ناجي ؛ امدادگر روباتيك

واضح آرشیو وب فارسی:جام جم آنلاین: ناجي ؛ امدادگر روباتيك
جام جم آنلاين: از سال‌ها قبل و با شروع مسابقات روباتيك معروف به «ROBOCUP» و با توجه به نياز مبرم به امدادرساني موثر به مصدومان هنگام وقوع زلزله، جنگ يا ساير بلايا، پژوهشگران علم روباتيك به برنامه‌ريزي مسابقاتي براي ساخت روبات‌هاي امدادگر پرداختند.

ايده اصلي اين مسابقات ساخت روبات‌هايي بود تا با كمك آنها امدادگران بتوانند در محل‌هاي غيرقابل عبور به جستجوي مصدوماني بپردازند كه در زير آوار مانده‌اند.

دانشگاه‌هاي ايراني نيز از سال‌هاي ابتدايي آغاز اين مسابقات حضور فعالي در آنها داشته و سهم مهمي‌ در رونق اين مسابقات داشته‌‌اند.

امروزه دانشگاه‌هاي بسياري در ايران به فناوري و روش‌هاي ساخت روبات‌هاي امدادگر مجهز شده‌اند و ساخت اين روبات‌ها و شركت در اين‌گونه مسابقات را يكي از راه‌هاي آموزش علمي‌ و عملي دانشجويان خود مي‌دانند و در كنار آن سعي بر بالا بردن توان فني كشور در مقابله با حوادث طبيعي مانند زلزله دارند.

در اين ميان سري‌روبات‌هاي ناجي از مركز تحقيقات مكاترونيك دانشگاه آزاد اسلامي‌ واحد قزوين، يكي از مجموعه امدادگران روباتيك ايراني هستند كه تا امروز در كارنامه خود بارها مقام اول مسابقات بين‌المللي روبوكاپ آزاد ايران و همچنين مقام‌هاي مختلف جهاني را ثبت كرده‌اند.

به همين دليل با مهندس جعفر چگيني عضو هيات علمي ‌دانشكده برق، عضو كميته فني فدراسيون جهاني روبوكاپ و سرپرست تيم روبات امدادگر ناجي درباره ويژگي‌ها و چگونگي ساخت آخرين مدل امدادگر روباتيك ناجي مصاحبه‌اي انجام داديم كه توجه شما را به آن جلب مي‌كنيم.

اين امدادگر روباتيك با اين ظاهر خشني كه از خود به نمايش گذاشته چه ويژگي‌هايي دارد كه مهرش به دل شما نشسته و شب و روز در حال تربيت و اصلاح آن هستيد؟

روبات «ناجي4» يك روبات كنترل دستي است، يعني روباتي است كه توسط اپراتور كنترل مي‌شود.«ناجي4» توانايي عبور از سطوح ناهموار را دارد و داراي بازوي روباتيك است كه مي‌توان در مواقع اضطراري و با كنترل از راه دور از اين بازو به عنوان دست مهربان يك پزشك استفاده كرد و جان انساني را نجات داد.«ناجي4» هرچند ساختار و شمايلي همچون تانك دارد اما بسيار حرف گوش‌كن است و مي‌توان از راه دور و توسط پايگاه‌هاي زميني يا حتي ماهواره آن را كنترل كرد. بچه دقيق و منظمي ‌هم است و هر كاري به او محول شود با دقت بي‌نظير چند ميلي‌متري انجامش خواهد داد. سنسورها و دوربين‌هاي مختلف دارد كه به او در پيمودن مسير و انجام دستورات كمك مي‌كنند.

همچنين به نوعي چشم و گوش امدادگران واقعي در زير آوار است و اپراتور روبات مي‌تواند هشت تصوير را به طور همزمان از طريق روبات دريافت كند و با داشتن ايده كاملي از شرايط و موقعيت مصدوم، تصميم‌گيري كند. اين بچه ما البته كمي‌ هم شكمو است و هر دو ساعت يك بار بايد باتري‌هاي آن را شارژ كرد. ضمنا بازوي روباتيك «ناجي4» ما به عنوان يكي از بهترين بازوهاي مسابقات جهاني امسال انتخاب شد كه تماما توسط اعضاي تيم ما در مركز تحقيقات مكاترونيك دانشگاه آزاد اسلامي‌ واحد قزوين طراحي و ساخته شده است.

نمونه مشابه اين بازو در دنيا با قيمتي حدود 100 هزار دلار ساخته و فروخته مي‌شود. اين بازوها داراي كاربردهاي بسياري در صنايع، امور پژوهشي، درماني و امدادرساني است. يكي از ويژگي‌هاي مهم اين بازو درجات آزادي بسيار آن است كه باعث راحتي حركت و انعطاف‌پذيري بيشتر بازو براي اجراي ماموريت محول‌شده به آن مي‌شود. مچ اين بازو نيز بسيار خوب طراحي شده به گونه‌اي كه مي‌تواند در زواياي مختلف حركت كند.

اين بازو با اين همه مشخصات عالي به چه درد مصدومي‌ مي‌خورد كه زير آوار مانده است؟

در محل‌هايي كه حادثه‌اي رخ داده گاهي نياز است اين بازو وارد دالان‌هايي شود و به كمك دوربين‌هايي كه روي آن قرار داده شده، بتواند محل را دقيق‌تر جستجو كند يا زير آوار را ببيند يا حتي بسته‌هاي حياتي اوليه مثل يك بطري آب يا داروهاي خيلي ضروري و حياتي را حمل كرده به مصدوم برساند تا گروه‌هاي امدادي بتوانند بعد از پاكسازي و سر فرصت آن مصدوم را نجات دهند.«ناجي4» بعد از وارد شدن به محل حادثه مي‌تواند نقشه محل را با كمك سنسورهاي پيشرفته خود تهيه كند و با ارائه محل دقيق مصدومان، كمك مهمي ‌براي امدادگران در محل حادثه باشد. روبات‌هايي مانند «ناجي4» در حال حاضر كنار نيروهاي امدادي در سراسر جهان در حال انجام ماموريت‌هاي امداد و نجات هستند.

خب با اين حساب به نظر مي‌رسد تنها شغلي كه شما مي‌توانيد براي فرزند روباتيك خود متصور باشيد، امدادگري در زمان وقوع زلزله يا هر بلاي طبيعي ديگري باشد.

نه، اصلا اين طور نيست. اين روزها روبات‌هايي مثل ناجي حتي در نيروهاي پليس و ارتش‌هاي جهان نيز به خاطر قابليت‌هاي بي پايان اين دسته از روبات‌ها حضور دارند. از نمونه‌هاي مختلف آن براي انواع عمليات ضدتروريستي، ضدگروگانگيري و اهداف نظامي‌ بهره مي‌برند. براي مثال مي‌توانيد تصور كنيد كه نزديك شدن به يك بمب كارگذاري شده در شهر چقدر مي‌تواند براي نيروهاي آموزش ديده و ارزشمند پليس خطرناك باشد. در آن موقع ناجي مثل فرشته نجات از راه مي‌رسد و پليس مي‌تواند در حالي كه صدها متر دورتر از محل بمب‌گذاري در يك كابين امن نشسته است، ناجي را به جنگ بمب فرستاده و مراحل خنثي‌سازي اوليه را با بازوي روباتيك پيشرفته آن انجام دهد. به دليل توقعات بالايي كه از اين‌گونه روبات‌ها انتظار مي‌رود، در طراحي آنها پايداري از لحاظ الكتريكي، مكانيكي و ارتباطي اهميت بسيار بالايي دارد.

آيا به غير از سري روبات‌هاي ناجي، آزمايشگاه شما روبات امدادگر ديگري را نيز ساخته است كه ويژگي‌هاي متفاوتي داشته باشد؟

بله به غير از روبات‌هاي هدايت دستي، سري ديگري از روبات‌هاي امدادگر نيز در مركز ما ساخته مي‌شود كه به روبات‌هاي امدادگر خودمختار مشهورند. البته اين روبات‌ها هنوز براي عملياتي شدن راهي طولاني در پيش دارند. اين‌گونه روبات‌ها به صورت كاملا خودكار و بدون نياز به اپراتور، وارد زمين مسابقه شده و مصدومان را كشف مي‌كنند و روي نقشه‌اي كه ارائه مي‌دهند محل دقيق مصدومان را مشخص مي‌كنند، البته زمين مسابقه اين‌گونه روبات‌ها بسيار ساده‌تر از زمين روبات‌هاي هدايت دستي است، زيرا هنوز در ابتداي كار هستند.

روبات هدايت دستي با توجه به وجود اپراتور چه پردازش‌ها و پروسه‌هاي هوشمندي را خودش انجام مي‌دهد و از چه حسگرهايي استفاده مي‌كند؟

چگيني: ما يك سنسور ليزري روي روبات داريم كه پرتوهاي ليزر را با سرعت بسيار بالا به اطراف پخش مي‌كند و با دريافت انعكاس آنها و بررسي فواصل اندازه‌گيري شده مي‌تواند به صورت دو‌بعدي و سه‌بعدي نقشه ديواره‌ها و وضعيت اطراف روبات را ارائه كند

مهم‌ترين بخش هوشمند روبات هدايت دستي روش تهيه نقشه محيط است، ما يك سنسور ليزري روي روبات داريم كه پرتوهاي ليزر را با سرعت بسيار بالا به اطراف پخش مي‌كند و با دريافت انعكاس آنها و بررسي فواصل اندازه‌گيري شده مي‌تواند به صورت دو‌بعدي و سه‌بعدي نقشه ديواره‌ها و وضعيت عوارض اطراف روبات را ارائه كند. اين بخش نيازمند اين است كه روي روبات پردازنده‌هايي جهت آناليز ديتاهاي دريافتي از سنسورها موجود باشد و اين كار يك مساله پيچيده در بخش هوش و الگوريتم‌هاي كنترلي روبات است.

خوب است بدانيد كه ما جزء معدود تيم‌هايي هستيم كه اين فعاليت را بخوبي انجام مي‌دهيم. براي درك بهتر موضوع و سختي اين مرحله به اين نكته توجه كنيد كه روبات ما در يك نقطه نمي‌ايستد، بلكه مدام در حال حركت است و موقعيت آن به نسبت محيط اطراف تغيير مي‌كند پس بايد قابليت و هوشمندي ارائه مسير دقيق حركت و نقشه مناسب را با استفاده از انواع سنسورهاي تشخيص موقعيت، سنسور ليزري و پردازش‌هاي هوشمند داشته باشد.

يكي ديگر از حسگرهاي اين روبات كه در تهيه نقشه‌ها بسيار كاربرد دارد، حسگر ژيرسكوپ است، به عنوان مثال فكر كنيد روبات محل يك ميز را در نقشه مشخص مي‌كند، لحظه بعد روبات مي‌چرخد جاي ميز كه نبايد عوض شود، در نقشه هم‌زماني كه روبات روي صفحه فرمان مي‌دهد، اپراتور بايد چرخش روبات را نسبت به محيط احساس كند كه اين سنسور ميزان چرخش روبات را مشخص مي‌كند و با تركيب مجموعه اطلاعات اين سنسورها در پردازنده‌اي كه توسط متخصصان هوش و برنامه‌نويسان به الگوريتم‌هاي هوشمند مجهز شده با سرعت بالايي اين اطلاعات تحليل مي‌شود.

حركت اين روبات توسط چه حسگري مشخص مي‌شود؟ اگر چرخ‌هاي اين تانك مهربان شما در جا بچرخد، چطور ميزان دقيق تغييرات را متوجه مي‌شويد؟

حركت روبات توسط سنسورهايي به نام انكودر قابل ارزيابي است، توسط فيدبك‌هايي كه از اين سنسورها دريافت مي‌شود و با تركيب اطلاعات شتاب‌سنجي كه كه در داخل سنسور ژيرسكوپ ما قرار دارد، حركت روبات و ميزان آن نيز مشخص و تاثير در جا چرخيدن چرخ‌هاي روبات به اين ترتيب حذف مي‌شود. درست است كه ما به روبات مي‌گوييم براي مثال 5 متر به جلو برود، ولي كامپيوتر روبات براي محاسبه اين 5 متر به ميزان چرخش چرخ‌هاي خود وابسته نيست و بر اساس سرعت واقعي خودش كه توسط شتاب‌سنج‌ها اندازه‌گيري مي‌شود، مسافت طي شده را محاسبه مي‌كند.

حالا سوال اساسي اين است كه ناجي چطور انسان را در محيط تشخيص مي‌دهد و براي مثال فرق بين يك عروسك و يك بچه را چگونه درك مي‌كند؟ همچنين در امدادرساني خيلي مهم است كه يك ارزيابي اوليه از مصدومان داشته باشيم تا به مهم‌ترينشان در اول رسيدگي شود. ناجي تفاوت بين يك فرد مرده يا زنده را چگونه تشخيص مي‌دهد؟

اين روبات‌ها توسط سنسورهايي كه براي تشخيص انسان روي آنها نصب مي‌شود، سنسورهايي مانند حسكر دما و حسگر گاز دي‌اكسيد كربن به تشخيص انسان و وضعيت مصدوم مي‌پردازند. همچنين اين روبات با استفاده از پردازش تصاوير ارسالي از دوربين‌ها و دوربين ويژه حرارتي خود مي‌تواند وضعيت و محل مصدوم را گزارش كند. به عنوان مثال وقتي دماي محيط 25 درجه است و دماي بدن شما 37 درجه در دوربين حرارتي اين روبات رنگ اطراف بدن شما با رنگ محيط بسيار متفاوت است و از طريق اين ويژگي به شناسايي كمك مي‌كند.

فعاليت در اين مركز به چه صورت است؟ دانشجويان چگونه وارد تيم طراحي مي‌شوند و اصولا چه فايده‌اي براي آنها خواهد داشت، اگر وقت و انرژي خود را در آزمايشگاه صرف كنند؟

فعاليت در اين مركز تحقيقات به صورت داوطلبانه است و ما در اول هر ساله تحصيلي با ارائه فراخوان و دعوت از دانشجويان علاقه‌مند و با انجام مصاحبه افراد مد نظر را براي فعاليت و آموزش انتخاب مي‌كنيم، البته تعداد پذيرش افراد به ظرفيت مورد نياز تيم در آن سال بستگي دارد.

دانشجوياني كه در اين آزمايشگاه فعاليت مي‌كنند، شانس و وقت اين را دارند كه با سنسورها و پردازشگرهاي خاصي كه شايد در كمتر جايي دسترسي به آن امكان داشته باشد كار كنند، همين براي اين افراد يك رزومه خاصي در زمان فارغ‌التحصيلي به همراه خواهد داشت، اين دانشجويان در كنار افراد باتجربه‌تر ضمن آشنايي با اصول كارگروهي اين شانس را نيز خواهند داشت تا در يك آزمايشگاه پيشرفته كه از نظر من خودش يك دانشگاه بزرگ است، رايگان بهره‌مند شوند.

آريا صبوري - جام‌جم

چهارشنبه|ا|21|ا|دي|ا|1390

این صفحه را در گوگل محبوب کنید

[ارسال شده از: جام جم آنلاین]

[مشاهده در: www.jamejamonline.ir]

[تعداد بازديد از اين مطلب: 221]