یک مینی کامپیوتر کنترل می‌شد.
1977: یک شرکت ربات اروپایی (ASEA)، دو اندازه از رباتهای قدرتمند الکتریکی صنعتی را عرضه کرد که هر دو ربات از یک کنترلر میکرو کامپیوتر برای برنامه ریزی عملکرد خود استفاده می‌کردند.
1976: Vicarm Inc در کاوشگر فضایی وایکینگ 1و2 استفاده شد. یک میکرو کامپیوتر هم در طراحی vicarm به کار رفت.
1977: Inc, Unimation vicarm را فروخت.
1978: unimation با استفاده از تکنولوژی Vicarm ( puma) ماشین قابل برنامه‌ریزی برای مونتاژ( puma) را توسعه داد . امروزه همچنان میتوان puma را در بسیاری از آزمایشگاه‌های تحقیقاتی یافت.
1978: ماشین خودکار Brooks تولید شد.
1978: IBM و SANKYO ربات با بازوی انتخاب کننده، جمع کننده و مفصلی (SCARA) که در دانشگاه Yamanashi ژاپن برنامه‌ریزی و تولید شده بود، را فروختند.
1980: Cognex تولید شد.
1981: گروه رباتهای CRS عرضه شد.
1982: Fanuc از ژاپن و جنرال موتورز درGM Fanuc برای فروش ربات در شمال آمریکا قرار داد بستند.
1983: تکنولوژی Adept عرضه شد.
1984: Joseph Engelberger ایجاد تغییرات در رباتیک را آغاز کرد و پس از آن نام رباتهای کمکی (Helpmate) به رباتهای خدماتی توسعه یافته (developed service Robots) تغییر یافت.
1986: با خاتمه یافتن مجوز ساخت Unimation، کاوازاکی خط تولید رباتهای الکتریکی خود را توسعه داد.
1988: گروه Staubli، Unimation را از Westing house خرید.
1989: تکنولوژی Sensable عرضه شد.
1994: یک ربات متحرک شش پا از مؤسسه رباتیک CMUیک آتشفشان در آلاسکا را برای نمونه‌برداری از گازهای آتشفشانی کاوش کرد.
1997: ربات راه‌یاب مریخ ناسا از زمانی‌که ربات وارد مریخ شد تصاویری از جهان را ضبط و ربات سیار Sojourner تصاویری از سفرهایش به سیاره‌های دور را ارسال کرد.
1998: Honda نمونه ای از p3 (هشتمین نمونه در پروژه طراحی شبیه انسان ) که در 1986 آغاز شده بود را عرضه کرد.
2000: Honda نمونه آسیمو نسل بعدی از سری رباتهای شبیه انسان را عرضه کرد.
2000: Sony از ربات شبیه انسان خود که لقب SDR ( Sony Dream Robots) را گرفت، پرده برداری کرد.
2001: Sony دومین نسل از رباتهای سگ Aibo را عرضه کرد.
2001: سیستم کنترل از راه دور ایستگاه فضایی(SSRMS ) توسط مؤسسه رباتیک MD در کانادا ساخته و با موفقیت به مدار پرتاب شد و عملیات تکمیل ایستگاه فضایی بین‌المللی را آغاز کرد
● تعریف ربات و رباتیک
همیشه بین صاحب نظران رباتیک و فعالان رباتیک در دانشگاه ها بحث در مورد تعریف ربات وجود داشته است، گاهی اوقات بر اساس تولید ربات، در شرکتی، تعریفی صنعتی و بر اساس تولید آن شرکت از ربات ارایه می شود و در مواردی نسبت به تکنولوژی ربات توصیف شده است
با این همه در زمان کنونی فناوری ساخت ربات در حدی است که با تکیه بر تکنولوژی جدید و پیشرفته کنونی و با کمی آینده نگری می توان تعریف عینی و دست یافتنی از ربات کرد.در این جا چند تعریف معتبر ذکر شده است:
“یک دستگاه یا وسیله خود کاری که قادر به انجام اعمالی است که معمولا به انسانها نسبت داده می شود و یا مجهز به قابلیتی است که شبیه هوش بشری است.”
یک ربات هوشمند ،ماشین خودکار چند منظوره ای است که طیف وسیعی از وظایف متفاوت را، تحت شرایطی که حتی ممکن است به آن شناخت کافی نداشته باشد ،همانند انسان آن را انجام دهد”
موسسه صنعتی آمریکا RAI یا Robotic Industrial Association که شرکتی با سابقه در صنعت رباتیک می باشد و در تولید بازوهای ربات های صنعتی یا (Manipulators) است، این گونه ربات را تعریف می کند:
“یک ربات، یک جابجا کننده چند وظیفه ای برنامه پذیر است که برای حرکت دادن مواد ، قطعات ،ابزار ها یا وسایل خاص ،با استفاده از حرکات برنامه ریزی شده قابل تغییر برای تحقق فرامین مختلف ،طراحی شده است.
ربات در معنای عام تر و کلی تر یک ماشین الکترومکانیکی هوشمند است
کلمه ربات توسط Karel Capek نویسنده نمایشنامه R.U.R (روباتهای جهانی روسیه) در سال 1921 ابداع شد. ریشه این کلمه، کلمه چک اسلواکی(robotnic) به معنی کارگر میباشد.
در نمایشنامه وی نمونه ماشین، بعد از انسان بدون دارا بودن نقاط ضعف معمولی او، بیشترین قدرت را داشت و در پایان نمایش این ماشین برای مبارزه علیه سازندگان خود استفاده شد.
البته پیش از آن یونانیان مجسمه متحرکی ساخته بودند که نمونه اولیه چیزی بوده که ما امروزه ربات می‌نامیم.
امروزه معمولاً کلمه ربات به معنی هر ماشین ساخت بشر که بتواند کار یا عملی که به‌طور طبیعی توسط انسان انجام میشود را انجام دهد، استفاده میشود
ربات یک ماشین هوشمند است که قادر است در شرایط خاصی که در آن قرار می گیرد، کار تعریف شده ای را انجام دهد و همچنین قابلیت تصمیم گیری در شرایط مختلف را نیز ممکن است داشته باشد. با این تعریف می توان گفت ربات ها برای کارهای مختلفی می توانند تعریف و ساخته شوند.مانند کارهایی که انجام آن برای انسان غیرممکن یا دشوار باشد.
روباتها همانند کامپیوترها قابلیت برنامه ریزی دارند.بسته به نوع برنامه‌ای که شما به آنها می‌‌دهید.کارها و حرکات مختلفی را انجام میدهند. رشته دانشگاهی نیز تحت عنوان روباتیک وجود دارد.که به مسایلی از قبیل حسگرها، مدارات، بازخوردها، پردازش اطلاعات و بسط و توسعه روباتها میپردازد.روباتها انواع مختلفی دارند از قبیل روباتهای شمشیر باز، دنبال کننده خط،کشتی گیر، فوتبالیست،و روباتهای خیلی ریز تحت عنوان ریز-روباتها، روباتهای پرنده و غیره نیز وجود دارند. روباتها برای انجام کارهای سخت و دشواری که بعضی مواقع انسانها از انجام آنها عاجز یا انجام آنها برای انسان خطرناک هستند.مثل روباتهای که در نیروگاه‌های هسته‌ای وجود دارند استفاده میشوند.
کاری که روباتها انجام میدهند.، توسط ریزپردازشگرها و ریزکنترل‌گرها کنترل میشود.با تسلط در برنامه نویسی این دو می‌‌توانید دقیقا همان کاری را که انتظار دارید روبات انجام دهد.
با توجه به توضیحاتی که داده شد :
ربات ماشینی هوشمند ، قابل برنامه نویسی و انعطاف پذیر است که برای بدست آوردن اطلاعاتی از محیط خود دارای حسگرهایی است .
رباتیک علم طراحی ، ساخت ، نگهداری و تعمیر ربات ها است همچنین رباتیک دانش و فناوری وابسته به ابزارهای مکانیکی کنترل شونده به‌وسیله رایانه است. هدف رباتیک اتصال هوش از ادراک به رفتار می باشد. رباتیک در اکثر مواقع در حوزه مهندسی برق، مهندسی مکانیک و مهندسی رایانه کاربرد دارد.
رباتیک علم به‌کارگیری رباتهاست و تاثیر آن را در محصولاتی که هر روزه استفاده می‌کنیم، می‌بینیم.
مهندسی رباتیک علم هوشمند کردن و الکترونیکی کردن ماشین ها ی مکانیکی است ( در جهت مصارف صنعتی ) [مهندسی رباتیک = مهندسی برق + مهندسی مکانیک]
رباتها دارای سه قسمت اصلی هستند:
* مغز که معمولاً یک کامپیوتر است.
* محرک و بخش مکانیکی شامل موتور، پیستون، تسمه، چرخ‌ها، چرخ دنده‌ها و …
* سنسور که می‌تواند از انواع بینایی، صوتی، تعیین دما، تشخیص نور، تماسی یا حرکتی باشد.
با این سه قسمت، یک ربات می‌تواند با اثرپذیری و اثرگذاری در محیط کاربردی‌تر شود.
قوانین سه‌گانه رباتیک:
ایزاک آسیموف نویسنده داستان‌های علمی تخیلی قوانین سه‌گانه رباتیک را به صورت زیر تعریف‌کرده است:
1ـ یک ربات نباید به هستی انسان آسیب برساند یا به واسطه بی‌تحرکی، زندگی یک انسان را به مخاطره بیاندازد.
2ـ یک ربات باید از دستوراتی که توسط انسان به او داده میشود، اطاعت کند؛ جز در مواردی که با قانون یکم در تضاد هستند.
3ـ یک ربات باید تا جایی‌که با قوانین یکم و سوم در تضاد نباشد از خود محافظت کند.
علم رباتیک از سه شاخه اصلی تشکیل شده است:
• الکترونیک ( شامل مغز ربات)
• مکانیک (شامل بدنه فیزیکی ربات)
• نرم افزار (شامل قوه تفکر و تصمیم گیری ربات)
اگریک ربات را به یک انسان تشبیه کنیم، بخشهایی مربوط به ظاهر فیزیکی انسان را متخصصان مکانیک می سازند(تصویر3)، مغز ربات را متخصصان الکترونیک توسط مدارای پیچیده الکترونیک طراحی و می سازند و کارشناسان نرم افزار قوه تفکر را به وسیله برنامه های کامپیوتری برای ربات شبیه سازی می کنند تا در موقعیتهای خاص ، فعالیت مناسب را انجام دهد.
● مزایای ربات و رباتیک
مزایا کاملاً آشکار است. معمولاً یک ربات می‌تواند کارهایی که ما انسانها می‌خواهیم انجام دهیم را ارزان‌تر انجام دهد. علاوه بر این رباتها میتوانند کارهای خطرناک مانند نظارت بر تأسیسات انرژی هسته‌ای یا کاوش یک آتشفشان را انجام دهند. رباتها میتوانند کارها را دقیقتر از انسانها انجام دهند و روند پیشرفت در علم پزشکی و سایر علوم کاربردی را سرعت بخشند. رباتها به ویژه در امور تکراری و خسته کننده مانند ساختن صفحه مدار، ریختن چسب روی قطعات یدکی و… سودمند هستند.
همچنین میتوان به مزایای دیگر ربات از جمله : افزایش بهره ، افزایش تولید ، بهبود کیفیت کار ، افزایش دقت ، جلوگیری از اتلاف نیروی انسانی ، افزایش سرعت ، کاهش هزینه ، کاهش ضایعات ، چند منظوره بودن ، هوشمند بودن ، عدم خستگی اشاره کرد.
علاوه بر این متوان مزایای زیر را بر شمرد!
1- رباتیک و اتوماسیون در بسیاری از موارد می توانند ایمنی، میزان تولید، بهره و کیفیت محصولات را افزایش دهند.
2- رباتها می توانند در موقعیت های خطرناک کار کنند و با این کار جان هزاران انسان را نجات دهند.
3- رباتها به راحتی محیط اطراف خود توجه ندارند و نیازهای انسانی برای آنها مفهومی ندارد. رباتها هیچگاه خسته نمی شوند.
4- دقت رباتها خیلی بیشتر از انسانها است آنها در حد میلی یا حتی میکرو اینچ دقت دارند.
5- رباتها می توانند در یک لحظه چند کار را با هم انجام دهند ولی انسانها در یک لحظه تنها یک کار انجام می دهند.
رباتها معمولاً در مواردی استفاده میشوند که بتوانند کاری را بهتر از یک انسان انجام دهند یا در محیط پرخطر فعالیت کنند.
ربات می‌تواند کارهایی را که انسان انجام می‌دهد، ارزان‌تر انجام دهد. علاوه بر این، رباتها میتوانند کارهای خطرناک مانند نظارت بر تاسیسات انرژی هسته‌ای و یا کنترل کابل‌های فشار قوی را انجام دهند. رباتها میتوانند کارها را دقیقتر از انسان انجام دهند و روند پیشرفت در علم پزشکی و سایر علوم کاربردی را سرعت بخشند. همچنین رباتها در امور تکراری و خسته‌کننده همانند ساخت صفحه مدار، ریختن چسب روی قطعات یدکی سودمند هستند.
همه ارزیابی‌ها بر این نکته تاکید دارد که رباتها نقش فزاینده‌ای در جوامع مدرن ایفا خواهند کرد. آنها به انجام کارهای خطرناک، تکراری، پرهزینه و دقیق ادامه میدهند تا انسانها را از انجام آنها بازدارند.
● صنعت و رباتیک
رباتها اولین بار در سال 1954 در صنعت به کارگرفته شدند که یک بازوی ربات یا Manipulator نام داشت که تنها 3 درجه آزادی بود.رباتهای صنعتی امروزی اکثراً همان بازوی رباتیکی هستند ولی با 6 درجه آزادی و خیلی پیشرفته تر نبست به گذشته کار میکنند رباتها در صنعت به شیوه ها و روشها و مدلهای مختلفی به کارگرفته میشوند.
امروزه، ۹۰ درصد روباتها، روبات هاى صنعتى هستند، یعنى روبات هایى که در کارخانه ها، آزمایشگاه ها، انبارها، نیروگاه ها، بیمارستان ها، و بخش هاى مشابه به کارگرفته مى شوند. در سال هاى قبل، بیشتر روباتهاى صنعتى در کارخانه هاى خودروسازى به کارگرفته مى شدند، ولى امروزه تنها حدود نیمى از روباتهاى موجود در دنیا در کارخانه هاى خودروسازى به کار گرفته مى شوند. مصارف روباتها در همه ابعاد زندگى انسان به سرعت در حال گسترش است تا کارهاى سخت و خطرناک را به جاى انسان انجام دهند. براى مثال امروزه براى بررسى وضعیت داخلى راکتورها از روبات استفاده مى شود تا تشعشعات رادیواکتیو به انسانها صدمه نزند.
برخلاف تصور افسانه ای عمومی از رباتها به عنوان ماشینهای سیار انسان نما که تقریباً قابلیت انجام هر کاری را دارند، بیشتر دستگاههای روباتیک در مکانهای ثابتی در کارخانه ها بسته شده اند و در فرایند ساخت با کمک کامپیوتر، اعمال قابلیت انعطاف، ولی محدودی را انجام می دهند چنین دستگاهی حداقل شامل یک کامپیوتر برای نظارت بر اعمال و عملکردهای و اسباب انجام دهنده عمل مورد نظر، می باشد. علاوه براین، ممکن است حسگرها و تجهیزات جانبی یا ابزاری را که فرمان داشته باشد بعضی از رباتها، ماشینهای مکانیکی نسبتاً ساده ای هستند که کارهای اختصاصی مانند جوشکاری و یا رنگ افشانی را انجام می دهند. که سایر سیستم های پیچیده تر که بطور همزمان چند کار انجام می دهند، از دستگاههای حسی، برای جمع آوری اطلاعات مورد نیاز برای کنترل کارشان نیاز دارند. حسگرهای یک ربات ممکن است بازخورد حسی ارائه دهند، طوریکه بتوانند اجسام را برداشته و بدون آسیب زدن، در جای مناسب قرار دهند. ربات دیگری ممکن است دارای نوعی دید باشد.، که عیوب کالاهای ساخته شده را تشخیص دهد. بعضی از رباتهای مورد استفاده در ساخت مدارهای الکترونیکی، پس از مکان یابی دیداری علامتهای تثبیت مکان بر روی برد، می توانند اجزا بسیار کوچک را در جای مناسب قرار دهند. ساده ترین شکل رباهای سیار، برای رساندن نامه در ساختمانهای اداری یا جمع آوری و رساندن قطعات در ساخت، دنبال کردن مسیر یک کابل قرار گرفته در زیر خاک یا یک مسیر رنگ شده که هرگاه حسگرهایشان در مسیر، یا فردی را پیدا کنند متوقف می شوند. رباتهای بسیار پیچیده تر رد محیط های نامعین تر مانند معادن استفاده می شود.
روباتهاى صنعتى زیادى ساخته شد ه اند و انجمن صنایع روباتیک این تعریف را براى روبات صنعتى ارائه کرد:
«روبات صنعتى یک وسیله چند کاره و با قابلیت برنامه ریزى چند باره است که براى جابه جایى قطعات، مواد، ابزارها با وسایل خاص به وسیله حرکات برنامه ریزى شده، براى انجام کارهاى مختلف استفاده مى شود.»
در سال ۱۹۶۲ م شرکت خودروسازى جنرال موتورز نخستین روبات Unimate را در خط مونتاژ خود به کار گرفت.
امروزه کمتر کارخانه ای را می توان یافت که در آن از ربات استفاده نشود . بازو های رباتیکی که بدون استراحت قطعات و محصولات را از نقطه ای به نقطه ی دیگر جا به جا می کنند . ربات های جوشکار ربات های رنگرز ربات های بسته بند ربات های تراشکار ربات های چاپگر ربات های کنترل کیفیت ربات ها سوراخکار ربات های کنترل دما ربات های هشدار دهنده ی نشت گاز ربات های غربال سانتریفوژ های خودکار و … همگی نمونه هایی از ربات ها در کارخانه ها هستند .
کارخانه ها برای افزایش سرعت و کیفیت و دقت و هزینه ی پایین تر به سمت رباتیکی کردن تمامی قسمت های کارخانه پیش می روند و در بعضی از قسمت ها که برای انسان خطرناک است مانند جوشکاری و رنگ پاشی و سموم شیمیایی و …. ناچار به استفاده از ربات می شوند
امروزه استفاده از رباتها واتوماسیون غیر قابل انکار و معرفی شده برای تمام صنایع و کارخانه ها میباشد به طوری که کارخانه ها روز به روز به این سمت روی می آورند دلیلش هم مشخص است زیرا بازده ای بهتر و سرعت دقت کم هزینه بودن دیگر خصوصیات مورد انتظار را به ارمغان میآورد.
● مثال هایی از ربات
کلمه ربات مانند کلمه ی ماشین ، یک کلمه ی کلی است و به چند مورد خاص خلاصه نمی شود . به عنوان نمونه چند مورد را ذکر می نماییم :
بازو های ربات های صنعتی ، ربات کنترل چاه های نفت ، یخچال های خانگی ، آسانسور ها ، اسباب بازی کودکان ، هواپیما های بدون سرنشین ، سیستم های دفاع ضد موشکی ، پرینتر ها ، دستگاههای تراش خودکار ، نوشابه پرکن ها و …
این ها فقط نمونه هایی از بی نهایت انواع ربات بود . ربات ها آنقدر گسترده اند که امروزه نمی توان بدون آن ها زندگی کرد . ولی در مهندسی منظور از ربات ، ربات های صنعتی می باشد .
در قسمت مونتاژ یک کارخانه اتومبیل سازی، قسمتی هست که چرخ زاپاس ماشین را در صندوق عقب قرار می دهند، اگر یک انسان این کار را انجام دهد خیلی زود دچار ناراحتی هایی مثل کمر درد و …می شود، اما می توان از یک ربات الکترومکانیکی برای این کار استفاده کرد و یا برای جوشکاری و سایر کارهای دشوار کارخانجات هم همینطور.
و یا ربات هایی که برای اکتشاف در سایر سیارات به کار میروند هم از انواع ربات هایی هستند که در جاهایی که حضور انسان غیرممکن است استفاده می شوند.
ربات مسیریاب: دنبال یک خط سیاه در زمین سفید حرکت می کند.
بات جراح تحت فرمان پزشک جراح در اتاق عمل با حضور مستقیم پزشک و یا غیر مستقیم و با کمک اینترنت ،نمودی از پیشرفت این رشته است که بسیار مفید و حیاتی میباشد.تصور کنید رباتی را که شما طراحی کرده اید وسیله ای برای نجات یک بیمارو بهبودی وی شده است که قطعاَ لذت موفقیت آنفخستگی زحمتتان را از بین میبرد.
یا ربات آتش نشان: آتش را پیدا می کند و آن را خفه می کند!
رباتها در پروژه های JPL شرکت فضایی NASA نقش مهمی دارند از جمله آنها Spriteو Sojourner می باشد.این نیز استفاده دیگری از رباتیک میباشد .
رو بات همسر نمونه ی دیگر از رباتهاست ، این روبات که در کشور هلند ساخته میشود تا بحال طرف داران زیادی پیدا کرده ،ولی بدلیل قیمت بالای آن هموز مورد استفاده عام قرار نگرفته است! کارشناسان رباتیک هلندی پیش بینی کردن تا ده سال آینده روبات همسر ارزان قیمت وارد بازار شود ! با این حال از سوی دیگر “رونالد آرکین” کارشناس ربات در این باره گفت: پیش بینی می کنم حداقل تا سال 2050 به مردم اجازه ازدواج با ربات به صورت قانونی داده نشود.
مطالعات اخیر نشان می دهد، به زودی نقش آفرینی ربات ها در ارتش آمریکا به حدی افزایش خواهد یافت که این ماشین های هوشمند را قادر می سازد تمام وظایف یک سرباز نظامی را به خوبی به انجام برسانند.
به گزارش روز سه شنبه بخش انگلیسی گروه بین الملل باشگاه خبرنگاران دانشجویی ایران “ایسکانیوز” و به نقل از خبرگزاری رسمی چین شینهوا، پیش بینی ها از جایگزینی بیش از 30 درصدی نیروهای انسانی ارتش آمریکا با ربات ها تا سال 2020 حکایت دارد.
یا ربات زیر آبی ،یک وسیلهٔ نقلیهٔ پویش‌گرِ قابل کنترل از راه دور (ROV) زیردریایی، «ربات زیرآبی است که به اپراتور این امکان را می‌دهد که این وسیله را در اعماق آب کنترل و هدایت کند و از طریق اعمال فرامین عملیات مورد نظر را از طریق تجهیزاتِ ربات، انجام دهد»
یک ربات شهری ارائه دهنده یک یا چند سرویس خودکار یا نیمه خودکار مفید برای شهروندان یا تاسیسات و سامانه‌های شهری است. رباتهای خدمتکار، نگهبان، پرستار، فروشنده، مددکار معلولین و چراغ‌های هوشمند راهنما نمونه‌هایی از رباتهای خدمات شهروندی و رباتهای شستشوگر، شیشه پاک‌کن، چمن‌زن، زباله جمع‌کن، سوخت‌رسان و باربر، نمونه‌ای از رباتهای دسته دوم به‌شمار میروند.
یکی از عرصه‌هایی که امروز در بهره‌گیری از اتوماسیون و روباتها پیشرفت فراوانی کرده است، حوزه خدمات شهری است.
در شهرهای پیشرفته جهان، میتوان نمونه‌های فراوان موفقی از به‌کارگیری اتوماسیون و ربات در ارائه خدمات شهری را دید.
تسهیل در عبور و مرور و کنترل ترافیک، فروش کارت‌های اعتباری و بلیت و عبور و مرور و غیره در ایستگاه‌های اتوبوس و مترو، ارائه اطلاعات در معابر، خیابان‌ها، پارک‌ها و موزه‌ها، نظافت خیابان‌ها، مراکز و معابر، آبیاری فضای سبز شهری و… تنها نمونه‌های کوچکی از به‌کارگیری تکنولوژی‌های مدرن اتوماسیون و رباتیک در ارائه خدمات به شهروندان است.
از دیگر زمینه‌هایی که امروزه دولت‌ها به صورت فعال و با صرف هزینه‌های فراوان به سرمایه‌گذاری در آن روی آورده‌اند، به‌کارگیری رباتهای امداد و نجات در مهار بحرا‌ن‌های شهری است.
در حال حاضر، سیستم‌های امداد و نجات رباتیک که اغلب به صورت مجتمع و با عنوان سیستم‌های مدیریت بحران DMS شناخته میشوند، در برخی از شهرهای پیشرفته راه‌اندازی شده و در حال بهره‌برداری است. از آنجا که طراحی اینگونه سیستم‌ها، دقیقاً مطابق با شرایط بومی و مختصات هدف مورد نظر صورت می‌گیرد، تنها راه تولید چنین سیستم‌هایی برای تهران و سایر کلان‌شهرها، هدایت محققان بومی به سمت این هدف مشخص است تا با بهره‌گیری و مجتمع‌سازی نتایج آنها بتوان به راههای بومی در این زمینه دست یافت.
رباتهای امدادگر، یکی از راهکارهایی که برای نجات مصدومین زلزله استفاده می شود، به کاربستن رباتیک و علوم کامپیوتر در عملیات امداد و نجات است. از طریق این فناوری‌ها میتوان به مصدومین گرفتار در زیر آوار دسترسی پیدا کرده و جان آنها را نجات داد
این ربوتها به گونه‌ای طراحی شده است که بتوان مسیر خود را در شکاف‌های باریک و از میان آوار به‌جا مانده از ساختمان بیابد و در لا‌به‌لای آنها به جستجوی مصدومین حادثه بپردازد. پیکره‌ی این رباتها به یک دوربین و یک میکروفون برای دریافت داده‌هایی از میان ویرانی‌ها مجهز شده است. به علاوه یک حسگر حرارتی نیز به تجهیزات این ربوت ها افزوده شده، تا بتواند حرارت بدن مصدوم را دریافته و موقعیت او را بیابد. این حسگر، این امکان را نیز فراهم می‌سازد که حتی اگر در زیر آوار منبع نوری نیز وجود نداشت و مصدومین در تاریکی گرفتار شده بودند، باز هم فرصت یافته شدن آنها وجود داشته باشد. طراحی منعطف این ربوتها برخی توانمندی‌های مختص محیط‌های دچار سانحه را به آن افزوده است، اگر در شرایطی این ربوتها با مانعی در زیر آوار برخورد کند و به سبب این برخورد تعادل خود را از دست بدهد و یا از ارتفاعی، فرو بیفتد، خواهد توانست با چرخش پیکره‌ی خود مجدداً به وضعیت متعادل و مناسب برای حرکت بازگردد.
ربات حمل مجروح نمونه یدیگر رباتهاست که این ربات از ترکیب دو گونه ربات درست شده: از پایین تنه شبیه تانک و از بالا تنه به شکل یک ربات انسان نماست.
پایین تنه ربات تشکیل شده از دو شنی. از این گونه طراحی شنی برای افزایش قدرت مانور ربات در زمین های ناهموار استفاده میشه. با تاشدن شنی، طولش کم میشه و نیاز به جای کمتری داره. با باز شدن کامل شنی دوم جوری که هر دو در امتداد هم قرار بگیرند طول ربات زیاد میشه و میتونه از مانع یا پله به راحتی رد بشه. در ضمن سطح تماسش با زمین زیاد میشه و پایداری بیشتری داره.
قراره دست های ربات به اندازه ای قوی باشه که بتونه تا 135 کیلو رو بلند کنه و مثلا از آن برای حمل مجروح در میدان جنگ استفاده کنند . این ربات توسط شرکت Vecna Technologies در مریلند ساخته شده و انتظار میره تا پنج سال دیگه مورد استفاده واقعی قرار بگیره.
پس از سالها تلاش پژوهشگران رباتیک ژاپنی ها، روبات شبیه انسان یعنی۲- HRP به حدی پیشرفت کرده که می تواند تعدادی از فرمان های صوتی انسان را انجام دهد. این روبات که به «پروموت» نیز معروف است، توسط مؤسسه ملی علم و تکنولوژی ژاپن تهیه شده و قابلیت انجام فرمان های انسان را دارد. پروموت برای انجام دستورات صوتی کاربران و همچنین گرفتن عکس و تصاویر سه بعدی از اشیاء و نگهداری آنها با استفاده از یک سنسور مادون قرمز طراحی شده است. اگرچه این روبات حرکت به ظاهر خشن و آهسته و صدایی یکنواخت و خسته کننده دارد ولی به راحتی می تواند با استفاده از کنترل از راه دور تلویزیون را کنترل نموده و یا یک نوشیدنی برای شما آماده نماید. مؤسسه ژاپنی سازنده این روبات می گوید که این روبات به راحتی می تواند با انسان ها رابطه برقرار نماید.
روباتهایی که توانایی جمع‌آوری قارچ و روباتهای علفزنها که به نظر می‌رسد توسط دارندگان زمینه‌ای گلف استفاده شوند از جمله محصولات این گروه از دانشمندان است. هر چند روبات قارچ جمع‌کن نمیتواند به سرعت انسان کار کند ، اما توانایی این که 24 ساعت کار کند را دارد . روبات علفزن نیز می‌تواند کار انجام شده توسط یک فرد در شش ساعت را در 10 دقیقه انجام دهد. قیمت بالای روباتها در حال حاضر تنها نقطه ضعف آنها است؛ اما به نظر می‌رسد کشاورزان در درازمدت بتوانند محصولات مشابه را با قیمت مناسب تهیه کنند.
نانو روباتهای زیستی
ا استفاده از دانش نانوتکنولوژی دانشمندان توانسته‌اند نانوروبات‌های زیستی طراحی کنند که در بدن انسان قرار می‌گیرند و نقش محافظ و درمانگر را ایفا میکنند. این ریزماشین‌های هوشمند قادرند چندین نسخه از خودشان تهیه کنند و جایگزین بافت‌های فرسوده یا آسیب‌دیده نمایند.
«در آینده نانو روباتهای هوشمند در مغز و بدن هر انسانی به تعداد زیاد وجود خواهند داشت و انسان را از ابتلا به انواع بیماری‌ها مصون می‌دارند حتی روند پیر شدن بشر را به تعویق می‌اندازند و نیز قدرت جسمانی و حافظه او را تقویت میکنند.» شاید در نگاه اول این جمله تداعی‌کننده پیش‌گویی‌های «آرتور سی‌کلارک» در رابطه با دنیای آینده باشد ولی جالب اینجاست که این پیش‌بینی از دکتر «کورزویل» متخصص علوم کامپیوتر و عضو موسسه ملی مهندسی در امریکاست. او هم اکنون به همراه گروهی از متخصصین، در زمینه کاربرد نانو روباتها در زندگی آینده بشر تحقیقاتی انجام می‌دهد و قرار است نتایج مطالعات این گروه به صورت فیلمی با عنوان «داستان واقعی زندگی در آینده» در اواخر سال جاری میلادی ارائه شود.
بر اساس این گزارش با استفاده از نانوتکنولوژی دستیابی به انرژی خورشیدی امکانپذیر خواهد شد. انرژی خورشیدی قابل تبدیل و استفاده به اشکال مختلف انرژی میباشد و بشر را از منابع دیگر انرژی بی‌نیاز میکند. نانوروبات‌ها ماشینهای کوچکی هستند که برای انجام عملیاتی خاص و بعضا تکرارشونده با دقت بسیار بالا طراحی شده‌اند. نانو( nano-) به معنی یک بیلیونیوم یا یک میلیاردم است. قطر موی سر انسان یک دهم میلیمتر است درنظر بگیرید، یک نانومتر صدهزار برابر کوچک‌تر از آن است .9-10 =1 nanometer (nm) . مکعبی با ابعاد 5/2 نانومتر ممکن است حدود 1000 اتم را در خود جای دهد. با استفاده از دانش نانوتکنولوژی دانشمندان توانسته اند نانوروبات‌های زیستی طراحی کنند که در بدن انسان قرار می‌گیرند و نقش محافظ و درمانگر را ایفا میکنند. این ریزماشین‌های هوشمند قادرند چندین نسخه از خودشان تهیه کنند و جایگزین بافت‌های فرسوده یا آسیب‌دیده نمایند این فرایند را خود تکثیری می‌نامند. آنها نه تنها قادر به تشخیص محل دقیق سرطان خواهند بود بلکه داروی مناسب برای از بین بردن سلول‌های سرطانی را تزریق میکنند.
امروزه تحقیقات وسیعی در زمینه درمان بیماری‌هایی چون دیابت، بیماری‌های قلبی و ایدز در حال انجام است. نانوروبات‌ها دارای امکانات بالقوه‌ای هستند که با اجتماع و قرارگیری به صورت کلونی قادرند بطور موشکافانه و دقیق از سیستم حفاظت کنند. در واقع با ساختاری اتمی و یا مولکولی در یک فرایند شناخته شده قرار داده میشوند تا چرخه‌ای را کامل نمایند. تکنولوژی نانوروباتیک آنقدر سریع در حال پیشرفت است که به یقین زندگی انسان از اواسط قرن جاری بکلی متحول خواهد شد. این تغییرات شامل از بین رفتن بسیاری از بیماری‌ها، کاهش عوامل و عوارض بسیاری از امراض و حتی جراحی‌ها میباشد. یکی از مهمترین برنامه‌های گسترش علوم روباتیک در جهان بیشتر کردن عمر بشر و مبارزه با پیری و عواقب آن است. از دهه 80 میلادی تا کنون کوچک‌سازی (مینیاتورسازی) از اهم فعالیت‌ها در زمینه علوم کامپیوتری بوده است.
طبق گزارشات اعلام شده سرعت رشد تکنولوژی هر بیست سال دو برابر خواهد شد، در نتیجه تکنولوژی در سال 2050 حدود 32 برابر از سال 1950 جلوتر خواهد بود. یکی از شاخه‌هایی که رشد تکنولوژی در آن بسیار چشمگیر است، دانش پزشکی است. با ساخت ابزار و وسایل پزشکی در آینده روند پیر شدن کند میشود و مبارزه با بیماری‌ها آسان‌تر و مطمئن‌تر خواهد شد. در زمینه کالبدشناسی از نانوروبات‌ها به منظور تعیین محل دقیق آسیب استفاده خواهد شد. در شرایطی استفاده از نانو رباتهای زیستی ضروری به نظر می‌رسد که امکان دسترسی به عضو موردنظر دشوار بوده یا امکانپذیر نباشد یا حتی در مواردی که عواقب دردناک و دشواری توسط پزشک پیش‌بینی شود. برای طراحی یک نانوروبات دانشمندان از مدلهای طبیعی مثل ساختار رشته‌های DNA بهره می‌گیرند. با بهره‌گیری از دانش نانو تکنولوژی دانشمندان قادر به ساخت حسگرهای زیستی در ابعاد یک میلیاردم هستند.
هم اکنون نانو روباتهایی که در مراکز تحقیقاتی ساخته میشود به اندازه‌ای کوچک هستند که هنگام عطسه همراه با گرد و غبار به بیرون پرتاب میشوند. یکی از اولین ریزروبات‌هایی که برای کمک به علم پزشکی ساخته شد «سلئو» نام داشت. این میکروروبات برای جاسازی در داخل روده انسان طراحی شده بود. سئلو مجهز به یک چنگال و چند حسگر بود. حسگرها بدین منظور تعبیه شده بودند تا مانع برخورد با موانع شوند، وظیفه چنگال نیز برداشتن نمونه از سطح روده میباشد. این ریزماشین می‌توانست یا خود حرکت کند یا توسط پزشک با یک کنترل دستی به حرکت درآید. اسلوب کار نانوروبات‌هایی که در داخل بدن کار گذاشته میشوند، شبیه‌سازی از محیط، در فضایی سه بعدی است و تجزیه و تحلیل اطلاعات در آنها بر مبنای روشهای عددی میباشد. نانوروبات‌ها مانند انسان به اطلاعات اطرافشان نیاز دارند.
حواس ماشینی یا حسگرها این وظیفه را در نانوربات‌ها بر عهده دارد. به جرات میتوان گفت که بسیاری از این حسگرها از حواس انسان بهتر و دقیقتر کار میکنند. نانوروبات‌های زیستی به تغییرات حرارتی و شیمیایی بسیار حساس هستند. زیرا اگر تغییرات حرارتی در بین سلول‌های عضوی از بدن وجود داشته باشد و یا ضرایب شیمیایی متفاوتی بین آنها مشاهده شود، نشان از تغییراتی است که در بین سلول‌های سالم رخ داده و در نتیجه حاکی از بیماری خاصی میباشد. اینگونه ریزماشین‌ها به گونه‌ای طراحی شده‌اند که به تفاوت‌های ضرایب شیمیایی سلول‌ها بسیار حساس هستند و همچنین قادرند میزان حرارت سلول‌ها را اندازه‌گیری نمایند. هنگامی که ضرایب شیمیایی و دمایی متفاوتی مابین سلول‌ها دریافت کنند با بررسی اطلاعات و مطابقت با داده‌های ذخیره شده بیماری موردنظر را تشخیص می‌دهد. ناگفته نماند که این نانوروبات‌ها قادرند بین گزینه‌ها و موارد مشابه بهترین آنها را گزینش کنند، به عبارتی از هوش ماشینی در سطحی پیشرفته برخوردارند تا بهترین گزینه را در جهت تشخیص بیماری انتخاب نمایند. در مرحله بعدی نیز به درمان سلولی اقدام میکند که با تزریق دارو به سلول‌ها همراه است.
گفته شده است که بدلیل نوع کار این نانو روباتها در بدن تجهیزات و یا سخت‌افزار این ماشینهای مولکولی بسیار پیشرفته و ابتکاری است. در ساخت سنسورهای زیستی تنها روشهای میکروالکترونیکی کاربرد دارد. نانوربات‌های زیستی دارای سنسورهایی در ابعاد بسیار کوچک هستند و در عین حال به گونه‌ای طراحی شده‌اند که با شرایط زیستی بدن انسان سازگارند. نانوربات‌های زیستی با داشتن حسگرهای بسیار حساس از تجهیزاتی خواهند بود که امور پزشکی را بتدریج متحول میکند. در واقع مدلی از ماشینهای مولکولی هستند که با روشهای خاصی ارتباطات و اتصالات بین سلول‌های بیولوژیکی را کنترل کرده و بهبود می‌بخشد، به عبارتی روی نحوه عملکرد سلول‌ها نظارت کرده و کنترل صحیح آنها را به عهده می‌گیرد. روش کار این مدلهای مولکولی بر اساس شبیه‌سازی در محیط سه بعدی است. تحقیقات در زمینه نانو ربات‌هایی که مجهز به حسگرهای زیستی و دارویی باشند در سطح گسترده‌ای در حال انجام است.
مراحل آزمایشگاهی نانوروبات‌های زیستی در یک محیط واقعی با کنترل‌ها و سنجش‌های شیمیایی و حرارتی در مسیر مطلوبی قرار دارد. طراحی نانوروبات‌ها بر پایه و اساس نانوبیوالکترونیک میباشد و حسگرهای ویژه‌ای به نام نانوبیوسنسورها عملگرهایی هستند که به روشی خاص عمل میکنند و کاربرد آنها در جهت اهداف پزشکی و تحویل دارو به سلول‌ها میباشد. این پژوهش‌ها باعث پیشرفت‌های خارق‌العاده‌ای در زمینه نانو داروهای هوشمند شده است. از دیگر وظایف تعریف شده در نانوروبات‌ها عملکرد آنها به عنوان antibady است. antibady به معنی ماده‌ایی است که در بدن تولید میشود و به مقابله با بیماری‌ها میپردازد. موضوع جالب این است که سیستم ایمنی بدن با نانوروبات‌های زیستی سازش میکند و در جهت رفع بیماری با آنها همکاری می‌نماید. از دیگر قابلیت‌های تعریف شده در نانوبیوسنسورها بررسی زمان است، به عبارتی بررسی تشخیص بهترین زمان برای تزریق دارو به سلولهاست.
نانو روباتهای هوشمند قادر به تجزیه و تحلیل منطقی شرایط زیستی سلول می‌باشند، زیرا تزریق دارو به سلول‌ها اگر در زمان و موقعیت مناسب انجام شود به طور یقین تاثیر مطلوب خواهد داشت و در غیر این صورت نه تنها به بهبود وضعیت بیمار کمک نخواهد شد بلکه دارای عواقب خطرناکی نیز هست. تجزیه تحلیل‌های گوناگونی که از بررسی محیط بدست می‌آید بسیار مهم و حساس است، از طرفی ابعاد بسیار کوچک یا مینیاتوری این ریزماشین‌ها محدودیت‌هایی را ایجاد خواهد کرد. مسئله بسیار مهم دیگر تامین انرژی لازم برای گرفتن اطلاعات و تجزیه و تحلیل آنهاست. Adriano Cavalcanti یکی از پیشگامان درگسترش تکنولوژی نانو یا مهندسی اتوماتیکی مولکول‌های زیستی است، همچنین او رئیس CAN (Center for Automation in Nanobiotech) میباشد. او به همراه گروهی از متخصصین این رشته توانسته است دستگاه‌ها، وسایل و تجهیزات پزشکی مجهزی با استفاده از نانوروبات‌های زیستی تولید کند و گام‌های موثری در درمان بیماری‌هایی چون دیابت، انواع سرطان‌ها، کاردیولوژی (بیماری‌های قلب) و نیز معالجه انوریسم (اتساع غیرطبیعی شریان‌ها) انجام دهد.
آدرس‌های اینترنتی www.nanorobotdesign.com , www.canbiotechnems.com برای دسترسی به اطلاعات بیشتر و آشنایی با نحوه کار این گروه میباشد. مراحل کلی ساخت نانوروبات‌ها دارای دو بخش اصلی است ابتدا طراحی و ساخت تراشه‌های زیستی، به عبارتی ساخت تراشه‌هایی که با ساختار ژنتیکی انسان سازگار بوده و براساس مدل ژنوم انسان طراحی شده باشند. در مراحل بعدی که از حساسیت ویژه‌ای برخوردار است تست و انجام مراحل آزمایشگاهی به منظور بررسی واکنش بدن و چگونگی تاثیرگذاری نانوروبات‌هاست. یکی از اهداف ابداع این گونه روشها مقابله با بیماری‌های صعب‌العلاج و همچنین انواع سرطان‌ها است. طراحان نانوروبات‌های زیستی معتقدند که درمان بیماری‌هایی به ویژه سرطان با این روش موثرتر و همچنین ریسک خطرپذیری در آن بسیار کمتر است، زیرا این نانوروبات‌های زیستی بدون تاثیرگذاری روی سلول‌های سالم، سلول‌های بیمار و سرطانی را مورد هدف قرار می‌دهد.
ناگفته نماند که یکی از مشکلات درمان سرطان‌های گوناگون، داروها و مواد از بین برنده این سلولهاست، زیرا علاوه بر اینکه روی سلول‌های سرطانی تاثیر می‌گذارد سلول‌های سالم را نیز از بین میبرد. امروزه در کنار شناخت بیماری‌ها و روشهای درمانی آنها، آگاهی و دسترسی دقیقی نسبت به اجزای بدن حاصل شده و شاهد هستیم که پزشکان قادر به پیوند اندام‌هایی به بدن انسان می‌باشند که تاکنون غیرممکن بوده است. پیوند اعضای مصنوعی و جایگزین کردن آنها با عضو از کار افتاده از مسائل بسیار حساس و پیچیده است که امروزه قابل انجام میباشد. ناگفته نماند که این جراحی‌ها خطرات نه چندان کوچک و عواقب دردناک و دوره درمان بسیار بالایی دارند. دیگر آنکه اعضای پیوندی و اندام‌های مصنوعی هنوز کارآیی بافت‌های طبیعی و اولیه را پیدا نکرده‌اند. برای مثال باید گفت اگر دست یک کارگر زیر تیغ دستگاههای صنعتی قطع شود خوشبختانه پزشکان قادرند که دست را به بدن فرد پیوند زنند و حیات را به سلول‌ها باز گردانند.
اما متاسفانه دست موردنظر همه قابلیت‌های اولیه را نخواهد داشت، زیرا هنوز اطلاعات لازم برای اتصال اعصاب و بافت‌های جدا شده که مطابق حالت طبیعی باشد به دست نیامده است. از طرفی داروهایی که برای درمان انواع بیماری‌ها ساخته شده است، خود آسیب‌های دیگری به سلامت بدن انسان وارد می‌سازند زیرا که محیط و هدف خود را به طور دقیق نمی‌شناسند و می‌تواند مولد زیان‌هایی حتی بزرگ‌تر از مشکلات اولیه باشد. از طرفی ظهور بیماری‌هایی نظیر ایدز با ویروس مرموز HIV که روشها و داروهای کنونی از شناسایی و نابود کردن کامل آن عاجزند، خود دلیلی بر متحول شدن دنیای پزشکی است. دانش نانوتکنولوژی تولید و ساخت تجهیزاتی در مقیاس نانومتریک را ممکن می‌سازد. تجهیزاتی در ابعاد اتم یا مولکول با ویژگی‌ها و خواص شیمیایی کاملا” منحصر به فرد و شناخته شده. در واقع متخصصین با دستکاری اتم‌ها بطور جداگانه و جای دادن دقیق آنان در مکانی خاص قادرند ساختار دلخواه و مطلوبی را تولید کنند.
پژوهش‌های انجام شده ساختاری را ارائه میکند که می‌تواند پیشرفت‌های حیرت‌انگیزی را در صنعت دارو و درمان بیماری‌ها و آسیب‌های زیستی ایجاد نماید. نانوبیوروبات‌ها سیستم‌هایی هستند که شناساگر، تحلیل‌کننده، ترمیم‌کننده، متحرک و بسیار دقیق می‌باشند که قادرند بخش عظیمی از مشکلات پزشکی امروز را برطرف سازند. این ماشین‌ها با اطلاعات کامل از ساختار بدن و حتی اجزای سلول‌های بدن به راحتی قادر به حفاظت افراد در برابر باکتری‌ها، میکروب‌ها و ویروس‌های بیماری‌زا می‌باشند. با استفاده از اینگونه روشهای درمانی محققان قادر به ساخت بافت‌های بسیار مقاومی برای بدن انسان هستند که حتی با افتادن از ارتفاع زیاد هم کوچک‌ترین خدشه‌ای در عملکردشان وارد نشود و سلامت خود را حفظ کنند. آینده علوم و مهندسی چند گرایشی (Multi- Disciplinary) است و هر روزه به سمت تولید ماشینهای مولکولی سوق داده میشود تا در نهایت بتواند مجموعه‌هایی از ﭘیوندهای ارگانیک و سایبریک را عرضه کند.
با پیشرفت در نانوتکنولوژی دانشمندان قادرند تا نانوحسگرهای ویژه‌ای با کاربردهای نانوبیوالکترونیک و بیولوژیکی برای عملیاتی خاصی ابداع کنند. برخی معتقدند «نانوتکنولوژی روند زیان‌بار ناشی از انقلاب صنعتی را معکوس خواهد کرد.» از طرفی برخی اعتقاد دارند که پیش‌بینی‌هایی که در رابطه با سرعت پیشرفت تکنولوژی صورت گرفته است تا حدی اغراق‌آمیز و خوشبینانه میباشد. زیرا با درنظر گرفتن سرعت گرم شدن زمین، اثرات گلخانه‌ای، گسترش بیماری های عفونی و بعضا ناشناخته، آلودگی زمین و هوا، کمبود مواد غذایی و بسیاری از موارد دیگر، تعیین زمان اینگونه پیش‌گویی‌ها بسیار خوشبینانه است.
● رباتیک و کشور های صنعتی
کشور ها صنعتی به این حقیقت رسیده اند ، که کشوری پیشرفت نمی کند مگر این که در تمام علوم پیشرفت کند . بنابراین ، با توجه به این که رباتیک یکی از علوم اصلی سرنوشت ساز قرن است و به آن احساس نیاز می کنند . در این راستا فعالیت های بسیاری را انجام داده اند. آن ها آن قدر پیشرفت کرده اند که هدف خود را اینگونه ذکر می کنند ” در سال ۲۰۵۰ ربات هایی خواهیم ساخت شبیه انسان که بتواند با قوی ترین تیم فوتبال انسان ها بازی کند و بدون انجام خطا ، انسان ها را شکست دهد .”
آن ها هر ساله مسابقات رباتیک جهت کسب علم و استفاده نمودن از آن در صنعت برگزار می نمایند .
همچنین در راستای تربیت نیروی انسانی جهت گسترش این علم ، رشته ی مهندسی رباتیک را ایجاد نمودند .
ژاپنی ها در صنعت تولید روبات به عنوان پیش روی سایر کشورها هستند و شرکت های هیتاچی، سونی، تویوتا و هوندا از جمله فعالان این صنعتند. اکثریت روبات های ساخته شده، شباهتی با انسان ها ندارند و معمولاً در خطوط تولید کارخانه ها مورد استفاده قرار می گیرند.
مهندسی رباتیک در واقع تلفیقی از رشته ی مهندسی برق و مهندسی مکانیک است که هدف آن تربیت نیرویی که بتواند به تنهایی ربات های صنعتی را طراحی کند و آن را بسازد . این رشته در اکثر دانشگاه های کشور های صنعتی تدریس می شود .
کارخانه های خصوصی آن ها علاوه بر رباتیکی کردن فرایند تولید ، مقداری از درآمد های ناخالص خود را جهت تحقیق و گسترش رباتیک صرف می نمایند .
● وضعیت رباتیک در ایران
وضعیت رباتیک در ایران فاجعه بار است . به طوری که می توان گفت : رباتیک در ایران هنوز شناخته شده نیست . این وضعیت در حالی است که ایران یکی از بزرگترین وارد کنندگان ربات های صنعتی است . هر ساله ارز زیادی بابت خرید ربات ، از کشور خارج می شود . در بیشتر کارخانه های ما از رباتها استفاده می شود . کارخانه هایی مانند فولاد ، خودروسازی ، مواد غذایی و … را می توان تقریبا تمام رباتیک دانست . اما متاسفانه تمام ربات های آن وارداتی است و حتی نصب و کنترل و تعمیر آن بر عهده ی خارجی ها می باشد
به منظور عقب نماندن کشور در علم رباتیک ، رشته ی مهندسی رباتیک در سال ۱۳۸۱تاسیس شد و متاسفانه تا امسال (۱۳۸۷ ) تنها دانشگاه ارائه کننده ی آن دانشگاه صنعتی شاهرود بود . اکنون این رشته در دانشگاه صنعتی همدان نیز تدریس می شود . اما آیا دو دانشگاه کافی است ؟ پاسخ روشن است با توجه به اهداف کشور و سند چشم انداز ۲۰ ساله هم اکنون باید در تمام دانشگاه های صنعتی ، تدریس شود .
یکی از مشکلات دانش آموختگان این رشته در کشور این است که کسی این رشته را نمی شناسد و اصلا نمی داند ربات چیست . وقتی از ربات صحبت می شود به یاد اسباب بازی آدم آهنی کودکان و فیلم های سینمایی می افتند . دیگر مشکل دانش آموختگان عدم اعتماد صنعت کشور به آن ها است . صنعت گران حاضرند چندیدن برابر آن هزینه کنند ولی از نیروی خارجی استفاده نمایند .دیگر مشکل این رشته کمبود امکانات دانشگاهی و قدیمی بودن امکانات فعلی آن ها است .
بعضی از افراد در ایران استفاده از ربات را مساوی اخراج نیرو کار می دانند و با توسعه ی آن مخالفت می کنند . اما آنها از این قافل هستند که گماردن نیروی انسانی به کار های روزمره و تکراری ، اتلاف نیروی انسانی است . به جای انجام کار بیهوده می توان آن ها را در جایی دیگر به خدمت گرفت .
هر ساله چندین مسابقات رباتیک در سطح کشور برگزار می شود که می توان گفت همه ی آن ها دارای قوانین ثابت و یک شکل و تکراری است و هیچ کدام قوانین بومی ندارند . متاسفانه در ایران به این مسابقات به چشم هدف نگریسته می شود . (بر عکس کشور های صنعتی که مسابقات را ، وسیله ای برای ارتقاء صنعت خویش می دانند . ) و تمام وقت دانشجویان را می گیرند که رباتی با هدف پوچ ( مانند مسیریاب که در این مسابقات ربات باید مسیر خط سیاه را دنبال کند ) بسازند .
متاسفانه هیچ یک از ما ، هیچ روز یا هفته ای در سال را به عنوان هفته ی رباتیک ، حداقل برای یادآوری اهمیت آن بر نگزیده ایم . و برای بهبود وضعیت آن کوششی نکردیم و نمی کنیم. علم رباتیک در کشور ما علمی نو هستش و آینده ای روشن و پویا خواهد داشت.
با این همه اخیرا در مسابقات روباتهای هوشمند انگلیس تیم دانشگاه آزاد اسلامی، ضمن کسب مقام دوم جهانی بعنوان فنی‌ترین تیم طراح روبات انتخاب شدند.
همچنین ربات انسان نمای ایرانی پارسه ، آسیمو را به وحشت انداخت، ربات انسان نمای پارسه ، محصول مرکز تحقیقات فناوری های پیشرفته پارسه هست که از پیشرفته ترین سیستم هوش مصنوعی جهان بهره می برد. سیستم هوش مصنوعی این ربات توانست در سال 2007 نرم افزار “کلاریسا” که توسط دانشمندان ناسا طراحی شده بود و تا آن زمان پیشرفته ترین سیستم هوش مصنوعی جهان به شمار می آمد رو با اقتدار کامل شکست بدهد . همچنین عنوان پدر هوش مصنوعی نوین جهان را از آن طراح خود کند. لازم به توضیح است که ربات انسان نمای پارسه برای رقابت جدی با ربات انسان نمای آسیمو طراحی شده است و در پایان سال 2008 بروی پیست رقابت خواهد رفت.
گفتنی است بخش سیستم هوش مصنوعی ربات انسان نمای پارسه توانست در سال 2007 طی 9 روز رقابت دقیق و کارشناسی بیش از 30 سیستم هوشمند و ربات جهان را از جمله بخش هوش مصنوعی ربات آسیمو ، نرم افزار کلاریسا در ناسا ، سیستم هوش مصنوعی لوییزا و…. را با قدرت شکست دهد . طبق نظر کارشناسان انجمن هوش مصنوعی آمریکا AAAI این سیستم توانسته 70 درصد هوش انسانی را بازسازی نماید که تاکنون در جهان توانسته بودند کمتر از 10 درصد آن را شبیه سازی کنند یعنی چیزی در حد هوش یک گربه!!!!!!
● ربات های متفکر، نسل آینده ربات ها
محققان رباتیک دانشگاه ایالت میشیگان آمریکا (MSU) بر روی ربات هایی با فناوری هوش مصنوعی در حال کارند
فیلم جدید بازگشت ماتریکس سوژه ای مشترک با فیلم های دیگری دارد که در آنها ماشین های رایانه ای که بسیار پیشرفته اند با تفکر خود قصد سلطه بر جهان را دارند، این تصور و تخیل چندان که به نظر می رسد خیال پردازانه نیست. محققان دانشگاه ایالت میشیگان آمریکا (MSU) بر روی ربات هایی با فناوری هوش مصنوعی در حال کارند که قادر می باشند فکر کنند یا حداقل از تجربیاتشان بیاموزند. درست همانند یک بچه. اما آیا این امکان وجود دارد که ربات های ساخت بشر روزی علیه سازندگانشان به جنگ بپردازند؟
آرتور تانگ که یک محقق است اعتقاد دارد، از لحاظ تکنیکی چنین امری در آینده ای نه چندان نزدیک امکان پذیر است و ربات های دارای هوش مصنوعی این استعداد را دارا می باشند. هوش مصنوعی از داغ ترین موضوعاتی است که دانشمندان علوم رایانه آن را تحت بررسی دارند. آنها قصد دارند تا به جای ساخت یک ماشین هوش مصنوعی (AI) آن را به بار آورده و رشد دهند. تانگ در این مورد می گوید: «به جای دادن برنامه حل یک مسأله به رایانه ما قصد داریم تا با بزرگ کردن یک ماشین هوش مصنوعی همانند یک کودک امکان حل مسأله و پیدا کردن راه حل را به خود او واگذار کنیم. مثلاً ما دوست داریم به جای برنامه دادن به آن جهت تشخیص کاراکترها و گرامر، نحوه خواندن را به این ماشین ها یاد دهیم.» این درست همان کاری است که جان ونگ استاد دانشگاه MSU در حال انجام آن است. او هم اکنون دومین ربات نمونه خود را نیز ساخته است. این ربات که Dav نام دارد شبیه رباتی است که در سریال تلویزیونی «گم شدن در فضا» به نمایش در آمد.
یک جفت دوربین چشم های Dav می باشند و یک میکروفن به همراه پردازنده صوت گوش های این ربات را تشکیل می دهند. قدرت تشخیص حرکت و حسگرهای حرارتی این ربات را به توانایی های انسان نزدیک تر می کنند.
این ماشین ها پس از ساخته شدن، خود توانایی های فکری خود را بهبود می بخشند. به منظور دادن آموزش راه رفتن به آنها، محققان این ربات ها را به سمت گوشه ها و در درون راهروها به جلو هل می دهند. درست همانند والدینی که پشت دوچرخه کودکانشان را به هنگام آموزش دوچرخه سواری نگاه داشته و به دنبال آنان می دوند تا زمانی که کودکانشان بدون نیاز به آنها بتوانند به دوچرخه سواری بپردازند.
برنامه نویس پشت سر ربات حرکت نموده و با تنظیم حسگرها و تغییر دستورالعمل های ورودی حرکت آن را بهبود می بخشد. با ده بار انجام این کار ربات یاد می گیرد که هنگام رسیدن به گوشه ها دور بزند و از برخورد با دیوار اجتناب ورزد.
ونگ می گوید در مورد انسان ها فراگیری و اندازه مغز محدود است اما در مورد ربات ها چنین موانعی وجود ندارد. البته ونگ معتقد است احتمالاً ربات ها هیچ گاه از کنترل انسان خارج نخواهند شد،چرا که برنامه نویسان آنها انسانها هستند.
● استفاده از روباتهای هوشمند در مانیتورینگ، کنترل و تعمیرات خطوط لوله گاز
کی از روشهای نگهداری و تعمیرات لوله های انتقال گاز در خطوط لوله بین شهری و یا حتی شبکه‌های شهری، استفاده از روباتهای تشخیص دهنده و برطرف کننده عیوب میباشد. اینگونه روباتهای هوشمند با بهره‌گیری از برنامه‌های کامپیوتری و سنسورها و تجهیزات آزمایش کننده میتوانند عیوب مختلف را تشخیص داده و اطلاعات جمع‌آوری شده در طول حرکت خود در داخل لوله‌ها را در حافظه خود ذخیره کرده و در مقصد تحویل دهند یا بصورت آنلاین جهت مرکز کنترل ارسال کنند و حتی امکان برخی تعمیرات کوچک داخل لوله‌ها را دارا می‌باشند و میتوانند مسیر حرکت را، بعنوان مثال در انشعابات، بر اساس نیاز انتخاب کنند. مشکلات ساخت و استفاده از چنین روباتهایی: منبع تغذیه و تامین انرژی مورد نیاز آنها، چگونگی برقراری ارتباط با اپراتور یا کنترل کننده دستگاه، چگونگی حرکت در داخل لوله و یا ثابت ماندن مقطعی آن به دلخواه اپراتور، چگونگی وارد نمودن روبات به داخل خط دارای جریان گاز بدون قطع جریان و یا بدون پیگ رسیورها و یا پیگ لانچرهای از پیش تعبیه شده.
● آینده ی علم رباتیک
جمعیت رباتها به سرعت در حال افزایش است. این رشد توسط ژاپنی‌ها که رباتهای آنها تقریباً دو برابر تعداد رباتهای آمریکا است، هدایت شده است.
همه ارزیابی‌ها بر این نکته تأکید دارد که رباتها نقش فزاینده‌ای در جوامع مدرن ایفا خواهند کرد. آن ها به انجام کارهای خطرناک، تکراری، پر هزینه و دقیق ادامه میدهند تا انسانها را از انجام آنها باز دارند.
ربات ها هر روز گسترده تر می شوند بزودی ربات های پرستار نظافتچی فوتبالیست آشپز مربی و … به تولید انبوه می رسند قرار است تا سال 2050 دانشمندان تیم فوتبال رباتیک بسازند که با انسان ها بازی کنند و آن ها را شکست دهند . یک روز فرا می رسد که در هر خانه ای یک ربات انسان نما و همه کاره وجود داشته باشد و در صنایع و کشاورزی و … دیگر به انسان نیاز نباشد و انسان در آن فقط تفریح و تولید علم کند .
شهری را تصور کنید که رباتها در اکثر فعالیت های انسانی و بشری کمک رسان بشر شده اند.به یقین که نگاهی با کمی دورنگری و کمی بزرگ نمایی از آینده این رشته بسیار نگران کننده و شاید خطرناک باشد.تصور این که رباتی شما را در یک معامله بفریبد و یا رباتی که دارای احساس و اندیشه و جماعاتی رباتی که بر سر مسایل مورد نظر شان مثل کم توجهی به آنها شروع به شورش کنند و دیگر موارد که اکنون خنده دار و در باطن نگران کننده است.
در راستای همین مطالب بد نیست نگاهی با تامل و جدی به فیلم “مرد 200 ساله” بیاندازید که به تصور شما کمک میکند.
● نتیجه گیری
اگر می خواهیم ایران به پیشرفت شایسته ی خود برسد . باید موانع را از جلو آن برداریم . در اولین قدم بهتر است در موارد زیر گامی محکم برداریم .
۱) آشنایی مردم با علم رباتیک و مزیت استفاده از ربات ها
۲) تاسیس رشته ی مهندسی رباتیک در تمامی دانشگاه های صنعتی کشور
۳) برگزاری هدفمند مسابقات رباتیک در رشته های بومی در راستای تولید ثروت از راه علم
۴) جلب اعتماد صنعت به نیرو های داخلی
۵) مشخص کردن هفته ای خاص به نام هفته ی رباتیک
۶) و … .
همچنین آموزش و پرورش باید به متولی اصلی رباتیک تبدیل شود، آموزش و پرورش به دلیل اینکه به‌طور مستقیم با دانش‌آموزان در تماس است، می‌تواند به بهترین متولی رباتیک در کشور تبدیل شود و با تشکیل کانون و انجمن رباتیک، علاقه‌مندان به این رشته را به‌طور پیوسته به سمت و سوی خود سوق دهد.
همچنین بر گزرای مسابقات رباتیک در زمینه های مختلف از جمله مسابقات روبوکاپ ،مسابقات رباتیک در حوزه ی خدمات شهری و روباتهای امداد ونجات ، می تواند فرهنگسازی مناسبی برای استفاده از دانش رباتیک برای پاسخگویی به نیازهای مردم در سطح جامعه می باشد .
بسیاری از مردم از اینکه رباتها تعداد شغل‌ها را کاهش دهد و افراد زیادی شغل خود را از دست دهند، نگرانند. این تقریباً هرگز قضیه‌ای بر خلاف تکنولوژی جدید نیست. در حقیقت اثر پیشرفت تکنولوژی مانند رباتها (اتومبیل و دستگاه کپی و…) بر جوامع ، آن است که انسان بهره‌ورتر میشود.
در حوزه رباتیک مشکلاتی در رابطه با انسان‌های شرور و استفاده از رباتها برای مقاصد شیطانی داریم. مطمئناً رباتها میتوانند در جنگ‌های آینده استفاده شوند. این می‌تواند هم خوب و هم بد باشد. اگر انسانها اعمال خشونت آمیز را با فرستادن ماشین‌ها به جنگ یکدیگر نمایش دهند، ممکن است بهتر از فرستادن انسانها به جنگ با یکدیگر باشد. رباتها میتوانند برای دفاع از یک کشور در مقابل حملات استفاده میشوند تا تلفات انسانی را کاهش دهد. آیا جنگ‌های آینده می‌تواند فقط یک بازی ویدئویی باشد که رباتها را کنترل میکند؟
تحقیق شده توسط : ناصرعباس فام
در گذشته کشورهای استعمارگر برای افزایش سرمایه وپیشرفت خود به کشور های ضعیف حمله می کردند و با تصرف کشور قربانی ، مردم آنجا را به عنوان برده به خدمت می گرفتند و از آنها به عنوان نیروی کار رایگان بهره می بردند و آنها را در مزارع کارخانه ها آشپزخانه ها و… به کار می گرفتند . اما این برده ها چند عیب بزرگ داشتند . مهمترین عیب آن اسارت یک انسان و ظلم به او بود و دیگر عیب آن خستگی برده ها بود . برده ها نمی توانستند ۲۴ ساعت شبانه روز کار کنند . باید به آن ها وقت استراحت می دادند . دیگر عیب آن ها این بود که ارباب باید آن ها را مداوم کنترل می کرد . در آن زمان آرزوی اربابان این بود که برده ای غیر انسانی داشته باشند که بتواند ۲۴ ساعته کارکند و دچار خستگی نشود و نیاز به کنترل مداوم نداشته باشد . با توجه به علم آن زمان این رویایی بیش نبود و فقط در تئاتر به نمایش در می آمد و به این برده های آسمانی (( ربات )) می گفتند .
با پیشرفت علوم در طی گذشت زمان و انقلاب صنعتی اروپا ، نیاز به برده هایی بیشتر با سرعت بالاتر دقت بیشتر و خستگی کمتر ، بیشتر احساس می شد . بنابراین دانشمندان به فکرساخت ماشین های خود کار افتادند . (تا آن زمان علم در زمینه ی برق و مکانیک مقداری پیشرفت کرده بود . ) از آن به بعد در قسمت هایی از کارخانه ها از ماشین های الکترومکانیکی استفاده می شد . بدین شکل مکانیزاسیون صنعتی آغاز شد . عیب بزرگ این دستگاه ها تک منظوره بودن و عدم انعطاف پذیری آن ها بود . یعنی با تغییر قسمتی از کارخانه یا محصول تولیدی می بایست کل دستگاه ها دوباره طراحی می شدند . با پیشرفت هر چه بیشتر علم ، کامپیوتر ها اختراع شدند و گسترش یافتند . تا حدی که در خانه ها نیز یافت می شد . سپس صنعت گران به فکر ترکیب ماشین ها ی الکترومکانیکی با کامپیوتر ها افتادند تا بتوان آن ها را برنامه نویسی کرد [ یکی از ویژگی های کامپیوتر قابل برنامه نویسی بودن آن است ] و بایک دستگاه بتوان چندین کار را انجام داد (مثلا دستگاهی که یک نوع ماشین را رنگ می زند بتواند با عوض شدن مدل و طرح آن ، آن ها را نیز رنگ بزند ) . بدین صورت ربات ها ساخته شدند.
تاریخچه تحولات حوزه رباتیک
1920: نمایش نامه نویس چک اسلواکی Karl capek، کلمه ربات را در نمایش«رباتهای جهانی روسیه» استفاده کرد این جمله از کلمه چکی « Robota» به معنی« کوشش ملال آور» آمده است.
1938: نخستین الگوی قابل برنامه‌ریزی که یک دستگاه سم‌پاشی بود، توسط دو آمریکایی به نام‌های Willard pollard و Harold Roselund برای شرکت devilbiss طراحی شد.
1942: ایزاک آسیموفRunaround را منتشر کرد و در آن قوانین سه‌گانه رباتیک را تعریف کرد.
1946: ظهور کامپیوتر: George Devol، با استفاده از ضبط مغناطیسی، یک دستگاه playback همه منظوره، برای کنترل ماشین به ثبت رساند. John Mauchly اولین کامپیوتر الکترونیکی (ENIAC) را در دانشگاه پنسیلوانیا ساخت. در MIT، اولین کامپیوتر دیجیتالی همه منظوره (Whirl wind) اولین مسئله خود را حل کرد.
1951: در فرانسه Reymond Goertz اولین بازوی مفصلی کنترل از راه دور را برای انجام مأموریت هسته‌ای طراحی کرد. طراحی آن مبتنی بر کلیه روابط متقابل مکانیکی بین بازوی اصلی و فرعی با استفاده از روش متداول تسمه و قرقره بود که نمونه‌هایی برگرفته از این طرح هنوز هم در مواردی که نیاز به لمس نمونه‌های کوچک هسته‌ای است، دیده میشود.
1954: George Devol اولین ربات قابل برنامه‌ریزی را طراحی و عبارت جهانی اتوماسیون را ابداع کرد. این امر زمینه‌ای برای نام‌گذاری این شرکت به Unimation در آینده شد.
1959: Marvin Minsky و John McCarthy آزمایشگاه هوش مصنوعی را در MIT بنا نهادند.
1960: Unimation توسط شرکت Coudoc خریداری شد و توسعه سیستم رباتهای آن آغاز گردید. کارخانجات ساخت تراشه مانند AMF پس از آن شناخته شدند و اولین ربات استوانه ای شکل به نام Versatran که توسط Harry Johnson&Veljkomilen kovic طراحی شده بود، فروش رفت.
1962: جنرال موتورز اولین ربات صنعتی را از Unimation خریداری کرد و آن را در خط تولید خود قرار داد.
1963: John Mccarthy آزمایشگاه هوش مصنوعی دیگری از دانشگاه استنفورد بنا کرد.
1964: آزمایشگاه‌های تحقیقاتی هوش مصنوعی در M.I.T ،مؤسسات تحقیقاتی استنفورد (SRI)، دانشگاه استنفورد و دانشگاه ادین برگ گشایش یافت.
1964: رباتیک C&D پایه گذاری شد.
1965: دانشگاه Carnegie Mellon مؤسسه رباتیک خود را تأسیس کرد.
1965: حرکت یکنواخت ( Homogeneous Trans formation) در شناخت نحوه حرکات ربات به کار رفت. این روش امروزه به عنوان نظریه اسامی رباتیک وجود دارد.
1965: ژاپن ربات Verstran ( نخستین رباتی که به ژاپن وارد شد) را از AMF خریداری کرد.
1968: کاوازاکی مجوز طراحی رباتهای هیدرولیک را از Unimation گرفت و تولید آن را در ژاپن آغاز کرد.
1968: SRI،Shakey (یک ربات سیار با قابلیت بینایی و کنترل با یک کامپیوتر به اندازه یک اتاق) را ساخت.
1970: پروفسور victor sheinman از دانشگاه استنفورد بازوی استاندارد را طراحی کرد. ساختار ترکیب حرکتی او هنوز هم به بازوی استاندارد معروف است.
1973: Cincinnate Milacron اولین مینی کامپیوتر قابل استفاده تجاری که با رباتهای صنعتی کنترل می شد(T3) را عرضه کرد. ( طراحی توسطRichard Hohn )
1974: پروفسور Victor Scheinman، سازنده بازوی استاندارد، Inc Vicarm را جهت فروش یک نسخه برای کاربردهای صنعتی ساخت. بازوی جدید با یک مینی کامپیوتر کنترل می‌شد.
1977: یک شرکت ربات اروپایی (ASEA)، دو اندازه از رباتهای قدرتمند الکتریکی صنعتی را عرضه کرد که هر دو ربات از یک کنترلر میکرو کامپیوتر برای برنامه ریزی عملکرد خود استفاده می‌کردند.
1976: Vicarm Inc در کاوشگر فضایی وایکینگ 1و2 استفاده شد. یک میکرو کامپیوتر هم در طراحی vicarm به کار رفت.
1977: Inc, Unimation vicarm را فروخت.
1978: unimation با استفاده از تکنولوژی Vicarm ( puma) ماشین قابل برنامه‌ریزی برای مونتاژ( puma) را توسعه داد . امروزه همچنان میتوان puma را در بسیاری از آزمایشگاه‌های تحقیقاتی یافت.
1978: ماشین خودکار Brooks تولید شد.
1978: IBM و SANKYO ربات با بازوی انتخاب کننده، جمع کننده و مفصلی (SCARA) که در دانشگاه Yamanashi ژاپن برنامه‌ریزی و تولید شده بود، را فروختند.
1980: Cognex تولید شد.
1981: گروه رباتهای CRS عرضه شد.
1982: Fanuc از ژاپن و جنرال موتورز درGM Fanuc برای فروش ربات در شمال آمریکا قرار داد بستند.
1983: تکنولوژی Adept عرضه شد.
1984: Joseph Engelberger ایجاد تغییرات در رباتیک را آغاز کرد و پس از آن نام رباتهای کمکی (Helpmate) به رباتهای خدماتی توسعه یافته (developed service Robots) تغییر یافت.
1986: با خاتمه یافتن مجوز ساخت Unimation، کاوازاکی خط تولید رباتهای الکتریکی خود را توسعه داد.
1988: گروه Staubli، Unimation را از Westing house خرید.
1989: تکنولوژی Sensable عرضه شد.
1994: یک ربات متحرک شش پا از مؤسسه رباتیک CMUیک آتشفشان در آلاسکا را برای نمونه‌برداری از گازهای آتشفشانی کاوش کرد.
1997: ربات راه‌یاب مریخ ناسا از زمانی‌که ربات وارد مریخ شد تصاویری از جهان را ضبط و ربات سیار Sojourner تصاویری از سفرهایش به سیاره‌های دور را ارسال کرد.
1998: Honda نمونه ای از p3 (هشتمین نمونه در پروژه طراحی شبیه انسان ) که در 1986 آغاز شده بود را عرضه کرد.
2000: Honda نمونه آسیمو نسل بعدی از سری رباتهای شبیه انسان را عرضه کرد.
2000: Sony از ربات شبیه انسان خود که لقب SDR ( Sony Dream Robots) را گرفت، پرده برداری کرد.
2001: Sony دومین نسل از رباتهای سگ Aibo را عرضه کرد.
2001: سیستم کنترل از راه دور ایستگاه فضایی(SSRMS ) توسط مؤسسه رباتیک MD در کانادا ساخته و با موفقیت به مدار پرتاب شد و عملیات تکمیل ایستگاه فضایی بین‌المللی را آغاز کرد
● تعریف ربات و رباتیک
همیشه بین صاحب نظران رباتیک و فعالان رباتیک در دانشگاه ها بحث در مورد تعریف ربات وجود داشته است، گاهی اوقات بر اساس تولید ربات، در شرکتی، تعریفی صنعتی و بر اساس تولید آن شرکت از ربات ارایه می شود و در مواردی نسبت به تکنولوژی ربات توصیف شده است
با این همه در زمان کنونی فناوری ساخت ربات در حدی است که با تکیه بر تکنولوژی جدید و پیشرفته کنونی و با کمی آینده نگری می توان تعریف عینی و دست یافتنی از ربات کرد.در این جا چند تعریف معتبر ذکر شده است:
“یک دستگاه یا وسیله خود کاری که قادر به انجام اعمالی است که معمولا به انسانها نسبت داده می شود و یا مجهز به قابلیتی است که شبیه هوش بشری است.”
یک ربات هوشمند ،ماشین خودکار چند منظوره ای است که طیف وسیعی از وظایف متفاوت را، تحت شرایطی که حتی ممکن است به آن شناخت کافی نداشته باشد ،همانند انسان آن را انجام دهد”
موسسه صنعتی آمریکا RAI یا Robotic Industrial Association که شرکتی با سابقه در صنعت رباتیک می باشد و در تولید بازوهای ربات های صنعتی یا (Manipulators) است، این گونه ربات را تعریف می کند:
“یک ربات، یک جابجا کننده چند وظیفه ای برنامه پذیر است که برای حرکت دادن مواد ، قطعات ،ابزار ها یا وسایل خاص ،با استفاده از حرکات برنامه ریزی شده قابل تغییر برای تحقق فرامین مختلف ،طراحی شده است.
ربات در معنای عام تر و کلی تر یک ماشین الکترومکانیکی هوشمند است
کلمه ربات توسط Karel Capek نویسنده نمایشنامه R.U.R (روباتهای جهانی روسیه) در سال 1921 ابداع شد. ریشه این کلمه، کلمه چک اسلواکی(robotnic) به معنی کارگر میباشد.
در نمایشنامه وی نمونه ماشین، بعد از انسان بدون دارا بودن نقاط ضعف معمولی او، بیشترین قدرت را داشت و در پایان نمایش این ماشین برای مبارزه علیه سازندگان خود استفاده شد.
البته پیش از آن یونانیان مجسمه متحرکی ساخته بودند که نمونه اولیه چیزی بوده که ما امروزه ربات می‌نامیم.
امروزه معمولاً کلمه ربات به معنی هر ماشین ساخت بشر که بتواند کار یا عملی که به‌طور طبیعی توسط انسان انجام میشود را انجام دهد، استفاده میشود
ربات یک ماشین هوشمند است که قادر است در شرایط خاصی که در آن قرار می گیرد، کار تعریف شده ای را انجام دهد و همچنین قابلیت تصمیم گیری در شرایط مختلف را نیز ممکن است داشته باشد. با این تعریف می توان گفت ربات ها برای کارهای مختلفی می توانند تعریف و ساخته شوند.مانند کارهایی که انجام آن برای انسان غیرممکن یا دشوار باشد.
روباتها همانند کامپیوترها قابلیت برنامه ریزی دارند.بسته به نوع برنامه‌ای که شما به آنها می‌‌دهید.کارها و حرکات مختلفی را انجام میدهند. رشته دانشگاهی نیز تحت عنوان روباتیک وجود دارد.که به مسایلی از قبیل حسگرها، مدارات، بازخوردها، پردازش اطلاعات و بسط و توسعه روباتها میپردازد.روباتها انواع مختلفی دارند از قبیل روباتهای شمشیر باز، دنبال کننده خط،کشتی گیر، فوتبالیست،و روباتهای خیلی ریز تحت عنوان ریز-روباتها، روباتهای پرنده و غیره نیز وجود دارند. روباتها برای انجام کارهای سخت و دشواری که بعضی مواقع انسانها از انجام آنها عاجز یا انجام آنها برای انسان خطرناک هستند.مثل روباتهای که در نیروگاه‌های هسته‌ای وجود دارند استفاده میشوند.
کاری که روباتها انجام میدهند.، توسط ریزپردازشگرها و ریزکنترل‌گرها کنترل میشود.با تسلط در برنامه نویسی این دو می‌‌توانید دقیقا همان کاری را که انتظار دارید روبات انجام دهد.
با توجه به توضیحاتی که داده شد :
ربات ماشینی هوشمند ، قابل برنامه نویسی و انعطاف پذیر است که برای بدست آوردن اطلاعاتی از محیط خود دارای حسگرهایی است .
رباتیک علم طراحی ، ساخت ، نگهداری و تعمیر ربات ها است همچنین رباتیک دانش و فناوری وابسته به ابزارهای مکانیکی کنترل شونده به‌وسیله رایانه است. هدف رباتیک اتصال هوش از ادراک به رفتار می باشد. رباتیک در اکثر مواقع در حوزه مهندسی برق، مهندسی مکانیک و مهندسی رایانه کاربرد دارد.
رباتیک علم به‌کارگیری رباتهاست و تاثیر آن را در محصولاتی که هر روزه استفاده می‌کنیم، می‌بینیم.
مهندسی رباتیک علم هوشمند کردن و الکترونیکی کردن ماشین ها ی مکانیکی است ( در جهت مصارف صنعتی ) [مهندسی رباتیک = مهندسی برق + مهندسی مکانیک]
رباتها دارای سه قسمت اصلی هستند:
* مغز که معمولاً یک کامپیوتر است.
* محرک و بخش مکانیکی شامل موتور، پیستون، تسمه، چرخ‌ها، چرخ دنده‌ها و …
* سنسور که می‌تواند از انواع بینایی، صوتی، تعیین دما، تشخیص نور، تماسی یا حرکتی باشد.
با این سه قسمت، یک ربات می‌تواند با اثرپذیری و اثرگذاری در محیط کاربردی‌تر شود.
قوانین سه‌گانه رباتیک:
ایزاک آسیموف نویسنده داستان‌های علمی تخیلی قوانین سه‌گانه رباتیک را به صورت زیر تعریف‌کرده است:
1ـ یک ربات نباید به هستی انسان آسیب برساند یا به واسطه بی‌تحرکی، زندگی یک انسان را به مخاطره بیاندازد.
2ـ یک ربات باید از دستوراتی که توسط انسان به او داده میشود، اطاعت کند؛ جز در مواردی که با قانون یکم در تضاد هستند.
3ـ یک ربات باید تا جایی‌که با قوانین یکم و سوم در تضاد نباشد از خود محافظت کند.
علم رباتیک از سه شاخه اصلی تشکیل شده است:
• الکترونیک ( شامل مغز ربات)
• مکانیک (شامل بدنه فیزیکی ربات)
• نرم افزار (شامل قوه تفکر و تصمیم گیری ربات)
اگریک ربات را به یک انسان تشبیه کنیم، بخشهایی مربوط به ظاهر فیزیکی انسان را متخصصان مکانیک می سازند(تصویر3)، مغز ربات را متخصصان الکترونیک توسط مدارای پیچیده الکترونیک طراحی و می سازند و کارشناسان نرم افزار قوه تفکر را به وسیله برنامه های کامپیوتری برای ربات شبیه سازی می کنند تا در موقعیتهای خاص ، فعالیت مناسب را انجام دهد.
● مزایای ربات و رباتیک
مزایا کاملاً آشکار است. معمولاً یک ربات می‌تواند کارهایی که ما انسانها می‌خواهیم انجام دهیم را ارزان‌تر انجام دهد. علاوه بر این رباتها میتوانند کارهای خطرناک مانند نظارت بر تأسیسات انرژی هسته‌ای یا کاوش یک آتشفشان را انجام دهند. رباتها میتوانند کارها را دقیقتر از انسانها انجام دهند و روند پیشرفت در علم پزشکی و سایر علوم کاربردی را سرعت بخشند. رباتها به ویژه در امور تکراری و خسته کننده مانند ساختن صفحه مدار، ریختن چسب روی قطعات یدکی و… سودمند هستند.
همچنین میتوان به مزایای دیگر ربات از جمله : افزایش بهره ، افزایش تولید ، بهبود کیفیت کار ، افزایش دقت ، جلوگیری از اتلاف نیروی انسانی ، افزایش سرعت ، کاهش هزینه ، کاهش ضایعات ، چند منظوره بودن ، هوشمند بودن ، عدم خستگی اشاره کرد.
علاوه بر این متوان مزایای زیر را بر شمرد!
1- رباتیک و اتوماسیون در بسیاری از موارد می توانند ایمنی، میزان تولید، بهره و کیفیت محصولات را افزایش دهند.
2- رباتها می توانند در موقعیت های خطرناک کار کنند و با این کار جان هزاران انسان را نجات دهند.
3- رباتها به راحتی محیط اطراف خود توجه ندارند و نیازهای انسانی برای آنها مفهومی ندارد. رباتها هیچگاه خسته نمی شوند.
4- دقت رباتها خیلی بیشتر از انسانها است آنها در حد میلی یا حتی میکرو اینچ دقت دارند.
5- رباتها می توانند در یک لحظه چند کار را با هم انجام دهند ولی انسانها در یک لحظه تنها یک کار انجام می دهند.
رباتها معمولاً در مواردی استفاده میشوند که بتوانند کاری را بهتر از یک انسان انجام دهند یا در محیط پرخطر فعالیت کنند.
ربات می‌تواند کارهایی را که انسان انجام می‌دهد، ارزان‌تر انجام دهد. علاوه بر این، رباتها میتوانند کارهای خطرناک مانند نظارت بر تاسیسات انرژی هسته‌ای و یا کنترل کابل‌های فشار قوی را انجام دهند. رباتها میتوانند کارها را دقیقتر از انسان انجام دهند و روند پیشرفت در علم پزشکی و سایر علوم کاربردی را سرعت بخشند. همچنین رباتها در امور تکراری و خسته‌کننده همانند ساخت صفحه مدار، ریختن چسب روی قطعات یدکی سودمند هستند.
همه ارزیابی‌ها بر این نکته تاکید دارد که رباتها نقش فزاینده‌ای در جوامع مدرن ایفا خواهند کرد. آنها به انجام کارهای خطرناک، تکراری، پرهزینه و دقیق ادامه میدهند تا انسانها را از انجام آنها بازدارند.
● صنعت و رباتیک
رباتها اولین بار در سال 1954 در صنعت به کارگرفته شدند که یک بازوی ربات یا Manipulator نام داشت که تنها 3 درجه آزادی بود.رباتهای صنعتی امروزی اکثراً همان بازوی رباتیکی هستند ولی با 6 درجه آزادی و خیلی پیشرفته تر نبست به گذشته کار میکنند رباتها در صنعت به شیوه ها و روشها و مدلهای مختلفی به کارگرفته میشوند.
امروزه، ۹۰ درصد روباتها، روبات هاى صنعتى هستند، یعنى روبات هایى که در کارخانه ها، آزمایشگاه ها، انبارها، نیروگاه ها، بیمارستان ها، و بخش هاى مشابه به کارگرفته مى شوند. در سال هاى قبل، بیشتر روباتهاى صنعتى در کارخانه هاى خودروسازى به کارگرفته مى شدند، ولى امروزه تنها حدود نیمى از روباتهاى موجود در دنیا در کارخانه هاى خودروسازى به کار گرفته مى شوند. مصارف روباتها در همه ابعاد زندگى انسان به سرعت در حال گسترش است تا کارهاى سخت و خطرناک را به جاى انسان انجام دهند. براى مثال امروزه براى بررسى وضعیت داخلى راکتورها از روبات استفاده مى شود تا تشعشعات رادیواکتیو به انسانها صدمه نزند.
برخلاف تصور افسانه ای عمومی از رباتها به عنوان ماشینهای سیار انسان نما که تقریباً قابلیت انجام هر کاری را دارند، بیشتر دستگاههای روباتیک در مکانهای ثابتی در کارخانه ها بسته شده اند و در فرایند ساخت با کمک کامپیوتر، اعمال قابلیت انعطاف، ولی محدودی را انجام می دهند چنین دستگاهی حداقل شامل یک کامپیوتر برای نظارت بر اعمال و عملکردهای و اسباب انجام دهنده عمل مورد نظر، می باشد. علاوه براین، ممکن است حسگرها و تجهیزات جانبی یا ابزاری را که فرمان داشته باشد بعضی از رباتها، ماشینهای مکانیکی نسبتاً ساده ای هستند که کارهای اختصاصی مانند جوشکاری و یا رنگ افشانی را انجام می دهند. که سایر سیستم های پیچیده تر که بطور همزمان چند کار انجام می دهند، از دستگاههای حسی، برای جمع آوری اطلاعات مورد نیاز برای کنترل کارشان نیاز دارند. حسگرهای یک ربات ممکن است بازخورد حسی ارائه دهند، طوریکه بتوانند اجسام را برداشته و بدون آسیب زدن، در جای مناسب قرار دهند. ربات دیگری ممکن است دارای نوعی دید باشد.، که عیوب کالاهای ساخته شده را تشخیص دهد. بعضی از رباتهای مورد استفاده در ساخت مدارهای الکترونیکی، پس از مکان یابی دیداری علامتهای تثبیت مکان بر روی برد، می توانند اجزا بسیار کوچک را در جای مناسب قرار دهند. ساده ترین شکل رباهای سیار، برای رساندن نامه در ساختمانهای اداری یا جمع آوری و رساندن قطعات در ساخت، دنبال کردن مسیر یک کابل قرار گرفته در زیر خاک یا یک مسیر رنگ شده که هرگاه حسگرهایشان در مسیر، یا فردی را پیدا کنند متوقف می شوند. رباتهای بسیار پیچیده تر رد محیط های نامعین تر مانند معادن استفاده می شود.
روباتهاى صنعتى زیادى ساخته شد ه اند و انجمن صنایع روباتیک این تعریف را براى روبات صنعتى ارائه کرد:
«روبات صنعتى یک وسیله چند کاره و با قابلیت برنامه ریزى چند باره است که براى جابه جایى قطعات، مواد، ابزارها با وسایل خاص به وسیله حرکات برنامه ریزى شده، براى انجام کارهاى مختلف استفاده مى شود.»
در سال ۱۹۶۲ م شرکت خودروسازى جنرال موتورز نخستین روبات Unimate را در خط مونتاژ خود به کار گرفت.
امروزه کمتر کارخانه ای را می توان یافت که در آن از ربات استفاده نشود . بازو های رباتیکی که بدون استراحت قطعات و محصولات را از نقطه ای به نقطه ی دیگر جا به جا می کنند . ربات های جوشکار ربات های رنگرز ربات های بسته بند ربات های تراشکار ربات های چاپگر ربات های کنترل کیفیت ربات ها سوراخکار ربات های کنترل دما ربات های هشدار دهنده ی نشت گاز ربات های غربال سانتریفوژ های خودکار و … همگی نمونه هایی از ربات ها در کارخانه ها هستند .
کارخانه ها برای افزایش سرعت و کیفیت و دقت و هزینه ی پایین تر به سمت رباتیکی کردن تمامی قسمت های کارخانه پیش می روند و در بعضی از قسمت ها که برای انسان خطرناک است مانند جوشکاری و رنگ پاشی و سموم شیمیایی و …. ناچار به استفاده از ربات می شوند
امروزه استفاده از رباتها واتوماسیون غیر قابل انکار و معرفی شده برای تمام صنایع و کارخانه ها میباشد به طوری که کارخانه ها روز به روز به این سمت روی می آورند دلیلش هم مشخص است زیرا بازده ای بهتر و سرعت دقت کم هزینه بودن دیگر خصوصیات مورد انتظار را به ارمغان میآورد.
● مثال هایی از ربات
کلمه ربات مانند کلمه ی ماشین ، یک کلمه ی کلی است و به چند مورد خاص خلاصه نمی شود . به عنوان نمونه چند مورد را ذکر می نماییم :
بازو های ربات های صنعتی ، ربات کنترل چاه های نفت ، یخچال های خانگی ، آسانسور ها ، اسباب بازی کودکان ، هواپیما های بدون سرنشین ، سیستم های دفاع ضد موشکی ، پرینتر ها ، دستگاههای تراش خودکار ، نوشابه پرکن ها و …
این ها فقط نمونه هایی از بی نهایت انواع ربات بود . ربات ها آنقدر گسترده اند که امروزه نمی توان بدون آن ها زندگی کرد . ولی در مهندسی منظور از ربات ، ربات های صنعتی می باشد .
در قسمت مونتاژ یک کارخانه اتومبیل سازی، قسمتی هست که چرخ زاپاس ماشین را در صندوق عقب قرار می دهند، اگر یک انسان این کار را انجام دهد خیلی زود دچار ناراحتی هایی مثل کمر درد و …می شود، اما می توان از یک ربات الکترومکانیکی برای این کار استفاده کرد و یا برای جوشکاری و سایر کارهای دشوار کارخانجات هم همینطور.
و یا ربات هایی که برای اکتشاف در سایر سیارات به کار میروند هم از انواع ربات هایی هستند که در جاهایی که حضور انسان غیرممکن است استفاده می شوند.
ربات مسیریاب: دنبال یک خط سیاه در زمین سفید حرکت می کند.
بات جراح تحت فرمان پزشک جراح در اتاق عمل با حضور مستقیم پزشک و یا غیر مستقیم و با کمک اینترنت ،نمودی از پیشرفت این رشته است که بسیار مفید و حیاتی میباشد.تصور کنید رباتی را که شما طراحی کرده اید وسیله ای برای نجات یک بیمارو بهبودی وی شده است که قطعاَ لذت موفقیت آنفخستگی زحمتتان را از بین میبرد.
یا ربات آتش نشان: آتش را پیدا می کند و آن را خفه می کند!
رباتها در پروژه های JPL شرکت فضایی NASA نقش مهمی دارند از جمله آنها Spriteو Sojourner می باشد.این نیز استفاده دیگری از رباتیک میباشد .
رو بات همسر نمونه ی دیگر از رباتهاست ، این روبات که در کشور هلند ساخته میشود تا بحال طرف داران زیادی پیدا کرده ،ولی بدلیل قیمت بالای آن هموز مورد استفاده عام قرار نگرفته است! کارشناسان رباتیک هلندی پیش بینی کردن تا ده سال آینده روبات همسر ارزان قیمت وارد بازار شود ! با این حال از سوی دیگر “رونالد آرکین” کارشناس ربات در این باره گفت: پیش بینی می کنم حداقل تا سال 2050 به مردم اجازه ازدواج با ربات به صورت قانونی داده نشود.
مطالعات اخیر نشان می دهد، به زودی نقش آفرینی ربات ها در ارتش آمریکا به حدی افزایش خواهد یافت که این ماشین های هوشمند را قادر می سازد تمام وظایف یک سرباز نظامی را به خوبی به انجام برسانند.
به گزارش روز سه شنبه بخش انگلیسی گروه بین الملل باشگاه خبرنگاران دانشجویی ایران “ایسکانیوز” و به نقل از خبرگزاری رسمی چین شینهوا، پیش بینی ها از جایگزینی بیش از 30 درصدی نیروهای انسانی ارتش آمریکا با ربات ها تا سال 2020 حکایت دارد.
یا ربات زیر آبی ،یک وسیلهٔ نقلیهٔ پویش‌گرِ قابل کنترل از راه دور (ROV) زیردریایی، «ربات زیرآبی است که به اپراتور این امکان را می‌دهد که این وسیله را در اعماق آب کنترل و هدایت کند و از طریق اعمال فرامین عملیات مورد نظر را از طریق تجهیزاتِ ربات، انجام دهد»
یک ربات شهری ارائه دهنده یک یا چند سرویس خودکار یا نیمه خودکار مفید برای شهروندان یا تاسیسات و سامانه‌های شهری است. رباتهای خدمتکار، نگهبان، پرستار، فروشنده، مددکار معلولین و چراغ‌های هوشمند راهنما نمونه‌هایی از رباتهای خدمات شهروندی و رباتهای شستشوگر، شیشه پاک‌کن، چمن‌زن، زباله جمع‌کن، سوخت‌رسان و باربر، نمونه‌ای از رباتهای دسته دوم به‌شمار میروند.
یکی از عرصه‌هایی که امروز در بهره‌گیری از اتوماسیون و روباتها پیشرفت فراوانی کرده است، حوزه خدمات شهری است.
در شهرهای پیشرفته جهان، میتوان نمونه‌های فراوان موفقی از به‌کارگیری اتوماسیون و ربات در ارائه خدمات شهری را دید.
تسهیل در عبور و مرور و کنترل ترافیک، فروش کارت‌های اعتباری و بلیت و عبور و مرور و غیره در ایستگاه‌های اتوبوس و مترو، ارائه اطلاعات در معابر، خیابان‌ها، پارک‌ها و موزه‌ها، نظافت خیابان‌ها، مراکز و معابر، آبیاری فضای سبز شهری و… تنها نمونه‌های کوچکی از به‌کارگیری تکنولوژی‌های مدرن اتوماسیون و رباتیک در ارائه خدمات به شهروندان است.
از دیگر زمینه‌هایی که امروزه دولت‌ها به صورت فعال و با صرف هزینه‌های فراوان به سرمایه‌گذاری در آن روی آورده‌اند، به‌کارگیری رباتهای امداد و نجات در مهار بحرا‌ن‌های شهری است.
در حال حاضر، سیستم‌های امداد و نجات رباتیک که اغلب به صورت مجتمع و با عنوان سیستم‌های مدیریت بحران DMS شناخته میشوند، در برخی از شهرهای پیشرفته راه‌اندازی شده و در حال بهره‌برداری است. از آنجا که طراحی اینگونه سیستم‌ها، دقیقاً مطابق با شرایط بومی و مختصات هدف مورد نظر صورت می‌گیرد، تنها راه تولید چنین سیستم‌هایی برای تهران و سایر کلان‌شهرها، هدایت محققان بومی به سمت این هدف مشخص است تا با بهره‌گیری و مجتمع‌سازی نتایج آنها بتوان به راههای بومی در این زمینه دست یافت.
رباتهای امدادگر، یکی از راهکارهایی که برای نجات مصدومین زلزله استفاده می شود، به کاربستن رباتیک و علوم کامپیوتر در عملیات امداد و نجات است. از طریق این فناوری‌ها میتوان به مصدومین گرفتار در زیر آوار دسترسی پیدا کرده و جان آنها را نجات داد
این ربوتها به گونه‌ای طراحی شده است که بتوان مسیر خود را در شکاف‌های باریک و از میان آوار به‌جا مانده از ساختمان بیابد و در لا‌به‌لای آنها به جستجوی مصدومین حادثه بپردازد. پیکره‌ی این رباتها به یک دوربین و یک میکروفون برای دریافت داده‌هایی از میان ویرانی‌ها مجهز شده است. به علاوه یک حسگر حرارتی نیز به تجهیزات این ربوت ها افزوده شده، تا بتواند حرارت بدن مصدوم را دریافته و موقعیت او را بیابد. این حسگر، این امکان را نیز فراهم می‌سازد که حتی اگر در زیر آوار منبع نوری نیز وجود نداشت و مصدومین در تاریکی گرفتار شده بودند، باز هم فرصت یافته شدن آنها وجود داشته باشد. طراحی منعطف این ربوتها برخی توانمندی‌های مختص محیط‌های دچار سانحه را به آن افزوده است، اگر در شرایطی این ربوتها با مانعی در زیر آوار برخورد کند و به سبب این برخورد تعادل خود را از دست بدهد و یا از ارتفاعی، فرو بیفتد، خواهد توانست با چرخش پیکره‌ی خود مجدداً به وضعیت متعادل و مناسب برای حرکت بازگردد.
ربات حمل مجروح نمونه یدیگر رباتهاست که این ربات از ترکیب دو گونه ربات درست شده: از پایین تنه شبیه تانک و از بالا تنه به شکل یک ربات انسان نماست.
پایین تنه ربات تشکیل شده از دو شنی. از این گونه طراحی شنی برای افزایش قدرت مانور ربات در زمین های ناهموار استفاده میشه. با تاشدن شنی، طولش کم میشه و نیاز به جای کمتری داره. با باز شدن کامل شنی دوم جوری که هر دو در امتداد هم قرار بگیرند طول ربات زیاد میشه و میتونه از مانع یا پله به راحتی رد بشه. در ضمن سطح تماسش با زمین زیاد میشه و پایداری بیشتری داره.
قراره دست های ربات به اندازه ای قوی باشه که بتونه تا 135 کیلو رو بلند کنه و مثلا از آن برای حمل مجروح در میدان جنگ استفاده کنند . این ربات توسط شرکت Vecna Technologies در مریلند ساخته شده و انتظار میره تا پنج سال دیگه مورد استفاده واقعی قرار بگیره.
پس از سالها تلاش پژوهشگران رباتیک ژاپنی ها، روبات شبیه انسان یعنی۲- HRP به حدی پیشرفت کرده که می تواند تعدادی از فرمان های صوتی انسان را انجام دهد. این روبات که به «پروموت» نیز معروف است، توسط مؤسسه ملی علم و تکنولوژی ژاپن تهیه شده و قابلیت انجام فرمان های انسان را دارد. پروموت برای انجام دستورات صوتی کاربران و همچنین گرفتن عکس و تصاویر سه بعدی از اشیاء و نگهداری آنها با استفاده از یک سنسور مادون قرمز طراحی شده است. اگرچه این روبات حرکت به ظاهر خشن و آهسته و صدایی یکنواخت و خسته کننده دارد ولی به راحتی می تواند با استفاده از کنترل از راه دور تلویزیون را کنترل نموده و یا یک نوشیدنی برای شما آماده نماید. مؤسسه ژاپنی سازنده این روبات می گوید که این روبات به راحتی می تواند با انسان ها رابطه برقرار نماید.
روباتهایی که توانایی جمع‌آوری قارچ و روباتهای علفزنها که به نظر می‌رسد توسط دارندگان زمینه‌ای گلف استفاده شوند از جمله محصولات این گروه از دانشمندان است. هر چند روبات قارچ جمع‌کن نمیتواند به سرعت انسان کار کند ، اما توانایی این که 24 ساعت کار کند را دارد . روبات علفزن نیز می‌تواند کار انجام شده توسط یک فرد در شش ساعت را در 10 دقیقه انجام دهد. قیمت بالای روباتها در حال حاضر تنها نقطه ضعف آنها است؛ اما به نظر می‌رسد کشاورزان در درازمدت بتوانند محصولات مشابه را با قیمت مناسب تهیه کنند.
نانو روباتهای زیستی
ا استفاده از دانش نانوتکنولوژی دانشمندان توانسته‌اند نانوروبات‌های زیستی طراحی کنند که در بدن انسان قرار می‌گیرند و نقش محافظ و درمانگر را ایفا میکنند. این ریزماشین‌های هوشمند قادرند چندین نسخه از خودشان تهیه کنند و جایگزین بافت‌های فرسوده یا آسیب‌دیده نمایند.
«در آینده نانو روباتهای هوشمند در مغز و بدن هر انسانی به تعداد زیاد وجود خواهند داشت و انسان را از ابتلا به انواع بیماری‌ها مصون می‌دارند حتی روند پیر شدن بشر را به تعویق می‌اندازند و نیز قدرت جسمانی و حافظه او را تقویت میکنند.» شاید در نگاه اول این جمله تداعی‌کننده پیش‌گویی‌های «آرتور سی‌کلارک» در رابطه با دنیای آینده باشد ولی جالب اینجاست که این پیش‌بینی از دکتر «کورزویل» متخصص علوم کامپیوتر و عضو موسسه ملی مهندسی در امریکاست. او هم اکنون به همراه گروهی از متخصصین، در زمینه کاربرد نانو روباتها در زندگی آینده بشر تحقیقاتی انجام می‌دهد و قرار است نتایج مطالعات این گروه به صورت فیلمی با عنوان «داستان واقعی زندگی در آینده» در اواخر سال جاری میلادی ارائه شود.
بر اساس این گزارش با استفاده از نانوتکنولوژی دستیابی به انرژی خورشیدی امکانپذیر خواهد شد. انرژی خورشیدی قابل تبدیل و استفاده به اشکال مختلف انرژی میباشد و بشر را از منابع دیگر انرژی بی‌نیاز میکند. نانوروبات‌ها ماشینهای کوچکی هستند که برای انجام عملیاتی خاص و بعضا تکرارشونده با دقت بسیار بالا طراحی شده‌اند. نانو( nano-) به معنی یک بیلیونیوم یا یک میلیاردم است. قطر موی سر انسان یک دهم میلیمتر است درنظر بگیرید، یک نانومتر صدهزار برابر کوچک‌تر از آن است .9-10 =1 nanometer (nm) . مکعبی با ابعاد 5/2 نانومتر ممکن است حدود 1000 اتم را در خود جای دهد. با استفاده از دانش نانوتکنولوژی دانشمندان توانسته اند نانوروبات‌های زیستی طراحی کنند که در بدن انسان قرار می‌گیرند و نقش محافظ و درمانگر را ایفا میکنند. این ریزماشین‌های هوشمند قادرند چندین نسخه از خودشان تهیه کنند و جایگزین بافت‌های فرسوده یا آسیب‌دیده نمایند این فرایند را خود تکثیری می‌نامند. آنها نه تنها قادر به تشخیص محل دقیق سرطان خواهند بود بلکه داروی مناسب برای از بین بردن سلول‌های سرطانی را تزریق میکنند.
امروزه تحقیقات وسیعی در زمینه درمان بیماری‌هایی چون دیابت، بیماری‌های قلبی و ایدز در حال انجام است. نانوروبات‌ها دارای امکانات بالقوه‌ای هستند که با اجتماع و قرارگیری به صورت کلونی قادرند بطور موشکافانه و دقیق از سیستم حفاظت کنند. در واقع با ساختاری اتمی و یا مولکولی در یک فرایند شناخته شده قرار داده میشوند تا چرخه‌ای را کامل نمایند. تکنولوژی نانوروباتیک آنقدر سریع در حال پیشرفت است که به یقین زندگی انسان از اواسط قرن جاری بکلی متحول خواهد شد. این تغییرات شامل از بین رفتن بسیاری از بیماری‌ها، کاهش عوامل و عوارض بسیاری از امراض و حتی جراحی‌ها میباشد. یکی از مهمترین برنامه‌های گسترش علوم روباتیک در جهان بیشتر کردن عمر بشر و مبارزه با پیری و عواقب آن است. از دهه 80 میلادی تا کنون کوچک‌سازی (مینیاتورسازی) از اهم فعالیت‌ها در زمینه علوم کامپیوتری بوده است.
طبق گزارشات اعلام شده سرعت رشد تکنولوژی هر بیست سال دو برابر خواهد شد، در نتیجه تکنولوژی در سال 2050 حدود 32 برابر از سال 1950 جلوتر خواهد بود. یکی از شاخه‌هایی که رشد تکنولوژی در آن بسیار چشمگیر است، دانش پزشکی است. با ساخت ابزار و وسایل پزشکی در آینده روند پیر شدن کند میشود و مبارزه با بیماری‌ها آسان‌تر و مطمئن‌تر خواهد شد. در زمینه کالبدشناسی از نانوروبات‌ها به منظور تعیین محل دقیق آسیب استفاده خواهد شد. در شرایطی استفاده از نانو رباتهای زیستی ضروری به نظر می‌رسد که امکان دسترسی به عضو موردنظر دشوار بوده یا امکانپذیر نباشد یا حتی در مواردی که عواقب دردناک و دشواری توسط پزشک پیش‌بینی شود. برای طراحی یک نانوروبات دانشمندان از مدلهای طبیعی مثل ساختار رشته‌های DNA بهره می‌گیرند. با بهره‌گیری از دانش نانو تکنولوژی دانشمندان قادر به ساخت حسگرهای زیستی در ابعاد یک میلیاردم هستند.
هم اکنون نانو روباتهایی که در مراکز تحقیقاتی ساخته میشود به اندازه‌ای کوچک هستند که هنگام عطسه همراه با گرد و غبار به بیرون پرتاب میشوند. یکی از اولین ریزروبات‌هایی که برای کمک به علم پزشکی ساخته شد «سلئو» نام داشت. این میکروروبات برای جاسازی در داخل روده انسان طراحی شده بود. سئلو مجهز به یک چنگال و چند حسگر بود. حسگرها بدین منظور تعبیه شده بودند تا مانع برخورد با موانع شوند، وظیفه چنگال نیز برداشتن نمونه از سطح روده میباشد. این ریزماشین می‌توانست یا خود حرکت کند یا توسط پزشک با یک کنترل دستی به حرکت درآید. اسلوب کار نانوروبات‌هایی که در داخل بدن کار گذاشته میشوند، شبیه‌سازی از محیط، در فضایی سه بعدی است و تجزیه و تحلیل اطلاعات در آنها بر مبنای روشهای عددی میباشد. نانوروبات‌ها مانند انسان به اطلاعات اطرافشان نیاز دارند.
حواس ماشینی یا حسگرها این وظیفه را در نانوربات‌ها بر عهده دارد. به جرات میتوان گفت که بسیاری از این حسگرها از حواس انسان بهتر و دقیقتر کار میکنند. نانوروبات‌های زیستی به تغییرات حرارتی و شیمیایی بسیار حساس هستند. زیرا اگر تغییرات حرارتی در بین سلول‌های عضوی از بدن وجود داشته باشد و یا ضرایب شیمیایی متفاوتی بین آنها مشاهده شود، نشان از تغییراتی است که در بین سلول‌های سالم رخ داده و در نتیجه حاکی از بیماری خاصی میباشد. اینگونه ریزماشین‌ها به گونه‌ای طراحی شده‌اند که به تفاوت‌های ضرایب شیمیایی سلول‌ها بسیار حساس هستند و همچنین قادرند میزان حرارت سلول‌ها را اندازه‌گیری نمایند. هنگامی که ضرایب شیمیایی و دمایی متفاوتی مابین سلول‌ها دریافت کنند با بررسی اطلاعات و مطابقت با داده‌های ذخیره شده بیماری موردنظر را تشخیص می‌دهد. ناگفته نماند که این نانوروبات‌ها قادرند بین گزینه‌ها و موارد مشابه بهترین آنها را گزینش کنند، به عبارتی از هوش ماشینی در سطحی پیشرفته برخوردارند تا بهترین گزینه را در جهت تشخیص بیماری انتخاب نمایند. در مرحله بعدی نیز به درمان سلولی اقدام میکند که با تزریق دارو به سلول‌ها همراه است.
گفته شده است که بدلیل نوع کار این نانو روباتها در بدن تجهیزات و یا سخت‌افزار این ماشینهای مولکولی بسیار پیشرفته و ابتکاری است. در ساخت سنسورهای زیستی تنها روشهای میکروالکترونیکی کاربرد دارد. نانوربات‌های زیستی دارای سنسورهایی در ابعاد بسیار کوچک هستند و در عین حال به گونه‌ای طراحی شده‌اند که با شرایط زیستی بدن انسان سازگارند. نانوربات‌های زیستی با داشتن حسگرهای بسیار حساس از تجهیزاتی خواهند بود که امور پزشکی را بتدریج متحول میکند. در واقع مدلی از ماشینهای مولکولی هستند که با روشهای خاصی ارتباطات و اتصالات بین سلول‌های بیولوژیکی را کنترل کرده و بهبود می‌بخشد، به عبارتی روی نحوه عملکرد سلول‌ها نظارت کرده و کنترل صحیح آنها را به عهده می‌گیرد. روش کار این مدلهای مولکولی بر اساس شبیه‌سازی در محیط سه بعدی است. تحقیقات در زمینه نانو ربات‌هایی که مجهز به حسگرهای زیستی و دارویی باشند در سطح گسترده‌ای در حال انجام است.
مراحل آزمایشگاهی نانوروبات‌های زیستی در یک محیط واقعی با کنترل‌ها و سنجش‌های شیمیایی و حرارتی در مسیر مطلوبی قرار دارد. طراحی نانوروبات‌ها بر پایه و اساس نانوبیوالکترونیک میباشد و حسگرهای ویژه‌ای به نام نانوبیوسنسورها عملگرهایی هستند که به روشی خاص عمل میکنند و کاربرد آنها در جهت اهداف پزشکی و تحویل دارو به سلول‌ها میباشد. این پژوهش‌ها باعث پیشرفت‌های خارق‌العاده‌ای در زمینه نانو داروهای هوشمند شده است. از دیگر وظایف تعریف شده در نانوروبات‌ها عملکرد آنها به عنوان antibady است. antibady به معنی ماده‌ایی است که در بدن تولید میشود و به مقابله با بیماری‌ها میپردازد. موضوع جالب این است که سیستم ایمنی بدن با نانوروبات‌های زیستی سازش میکند و در جهت رفع بیماری با آنها همکاری می‌نماید. از دیگر قابلیت‌های تعریف شده در نانوبیوسنسورها بررسی زمان است، به عبارتی بررسی تشخیص بهترین زمان برای تزریق دارو به سلولهاست.
نانو روباتهای هوشمند قادر به تجزیه و تحلیل منطقی شرایط زیستی سلول می‌باشند، زیرا تزریق دارو به سلول‌ها اگر در زمان و موقعیت مناسب انجام شود به طور یقین تاثیر مطلوب خواهد داشت و در غیر این صورت نه تنها به بهبود وضعیت بیمار کمک نخواهد شد بلکه دارای عواقب خطرناکی نیز هست. تجزیه تحلیل‌های گوناگونی که از بررسی محیط بدست می‌آید بسیار مهم و حساس است، از طرفی ابعاد بسیار کوچک یا مینیاتوری این ریزماشین‌ها محدودیت‌هایی را ایجاد خواهد کرد. مسئله بسیار مهم دیگر تامین انرژی لازم برای گرفتن اطلاعات و تجزیه و تحلیل آنهاست. Adriano Cavalcanti یکی از پیشگامان درگسترش تکنولوژی نانو یا مهندسی اتوماتیکی مولکول‌های زیستی است، همچنین او رئیس CAN (Center for Automation in Nanobiotech) میباشد. او به همراه گروهی از متخصصین این رشته توانسته است دستگاه‌ها، وسایل و تجهیزات پزشکی مجهزی با استفاده از نانوروبات‌های زیستی تولید کند و گام‌های موثری در درمان بیماری‌هایی چون دیابت، انواع سرطان‌ها، کاردیولوژی (بیماری‌های قلب) و نیز معالجه انوریسم (اتساع غیرطبیعی شریان‌ها) انجام دهد.
آدرس‌های اینترنتی www.nanorobotdesign.com , www.canbiotechnems.com برای دسترسی به اطلاعات بیشتر و آشنایی با نحوه کار این گروه میباشد. مراحل کلی ساخت نانوروبات‌ها دارای دو بخش اصلی است ابتدا طراحی و ساخت تراشه‌های زیستی، به عبارتی ساخت تراشه‌هایی که با ساختار ژنتیکی انسان سازگار بوده و براساس مدل ژنوم انسان طراحی شده باشند. در مراحل بعدی که از حساسیت ویژه‌ای برخوردار است تست و انجام مراحل آزمایشگاهی به منظور بررسی واکنش بدن و چگونگی تاثیرگذاری نانوروبات‌هاست. یکی از اهداف ابداع این گونه روشها مقابله با بیماری‌های صعب‌العلاج و همچنین انواع سرطان‌ها است. طراحان نانوروبات‌های زیستی معتقدند که درمان بیماری‌هایی به ویژه سرطان با این روش موثرتر و همچنین ریسک خطرپذیری در آن بسیار کمتر است، زیرا این نانوروبات‌های زیستی بدون تاثیرگذاری روی سلول‌های سالم، سلول‌های بیمار و سرطانی را مورد هدف قرار می‌دهد.
ناگفته نماند که یکی از مشکلات درمان سرطان‌های گوناگون، داروها و مواد از بین برنده این سلولهاست، زیرا علاوه بر اینکه روی سلول‌های سرطانی تاثیر می‌گذارد سلول‌های سالم را نیز از بین میبرد. امروزه در کنار شناخت بیماری‌ها و روشهای درمانی آنها، آگاهی و دسترسی دقیقی نسبت به اجزای بدن حاصل شده و شاهد هستیم که پزشکان قادر به پیوند اندام‌هایی به بدن انسان می‌باشند که تاکنون غیرممکن بوده است. پیوند اعضای مصنوعی و جایگزین کردن آنها با عضو از کار افتاده از مسائل بسیار حساس و پیچیده است که امروزه قابل انجام میباشد. ناگفته نماند که این جراحی‌ها خطرات نه چندان کوچک و عواقب دردناک و دوره درمان بسیار بالایی دارند. دیگر آنکه اعضای پیوندی و اندام‌های مصنوعی هنوز کارآیی بافت‌های طبیعی و اولیه را پیدا نکرده‌اند. برای مثال باید گفت اگر دست یک کارگر زیر تیغ دستگاههای صنعتی قطع شود خوشبختانه پزشکان قادرند که دست را به بدن فرد پیوند زنند و حیات را به سلول‌ها باز گردانند.
اما متاسفانه دست موردنظر همه قابلیت‌های اولیه را نخواهد داشت، زیرا هنوز اطلاعات لازم برای اتصال اعصاب و بافت‌های جدا شده که مطابق حالت طبیعی باشد به دست نیامده است. از طرفی داروهایی که برای درمان انواع بیماری‌ها ساخته شده است، خود آسیب‌های دیگری به سلامت بدن انسان وارد می‌سازند زیرا که محیط و هدف خود را به طور دقیق نمی‌شناسند و می‌تواند مولد زیان‌هایی حتی بزرگ‌تر از مشکلات اولیه باشد. از طرفی ظهور بیماری‌هایی نظیر ایدز با ویروس مرموز HIV که روشها و داروهای کنونی از شناسایی و نابود کردن کامل آن عاجزند، خود دلیلی بر متحول شدن دنیای پزشکی است. دانش نانوتکنولوژی تولید و ساخت تجهیزاتی در مقیاس نانومتریک را ممکن می‌سازد. تجهیزاتی در ابعاد اتم یا مولکول با ویژگی‌ها و خواص شیمیایی کاملا” منحصر به فرد و شناخته شده. در واقع متخصصین با دستکاری اتم‌ها بطور جداگانه و جای دادن دقیق آنان در مکانی خاص قادرند ساختار دلخواه و مطلوبی را تولید کنند.
پژوهش‌های انجام شده ساختاری را ارائه میکند که می‌تواند پیشرفت‌های حیرت‌انگیزی را در صنعت دارو و درمان بیماری‌ها و آسیب‌های زیستی ایجاد نماید. نانوبیوروبات‌ها سیستم‌هایی هستند که شناساگر، تحلیل‌کننده، ترمیم‌کننده، متحرک و بسیار دقیق می‌باشند که قادرند بخش عظیمی از مشکلات پزشکی امروز را برطرف سازند. این ماشین‌ها با اطلاعات کامل از ساختار بدن و حتی اجزای سلول‌های بدن به راحتی قادر به حفاظت افراد در برابر باکتری‌ها، میکروب‌ها و ویروس‌های بیماری‌زا می‌باشند. با استفاده از اینگونه روشهای درمانی محققان قادر به ساخت بافت‌های بسیار مقاومی برای بدن انسان هستند که حتی با افتادن از ارتفاع زیاد هم کوچک‌ترین خدشه‌ای در عملکردشان وارد نشود و سلامت خود را حفظ کنند. آینده علوم و مهندسی چند گرایشی (Multi- Disciplinary) است و هر روزه به سمت تولید ماشینهای مولکولی سوق داده میشود تا در نهایت بتواند مجموعه‌هایی از ﭘیوندهای ارگانیک و سایبریک را عرضه کند.
با پیشرفت در نانوتکنولوژی دانشمندان قادرند تا نانوحسگرهای ویژه‌ای با کاربردهای نانوبیوالکترونیک و بیولوژیکی برای عملیاتی خاصی ابداع کنند. برخی معتقدند «نانوتکنولوژی روند زیان‌بار ناشی از انقلاب صنعتی را معکوس خواهد کرد.» از طرفی برخی اعتقاد دارند که پیش‌بینی‌هایی که در رابطه با سرعت پیشرفت تکنولوژی صورت گرفته است تا حدی اغراق‌آمیز و خوشبینانه میباشد. زیرا با درنظر گرفتن سرعت گرم شدن زمین، اثرات گلخانه‌ای، گسترش بیماری های عفونی و بعضا ناشناخته، آلودگی زمین و هوا، کمبود مواد غذایی و بسیاری از موارد دیگر، تعیین زمان اینگونه پیش‌گویی‌ها بسیار خوشبینانه است.
● رباتیک و کشور های صنعتی
کشور ها صنعتی به این حقیقت رسیده اند ، که کشوری پیشرفت نمی کند مگر این که در تمام علوم پیشرفت کند . بنابراین ، با توجه به این که رباتیک یکی از علوم اصلی سرنوشت ساز قرن است و به آن احساس نیاز می کنند . در این راستا فعالیت های بسیاری را انجام داده اند. آن ها آن قدر پیشرفت کرده اند که هدف خود را اینگونه ذکر می کنند ” در سال ۲۰۵۰ ربات هایی خواهیم ساخت شبیه انسان که بتواند با قوی ترین تیم فوتبال انسان ها بازی کند و بدون انجام خطا ، انسان ها را شکست دهد .”
آن ها هر ساله مسابقات رباتیک جهت کسب علم و استفاده نمودن از آن در صنعت برگزار می نمایند .
همچنین در راستای تربیت نیروی انسانی جهت گسترش این علم ، رشته ی مهندسی رباتیک را ایجاد نمودند .
ژاپنی ها در صنعت تولید روبات به عنوان پیش روی سایر کشورها هستند و شرکت های هیتاچی، سونی، تویوتا و هوندا از جمله فعالان این صنعتند. اکثریت روبات های ساخته شده، شباهتی با انسان ها ندارند و معمولاً در خطوط تولید کارخانه ها مورد استفاده قرار می گیرند.
مهندسی رباتیک در واقع تلفیقی از رشته ی مهندسی برق و مهندسی مکانیک است که هدف آن تربیت نیرویی که بتواند به تنهایی ربات های صنعتی را طراحی کند و آن را بسازد . این رشته در اکثر دانشگاه های کشور های صنعتی تدریس می شود .
کارخانه های خصوصی آن ها علاوه بر رباتیکی کردن فرایند تولید ، مقداری از درآمد های ناخالص خود را جهت تحقیق و گسترش رباتیک صرف می نمایند .
● وضعیت رباتیک در ایران
وضعیت رباتیک در ایران فاجعه بار است . به طوری که می توان گفت : رباتیک در ایران هنوز شناخته شده نیست . این وضعیت در حالی است که ایران یکی از بزرگترین وارد کنندگان ربات های صنعتی است . هر ساله ارز زیادی بابت خرید ربات ، از کشور خارج می شود . در بیشتر کارخانه های ما از رباتها استفاده می شود . کارخانه هایی مانند فولاد ، خودروسازی ، مواد غذایی و … را می توان تقریبا تمام رباتیک دانست . اما متاسفانه تمام ربات های آن وارداتی است و حتی نصب و کنترل و تعمیر آن بر عهده ی خارجی ها می باشد
به منظور عقب نماندن کشور در علم رباتیک ، رشته ی مهندسی رباتیک در سال ۱۳۸۱تاسیس شد و متاسفانه تا امسال (۱۳۸۷ ) تنها دانشگاه ارائه کننده ی آن دانشگاه صنعتی شاهرود بود . اکنون این رشته در دانشگاه صنعتی همدان نیز تدریس می شود . اما آیا دو دانشگاه کافی است ؟ پاسخ روشن است با توجه به اهداف کشور و سند چشم انداز ۲۰ ساله هم اکنون باید در تمام دانشگاه های صنعتی ، تدریس شود .
یکی از مشکلات دانش آموختگان این رشته در کشور این است که کسی این رشته را نمی شناسد و اصلا نمی داند ربات چیست . وقتی از ربات صحبت می شود به یاد اسباب بازی آدم آهنی کودکان و فیلم های سینمایی می افتند . دیگر مشکل دانش آموختگان عدم اعتماد صنعت کشور به آن ها است . صنعت گران حاضرند چندیدن برابر آن هزینه کنند ولی از نیروی خارجی استفاده نمایند .دیگر مشکل این رشته کمبود امکانات دانشگاهی و قدیمی بودن امکانات فعلی آن ها است .
بعضی از افراد در ایران استفاده از ربات را مساوی اخراج نیرو کار می دانند و با توسعه ی آن مخالفت می کنند . اما آنها از این قافل هستند که گماردن نیروی انسانی به کار های روزمره و تکراری ، اتلاف نیروی انسانی است . به جای انجام کار بیهوده می توان آن ها را در جایی دیگر به خدمت گرفت .
هر ساله چندین مسابقات رباتیک در سطح کشور برگزار می شود که می توان گفت همه ی آن ها دارای قوانین ثابت و یک شکل و تکراری است و هیچ کدام قوانین بومی ندارند . متاسفانه در ایران به این مسابقات به چشم هدف نگریسته می شود . (بر عکس کشور های صنعتی که مسابقات را ، وسیله ای برای ارتقاء صنعت خویش می دانند . ) و تمام وقت دانشجویان را می گیرند که رباتی با هدف پوچ ( مانند مسیریاب که در این مسابقات ربات باید مسیر خط سیاه را دنبال کند ) بسازند .
متاسفانه هیچ یک از ما ، هیچ روز یا هفته ای در سال را به عنوان هفته ی رباتیک ، حداقل برای یادآوری اهمیت آن بر نگزیده ایم . و برای بهبود وضعیت آن کوششی نکردیم و نمی کنیم. علم رباتیک در کشور ما علمی نو هستش و آینده ای روشن و پویا خواهد داشت.
با این همه اخیرا در مسابقات روباتهای هوشمند انگلیس تیم دانشگاه آزاد اسلامی، ضمن کسب مقام دوم جهانی بعنوان فنی‌ترین تیم طراح روبات انتخاب شدند.
همچنین ربات انسان نمای ایرانی پارسه ، آسیمو را به وحشت انداخت، ربات انسان نمای پارسه ، محصول مرکز تحقیقات فناوری های پیشرفته پارسه هست که از پیشرفته ترین سیستم هوش مصنوعی جهان بهره می برد. سیستم هوش مصنوعی این ربات توانست در سال 2007 نرم افزار “کلاریسا” که توسط دانشمندان ناسا طراحی شده بود و تا آن زمان پیشرفته ترین سیستم هوش مصنوعی جهان به شمار می آمد رو با اقتدار کامل شکست بدهد . همچنین عنوان پدر هوش مصنوعی نوین جهان را از آن طراح خود کند. لازم به توضیح است که ربات انسان نمای پارسه برای رقابت جدی با ربات انسان نمای آسیمو طراحی شده است و در پایان سال 2008 بروی پیست رقابت خواهد رفت.
گفتنی است بخش سیستم هوش مصنوعی ربات انسان نمای پارسه توانست در سال 2007 طی 9 روز رقابت دقیق و کارشناسی بیش از 30 سیستم هوشمند و ربات جهان را از جمله بخش هوش مصنوعی ربات آسیمو ، نرم افزار کلاریسا در ناسا ، سیستم هوش مصنوعی لوییزا و…. را با قدرت شکست دهد . طبق نظر کارشناسان انجمن هوش مصنوعی آمریکا AAAI این سیستم توانسته 70 درصد هوش انسانی را بازسازی نماید که تاکنون در جهان توانسته بودند کمتر از 10 درصد آن را شبیه سازی کنند یعنی چیزی در حد هوش یک گربه!!!!!!
● ربات های متفکر، نسل آینده ربات ها
محققان رباتیک دانشگاه ایالت میشیگان آمریکا (MSU) بر روی ربات هایی با فناوری هوش مصنوعی در حال کارند
فیلم جدید بازگشت ماتریکس سوژه ای مشترک با فیلم های دیگری دارد که در آنها ماشین های رایانه ای که بسیار پیشرفته اند با تفکر خود قصد سلطه بر جهان را دارند، این تصور و تخیل چندان که به نظر می رسد خیال پردازانه نیست. محققان دانشگاه ایالت میشیگان آمریکا (MSU) بر روی ربات هایی با فناوری هوش مصنوعی در حال کارند که قادر می باشند فکر کنند یا حداقل از تجربیاتشان بیاموزند. درست همانند یک بچه. اما آیا این امکان وجود دارد که ربات های ساخت بشر روزی علیه سازندگانشان به جنگ بپردازند؟
آرتور تانگ که یک محقق است اعتقاد دارد، از لحاظ تکنیکی چنین امری در آینده ای نه چندان نزدیک امکان پذیر است و ربات های دارای هوش مصنوعی این استعداد را دارا می باشند. هوش مصنوعی از داغ ترین موضوعاتی است که دانشمندان علوم رایانه آن را تحت بررسی دارند. آنها قصد دارند تا به جای ساخت یک ماشین هوش مصنوعی (AI) آن را به بار آورده و رشد دهند. تانگ در این مورد می گوید: «به جای دادن برنامه حل یک مسأله به رایانه ما قصد داریم تا با بزرگ کردن یک ماشین هوش مصنوعی همانند یک کودک امکان حل مسأله و پیدا کردن راه حل را به خود او واگذار کنیم. مثلاً ما دوست داریم به جای برنامه دادن به آن جهت تشخیص کاراکترها و گرامر، نحوه خواندن را به این ماشین ها یاد دهیم.» این درست همان کاری است که جان ونگ استاد دانشگاه MSU در حال انجام آن است. او هم اکنون دومین ربات نمونه خود را نیز ساخته است. این ربات که Dav نام دارد شبیه رباتی است که در سریال تلویزیونی «گم شدن در فضا» به نمایش در آمد.
یک جفت دوربین چشم های Dav می باشند و یک میکروفن به همراه پردازنده صوت گوش های این ربات را تشکیل می دهند. قدرت تشخیص حرکت و حسگرهای حرارتی این ربات را به توانایی های انسان نزدیک تر می کنند.
این ماشین ها پس از ساخته شدن، خود توانایی های فکری خود را بهبود می بخشند. به منظور دادن آموزش راه رفتن به آنها، محققان این ربات ها را به سمت گوشه ها و در درون راهروها به جلو هل می دهند. درست همانند والدینی که پشت دوچرخه کودکانشان را به هنگام آموزش دوچرخه سواری نگاه داشته و به دنبال آنان می دوند تا زمانی که کودکانشان بدون نیاز به آنها بتوانند به دوچرخه سواری بپردازند.
برنامه نویس پشت سر ربات حرکت نموده و با تنظیم حسگرها و تغییر دستورالعمل های ورودی حرکت آن را بهبود می بخشد. با ده بار انجام این کار ربات یاد می گیرد که هنگام رسیدن به گوشه ها دور بزند و از برخورد با دیوار اجتناب ورزد.
ونگ می گوید در مورد انسان ها فراگیری و اندازه مغز محدود است اما در مورد ربات ها چنین موانعی وجود ندارد. البته ونگ معتقد است احتمالاً ربات ها هیچ گاه از کنترل انسان خارج نخواهند شد،چرا که برنامه نویسان آنها انسانها هستند.
● استفاده از روباتهای هوشمند در مانیتورینگ، کنترل و تعمیرات خطوط لوله گاز
کی از روشهای نگهداری و تعمیرات لوله های انتقال گاز در خطوط لوله بین شهری و یا حتی شبکه‌های شهری، استفاده از روباتهای تشخیص دهنده و برطرف کننده عیوب میباشد. اینگونه روباتهای هوشمند با بهره‌گیری از برنامه‌های کامپیوتری و سنسورها و تجهیزات آزمایش کننده میتوانند عیوب مختلف را تشخیص داده و اطلاعات جمع‌آوری شده در طول حرکت خود در داخل لوله‌ها را در حافظه خود ذخیره کرده و در مقصد تحویل دهند یا بصورت آنلاین جهت مرکز کنترل ارسال کنند و حتی امکان برخی تعمیرات کوچک داخل لوله‌ها را دارا می‌باشند و میتوانند مسیر حرکت را، بعنوان مثال در انشعابات، بر اساس نیاز انتخاب کنند. مشکلات ساخت و استفاده از چنین روباتهایی: منبع تغذیه و تامین انرژی مورد نیاز آنها، چگونگی برقراری ارتباط با اپراتور یا کنترل کننده دستگاه، چگونگی حرکت در داخل لوله و یا ثابت ماندن مقطعی آن به دلخواه اپراتور، چگونگی وارد نمودن روبات به داخل خط دارای جریان گاز بدون قطع جریان و یا بدون پیگ رسیورها و یا پیگ لانچرهای از پیش تعبیه شده.
● آینده ی علم رباتیک
جمعیت رباتها به سرعت در حال افزایش است. این رشد توسط ژاپنی‌ها که رباتهای آنها تقریباً دو برابر تعداد رباتهای آمریکا است، هدایت شده است.
همه ارزیابی‌ها بر این نکته تأکید دارد که رباتها نقش فزاینده‌ای در جوامع مدرن ایفا خواهند کرد. آن ها به انجام کارهای خطرناک، تکراری، پر هزینه و دقیق ادامه میدهند تا انسانها را از انجام آنها باز دارند.
ربات ها هر روز گسترده تر می شوند بزودی ربات های پرستار نظافتچی فوتبالیست آشپز مربی و … به تولید انبوه می رسند قرار است تا سال 2050 دانشمندان تیم فوتبال رباتیک بسازند که با انسان ها بازی کنند و آن ها را شکست دهند . یک روز فرا می رسد که در هر خانه ای یک ربات انسان نما و همه کاره وجود داشته باشد و در صنایع و کشاورزی و … دیگر به انسان نیاز نباشد و انسان در آن فقط تفریح و تولید علم کند .
شهری را تصور کنید که رباتها در اکثر فعالیت های انسانی و بشری کمک رسان بشر شده اند.به یقین که نگاهی با کمی دورنگری و کمی بزرگ نمایی از آینده این رشته بسیار نگران کننده و شاید خطرناک باشد.تصور این که رباتی شما را در یک معامله بفریبد و یا رباتی که دارای احساس و اندیشه و جماعاتی رباتی که بر سر مسایل مورد نظر شان مثل کم توجهی به آنها شروع به شورش کنند و دیگر موارد که اکنون خنده دار و در باطن نگران کننده است.
در راستای همین مطالب بد نیست نگاهی با تامل و جدی به فیلم “مرد 200 ساله” بیاندازید که به تصور شما کمک میکند.
● نتیجه گیری
اگر می خواهیم ایران به پیشرفت شایسته ی خود برسد . باید موانع را از جلو آن برداریم . در اولین قدم بهتر است در موارد زیر گامی محکم برداریم .
۱) آشنایی مردم با علم رباتیک و مزیت استفاده از ربات ها
۲) تاسیس رشته ی مهندسی رباتیک در تمامی دانشگاه های صنعتی کشور
۳) برگزاری هدفمند مسابقات رباتیک در رشته های بومی در راستای تولید ثروت از راه علم
۴) جلب اعتماد صنعت به نیرو های داخلی
۵) مشخص کردن هفته ای خاص به نام هفته ی رباتیک
۶) و … .
همچنین آموزش و پرورش باید به متولی اصلی رباتیک تبدیل شود، آموزش و پرورش به دلیل اینکه به‌طور مستقیم با دانش‌آموزان در تماس است، می‌تواند به بهترین متولی رباتیک در کشور تبدیل شود و با تشکیل کانون و انجمن رباتیک، علاقه‌مندان به این رشته را به‌طور پیوسته به سمت و سوی خود سوق دهد.
همچنین بر گزرای مسابقات رباتیک در زمینه های مختلف از جمله مسابقات روبوکاپ ،مسابقات رباتیک در حوزه ی خدمات شهری و روباتهای امداد ونجات ، می تواند فرهنگسازی مناسبی برای استفاده از دانش رباتیک برای پاسخگویی به نیازهای مردم در سطح جامعه می باشد .
بسیاری از مردم از اینکه رباتها تعداد شغل‌ها را کاهش دهد و افراد زیادی شغل خود را از دست دهند، نگرانند. این تقریباً هرگز قضیه‌ای بر خلاف تکنولوژی جدید نیست. در حقیقت اثر پیشرفت تکنولوژی مانند رباتها (اتومبیل و دستگاه کپی و…) بر جوامع ، آن است که انسان بهره‌ورتر میشود.
در حوزه رباتیک مشکلاتی در رابطه با انسان‌های شرور و استفاده از رباتها برای مقاصد شیطانی داریم. مطمئناً رباتها میتوانند در جنگ‌های آینده استفاده شوند. این می‌تواند هم خوب و هم بد باشد. اگر انسانها اعمال خشونت آمیز را با فرستادن ماشین‌ها به جنگ یکدیگر نمایش دهند، ممکن است بهتر از فرستادن انسانها به جنگ با یکدیگر باشد. رباتها میتوانند برای دفاع از یک کشور در مقابل حملات استفاده میشوند تا تلفات انسانی را کاهش دهد. آیا جنگ‌های آینده می‌تواند فقط یک بازی ویدئویی باشد که رباتها را کنترل میکند؟
تحقیق شده توسط : ناصرعباس فام
ایمیل شما بعد از ثبت نمایش داده نخواهد شد