کاربردهای رباتیک – اگر شما هم وقتی نام ربات را می شنوید، یک موجود آهنی شبیه انسان ( به نوعی همان آدم آهنی!) در ذهنتان مجسم می شود که سعی می کند رفتار ما انسان ها را تقلید کند، خواندن این مقاله می تواند تصویر کاملا جدیدی از ربات برایتان ایجاد کند.
سایر آموزش های کنترل و رباتیک را در این بخش ببینید!
کارخانه ها، بیمارستان ها، مدرسه ها و … جاهایی هستند که اگر در دنیای امروز سری به آنها بزنید، ممکن است با ربات ها مواجه شوید. در واقع می توانیم بگوییم هر جا انسان ها هستند و کاری انجام می دهند، ممکن است ربات ها هم مشغول کار باشند. حتی می توانیم از این هم فراتر برویم! ربات ها توانسته اند به جاهایی برسند که انسان ها هنوز نرسیده اند و آرزوی آن را دارند. مثلا تا به حال انسانی به کره مریخ سفر نکرده اما ربات ها مریخ هم رفته اند!
به طور کلی استفاده از ربات ها در دنیا روز به روز بیشتر می شود. حتی در ایران خودمان! با اینکه علم رباتیک در ایران نسبت دنیا عقب تر است، ولی در حال حاضر رشد خوبی دارد و به دلیل نیازی که در این حوزه وجود دارد، این رشد در سال های آتی بیشتر هم خواهد شد.
در این مقاله سعی داریم یک معرفی کاملا کاربردی از علم رباتیک داشته باشیم. قصد داریم به سوالاتی پاسخ دهیم ممکن است ذهن شما را (به عنوان کسی که می خواهد در این حوزه فعالیت کند و یا لااقل به رباتیک علاقه مند است) مشغول کرده است. اینکه اصلا چه ربات هایی در دنیا وجود دارند و این ربات ها در چه حوزه هایی وارد شده اند؟ برای ساخت ربات نیاز به چه تخصص ها و علومی داریم؟
می توانیم از اینجا شروع کنیم که اول سیر تاریخی علم رباتیک را بگوییم و بعد برسیم به تعریف های مختلفی که از رباتیک وجود دارد. اما این موضوعات کمی کلیشه ای هستند و فکر می کنم اکثر افراد نسبت به این موضوعات احساس خوبی نداشته باشند! بنابراین سیر تاریخی و معرفی و … را در مقاله ای دیگر می آوریم. در این مقاله قصد داریم به صورت کاملا کاربردی رباتیک را معرفی کنیم. در طول مطالعه این مقاله احتمالا خودتان به تعریفی از رباتیک می رسید و در انتها می توانید تعریف خودتان را ارائه دهید.
دسته بندی ربات ها بر اساس کاربردشان: (کاربردهای رباتیک)
ربات ها را می توانیم بر اساس حوزه هایی که در آنها مورد استفاده قرار می گیرند، دسته بندی کنیم. پس ربات ها را با توجه به کاربردشان به این ترتیب لیست می کنیم:
1- ربات های صنعتی
2- ربات های نظامی
3- ربات های کشاورزی
4- ربات های پزشکی
5- ربات های اجتماعی و خدماتی
6- ربات های تحقیقاتی
7- ربات های حوزه علوم شناختی
1- ربات های صنعتی:
کاربردهای رباتیک – شماره 1: یکی از رایج ترین حوزه هایی که در حال حاضر ربات ها در آن حضور دارند، صنعت است. ربات ها در صنعت به انسان ها کمک می کنند تا هزینه تولید پایین بیاید، دقت بالا برود و سرعت تولید افزایش پیدا کند. همچنین ربات ها می توانند بعضی از کارهایی که انجام آن ها توسط انسان ها ممکن نیست را انجام دهند. (مثلا جابجا کردن اجسام سنگین) البته همه این مزیت ها در همه ربات ها وجود ندارد. مثلا ممکن است یک ربات، فقط هزینه تولید را کاهش دهد و در دقت تولید، تغییر چندانی ایجاد نکند.
ربات ها در زمینه های مختلف صنعتی به ما کمک می کنند. مانند جابجا کردن جسم ها و قطعات، پرس کردن فلزات و حتی کارهای تخصصی تر مانند جوشکاری.
برای ساخت ربات های صنعتی، معمولا باید این ملاحظات را رعایت کنیم:
1- محیط صنعتی یک محیط نه چندان تمیز (راحت تر بگوییم: یک محیط کثیف!) است و ربات باید طوری طراحی شود که در این محیط آسیب نبیند.
2-معمولا نویز زیادی در محیط های صنعتی وجود دارد که می تواند روی کنترلر و اجزای الکتریکی ربات تاثیر منفی بگذارد. باید سعی شود تا حد امکان ربات به این نویز ها مقاوم باشد.
3- کسی که پشت دستگاه می نشیند، یک اپراتور آموزش دیده است و از این بابت نگرانی وجود ندارد. (شاید بپرسید: نگرانی از چه؟ برای بعضی از ربات ها باید سیستمی طراحی کنیم که استفاده از آنها برای افراد معمولی ساده باشد و نیاز به آموزش خاصی نداشته باشد. اما ربات های صنعتی اینگونه نیستند. )
4- امنیت استفاده از این ربات ها باید بالا باشد. از آنجایی که معمولا به خاطر ماهیت کارهای صنعتی، این ربات ها بسیار پر قدرت هستند، در صورتی که تدابیر لازم اتخاذ نشود به راحتی می توانند آسیب بزنند.
این دسته از ربات ها در ایران هم وجود دارند و اکثرا در خطوط تولید خودرو به کار گرفته شده اند. اما به طور کلی هنوز استفاده از ربات ها در صنعت ایران، جای گسترش و پیشرفت زیادی دارد.
2- ربات های نظامی
کاربردهای رباتیک – شماره 2: بیشترین بودجه ها در دنیا صرف امور نظامی و فناوری های مربوط به آن می شود. حوزه رباتیک هم از این قاعده مستثنی نیست. یکی از اهداف ربات های نظامی، شبیه سازی فعالیت های یک انسان در حین جنگ است. فعالیت هایی مانند حمل تجهیزات، کار با بعضی تسلیحات و … . فعال ترین نهاد در این زمینه سازمان پژوهش های پیشرفته دفاعی آمریکا یا همان دارپا (DARPA) است. در تصویر زیر یکی از معروف ترین ربات هایی که به سفارش این سازمان و توسط شرکت صاحب نام Boston Dynamics تولید شده را مشاهده می کنید. این ربات می تواند برای حمل تجهیزات در زمین های ناهموار، بسیار مفید باشد.
3- ربات های کشاورزی:
کاربردهای رباتیک – شماره 3: از این ربات ها برای سرعت دادن به کارها در مراحل مختلف کشاورزی استفاده می شود. در همه مراحل قبل از کاشت و پس از کاشت و برداشت (داشت، کاشت، برداشت) و حتی بسته بندی محصول، ربات ها می توانند نقش مهمی ایفا کنند. استفاده از ربات ها در کشاورزی در اروپا و به خصوص کشورهای انگلستان و هلند بسیار مورد توجه است و این کشورها برنامه های زیادی برای توسعه این ربات ها دارند. در ایران هم طراحی و ساخت این ربات ها می تواند بازدهی و سرعت رسیدگی به محصولات کشاورزی را به طور چشمگیری افزایش دهد.
یکی از چالش هایی که در این حوزه از رباتیک وجود دارد، سر و کار داشتن ربات با جسم های نرم و غیر صلب است. مثلا رباتی که می خواهد گوجه فرنگی را از زمین برداشت کند، باید طوری طراحی شده باشد که گوجه ها را سالم بچیند و آنها را له نکند. این موضوع دینامیک مسئله را تا حدی پیچیده می کند.
4- ربات های پزشکی:
کاربردهای رباتیک – شماره 4: به خاطر حساسیت تجهیزات پزشکی و استاندارد های قوی مرتبط با آنها، ساخت ربات در این حوزه بسیار سخت است و برای گرفتن مجوز استفاده از آن باید تست ها و آزمایش های بسیار زیادی انجام شود.
به طور کلی می توان ربات هایی را که در زمینه پزشکی به کار گرفته می شوند را در دو دسته کلی قرار داد.
دسته اول: ربات های جراح: این ربات ها به صورت اتوماتیک و تمام اتوماتیک موجود هستند. معروف ترین ربات در این حوزه ربات «داوینچی» است که در نقاط مختلف دنیا از این ربات برای جراحی استفاده می شود.
نمونه ایرانی این ربات، ربات «سینا» نام دارد که در سال های اخیر تولید شده و همچنان در حال توسعه می باشد.
چالش های این حوزه از رباتیک بسیار جذاب است که در این مقاله فرصت پرداختن به آنها نیست.
دسته دوم: ربات های درمانی و مراقبتی: از این ربات ها برای کمک به افراد بیمار و سالمندان استفاده می شود. در طول فیزیوتراپی هم ربات ها می توانند کمک زیادی به افراد آسیب دیده بکنند.
5- ربات های اجتماعی و خدماتی:
کاربردهای رباتیک – شماره 5: ربات های این حوزه تنوع بسیار بالایی دارند. از ربات های اسباب بازی گرفته تا ربات هایی که مثلا در یک رستوران سفارش ها را به سر میزها می برند و نقش گارسون را دارند. بعضی از ربات های این حوزه در کار های خانه کمک می کنند. مثلا تصویر زیر یک ربات جاروبرقی را نشان می دهد که در خانه حرکت می کند و آشغال ها را داخل خود می کشد.
تصویر زیر هم یک ربات اسباب بازی را نشان می دهد که می تواند بعضی رفتار های انسان را شبیه سازی کند.
ربات های اجتماعی دقیقا در مقابل ربات های صنعتی قرار دارند. این دسته از ربات ها در محیط های نسبتا تمیزی حضور دارند و نیازی به مقاومت زیاد در مقابل آلودگی ها ندارند. از طرف دیگر از آنجایی که افراد معمولی با این ربات ها کار می کنند، کار کردن با آنها باید ساده باشد و نباید مانند ربات های صنعتی نیاز به آموزش زیاد داشته باشند.
در برخی از مثال های این دسته، تعامل ربات با انسان بسیار زیاد و مهم می شود و در نتیجه به هوش مصنوعی بالایی نیاز خواهد بود.
6- ربات های تحقیقاتی
کاربردهای رباتیک – شماره 6: در برخی از زمینه های تحقیقاتی که حضور انسان در آنها غیرممکن ، سخت و یا خطرناک است، می توانیم از ربات ها استفاده کنیم. به عنوان مثال، ربات زیر که توسط ناسا برای انجام ماموریت در مریخ ساخته شد.
7- ربات های حوزه علوم شناختی
کاربردهای رباتیک – شماره 7: علوم شناختی، جدیدترین حوزه ای است که رباتیک در آن ورود کرده است. علوم شناختی به طور کلی به مطالعه ذهن و مغز انسان و عملکرد آن می پردازد. ورود دانش رباتیک به این حوزه را از دو منظر می توانیم بررسی کنیم:
منظر اول: همکاری رباتیک با علوم شناختی برای رفع یک نیاز: در اینجا کنترل ربات توسط مغز انسان اهمیت پیدا می کند. به عنوان مثال فرض کنید یک ربات به شکل دست انسان بسازیم و با استفاده از مغز بتوانیم حرکات این ربات را کنترل کنیم. در این صورت کسانیکه یک دستشان قطع شده باشد، می توانند با استفاده از پیوند، از این ربات استفاده کنند.
منظر دوم: کمک علوم شناختی به پیشرفت رباتیک: هر ربات یک کنترل کننده مرکزی دارد که فرمان ها از طرف آن صادر می شود و به نوعی نقش مغز انسان را بازی می کند. محققان با استفاده از به دست آوردن رازهای عملکرد فوق العاده مغز و پیاده سازی و شبیه سازی آنها در کنترلر ربات، می توانند عملکرد کنترلی ربات ها را بهبود ببخشند.
در این مقاله درباره یکی از دسته بندی های انواع ربات ها صحبت کردیم. معیار دسته بندی در اینجا، کاربرد و محیط کاری ربات بود. اما ربات ها را بر اساس معیار های دیگری هم می توانیم دسته بندی کنیم. یکی از این معیارها، فناوری به کار رفته در ربات و شکل کلی آن است. در مقاله بعدی در این باره نوشته ایم : لینک
اگر شما هم تجربه ای از رباتیک دارید یا اینکه درباره موارد بالا سوال یا ابهامی دارید، خوشحال می شویم که در بخش نظرات، آن را با ما در میان بگذارید.
