روباتيك ، علم روز

واضح آرشیو وب فارسی:فارس: روباتيك ، علم روز
خبرگزاري فارس:روباتيك، علم مطالعه فن آوري مرتبط با طراحي، ساخت و اصول كلي و كاربرد روباتهاست. روباتيك علم و فن آوري ماشينهاي قابل برنامه ريزي، با كاربردهاي عمومي مي باشد.

روباتيك، علم مطالعه فن آوري مرتبط با طراحي، ساخت و اصول كلي و كاربرد روباتهاست. روباتيك علم و فن آوري ماشينهاي قابل برنامه ريزي، با كاربردهاي عمومي مي باشد.
برخلاف تصور افسانه اي عمومي از رباتها به عنوان ماشينهاي سيار انسان نما كه تقريباً قابليت انجام هر كاري را دارند، بيشتر دستگاههاي روباتيك در مكانهاي ثابتي در كارخانه ها بسته شده اند و در فرايند ساخت با كمك كامپيوتر، اعمال قابليت انعطاف، ولي محدودي را انجام مي دهند چنين دستگاهي حداقل شامل يك كامپيوتر براي نظارت بر اعمال و عملكردهاي و اسباب انجام دهنده عمل مورد نظر، مي باشد. علاوه براين، ممكن است حسگرها و تجهيزات جانبي يا ابزاري را كه فرمان داشته باشد بعضي از رباتها، ماشينهاي مكانيكي نسبتاً ساده اي هستند كه كارهاي اختصاصي مانند جوشكاري و يا رنگ افشاني را انجام مي دهند. كه ساير سيستم هاي پيچيده تر كه بطور همزمان چند كار انجام مي دهند، از دستگاههاي حسي، براي جمع آوري اطلاعات مورد نياز براي كنترل كارشان نياز دارند. حسگرهاي يك ربات ممكن است بازخورد حسي ارائه دهند، طوريكه بتوانند اجسام را برداشته و بدون آسيب زدن، در جاي مناسب قرار دهند. ربات ديگري ممكن است داراي نوعي ديد باشد.، كه عيوب كالاهاي ساخته شده را تشخيص دهد. بعضي از رباتهاي مورد استفاده در ساخت مدارهاي الكترونيكي، پس از مكان يابي ديداري علامتهاي تثبيت مكان بر روي برد، مي توانند اجزا بسيار كوچك را در جاي مناسب قرار دهند. ساده ترين شكل رباهاي سيار، براي رساندن نامه در ساختمانهاي اداري يا جمع آوري و رساندن قطعات در ساخت، دنبال كردن مسير يك كابل قرار گرفته در زير خاك يا يك مسير رنگ شده كه هرگاه حسگرهايشان در مسير، يا فردي را پيدا كنند متوقف مي شوند. رباتهاي بسيار پيچيده تر رد محيط هاي نامعين تر مانند معادن استفاده مي شود.
روباتها همانند كامپيوترها قابليت برنامه ريزي دارند.بسته به نوع برنامه اي كه شما به آنها مي دهيد.كارها وحركات مختلفي را انجام مي دهند.رشته دانشگاهي نيز تحت عنوان روباتيك وجود دارد.كه به مسايلي از قبيل سنسورها، مدارات ، فيدبكها،پردازش اطلاعات وبست وتوسعه روباتها مي پردازد.روباتها انواع مختلفي دارند از قبيل روباتهاي شمشير باز، دنبال كننده خط،كشتي گير،
فوتباليست،و روباتهاي خيلي ريز تحت عنوان ميكرو روباتها،روباتهاي پرنده وغيره نيز وجود دارند.
روباتها براي انجام كارهاي سخت ودشواري كه بعضي مواقع انسانها از انجام آنها عاجز يا انجام آنها براي انسان خطرناك هستند.مثل روباتهايي كه در نيروگاهاي هسته اي وجود دارند.،استفاده مي شوند.
كاري كه روباتها انجام ميدهند.، توسط ميكرو پروسسرها(microprocessors) و ميكروكنترلرها(microcontroller) كنترل مي شود.با تسلط در برنامه نويسي اين دو مي توانيد دقيقا همان كاري را كه انتظار داريد روبات انجام دهد.
روباتهايي شبيه انسان (human robotic)نيز ساخته شده اند.،آنها قادرند اعمالي شبيه انسان را انجام دهند.حتي بعضي از آنها همانند انسان داراي احساسات نيز هستند.بعضي از آنها شكلهاي خيلي ساده اي دارند.آنها داراي چرخ يا بازويي هستند كه توسط ميكرو كنترلرها يا ميكرو پرسسرها كنترل مي شوند.در واقع ميكروكنترلر يا ميكرو پروسسر به مانند مغز انسان در روبات كار مي كند.برخي از روباتها مانند انسانها وجانوران خون گرم در برخورد و رويارويي با حوادث ومثايل مختلف به صورت هوشمند از خود واكنش نشان مي دهند.يك نمونه از اين روباتها روبات مامور است.
برخي روباتها نيز يكسري كارها را به صورت تكراري با سرعت ودقت بالا انجام مي دهند مثل روبات هايي كه در كارخانه هاي خودرو سازي استفاده مي شوند.اين گونه روبات كارهايي از قبيل جوش دادن بدنه ماشين ، رنگ كردن ماشين را با دقتي بالاتر از انسان بدون خستگي و وقفه انجام مي دهند.

تاريخچه روباتيك:

- 270 ق م : زماني كه يونانيان به ساخت مجسمه هاي متحرك ميپرداختند.
- حدود سال 1250 م: بيشاپ آلبرتوس ماگنوس (Bishop Albertus Magnus) ضيافتي ترتيب داد كه درآن، ميزبانان آهني از مهمانان پذيرايي مي كردند. با ديدن اين روبات، سنت توماس آكويناس (Thomas Aquinas) برآشفته شد، ميزبان آهني را تكه تكه كرد و بيشاب را ساحر و جادوگر خواند.
- سال 1640 م: دكارت ماشين خودكاري به صورت يك خانم ساخت و آن را Ma fille Francine " مي ناميد.اين ماشين كه دكارت را در يك سفر دريايي همراهي مي كرد، توسط كاپيتان كشتي به آب پرتاب شد چرا كه وي تصور مي كرد اين موجود ساخته شيطان است.
- سال 1738 م: ژاك دواكانسن (Jacques de Vaucanson) يك اردك مكانيكي ساخت كه از بيش از 4000 قطعه تشكيل شده بود.
اين اردك مي توانست از خود صدا توليد كند، شنا كند، آب بنوشد، دانه بخورد و آن را هضم و سپس دفع كند. امروزه در مورد محل نگهداري اين اردك اطلاعي در دست نيست.
- سال 1805 م: عروسكي توسط ميلاردت (Maillardet) ساخته شد كه مي توانست به زبان انگليسي و فرانسوي بنويسد و مناظري را نقاشي كند.
- سال 1923 م: كارل چاپك (Karel Capek) براي اولين بار از كلمه روبات (robot) در نمايشنامه خود به عنوان آدم مصنوعي استفاده كرد. كلمه روبات از كلمه چك robota گرفته شده است كه به معني برده و كارگر مزدور است. موضوع نمايشنامه چاپك، كنترل انسانها توسط روباتها بود، ولي او هرگونه امكان جايگزيني انسان با روبات و يا اينكه روباتها از احساس برخوردار شوند، عاشق شوند، يا تنفر پيدا كنند را رد مي كرد.
- سال 1940 م: شركت وستينگهاوس (Westinghouse Co.) سگي به نام اسپاركو (Sparko) ساخت كه هم از قطعات مكانيكي و هم الكتريكي در ساخب آن استفاده شده بود. اين اولين باري بود كه از قطعات الكتريكي نيز همراه با قطعات مكانيكي استفاده مي شد.
- سال 1942 م: كلمه روباتيك (robatics) اولين بار توسط ايزاك آسيموف در يك داستان كوتاه ارائه شد. ايزاك آسيموف (1920-1992) نويسنده كتابهاي توصيفي درباره علوم و داستانهاي علمي تخيلي است.
- دهه 1950 م: تكنولوژي كامپيوتر پيشرفت كرد و صنعت كنترل متحول شد. سؤلاتي مطرح شدند. مثلاً: آيا كامپيوتر يك روبات غير متحرك است؟
- سال 1954 م: عصر روبات ها با ارائه اولين روبات آدم نما توسط جرج دوول (George Devol) شروع شد.
امروزه، 90% روباتها، روباتهاي صنعتي هستند، يعني روباتهايي كه در كارخانه ها، آزمايشگاهها، انبارها، نيروگاهها، بيمارستانها، و بخشهاي مشابه به كارگرفته مي شوند.در سالهاي قبل، اكثر روباتهاي صنعتي در كارخانه هاي خودروسازي به كارگرفته مي شدند، ولي امروزه تنها حدود نيمي از روباتهاي موجود در دنيا در كارخانه هاي خودروسازي به كار گرفته مي شوند.مصارف روباتها در همه ابعاد زندگي انسان به سرعت در حال گسترش است تا كارهاي سخت و خطرناك را به جاي انسان انجام دهند.براي مثال امروزه براي بررسي وضعيت داخلي رآكتورها از روبات استفاده مي شود تا تشعشعات راديواكتيو به انسانها صدمه نزند.
- سال 1956 م: پس از توسعه فعاليتهاي تكنولوژي يك كه بعد از جنگ جهاني دوم، يك ملاقات تاريخي بين جورج سي.دوول(George C.Devol) مخترع و كارآفرين صاحب نام، و ژوزف اف.انگلبرگر (Joseph F.Engelberger) كه يك مهندس با سابقه بود، صورت گرفت. در اين ملاقات آنها به بحث در مورد داستان آسيموف پرداختند. ايشان سپس به موفقيتهاي اساسي در توليد روباتها دست يافتند و با تأسيس شركتهاي تجاري، به توليد روبات مشغول شدند. انگلبرگر شركت Unimate برگرفته از Universal Automation را براي توليد روبات پايه گذاري كرد. نخستين روباتهاي اين شركت در كارخانه جنرال موتورز (General Motors) براي انجام كارهاي دشوار در خودروسازي به كار گرفته شد. انگلبرگر را "پدر روباتيك " ناميده اند.
- دهه 1960 م: روباتهاي صنعتي زيادي ساخته شدند. انجمن صنايع روباتيك اين تعريف را براي روبات صنعتي ارائه كرد:
"روبات صنعتي يك وسيلة چند كاره و با قابليت برنامه ريزي چند باره است كه براي جابجايي قطعات، مواد، ابزارها يا وسايل خاص بوسيلة حركات برنامه ريزي شده، براي انجام كارهاي متنوع استفاده مي شود. "
- سال 1962 م: شركت خودروسازي جنرال موتورز نخستين روبات Unimate را در خط مونتاژ خود به كار گرفت.
- سال 1967 م: رالف موزر (Ralph Moser) از شركت جنرال الكتريك (General Electeric) نخستين روبات چهارپا را اختراع كرد.
- سال 1983 م: شركت Odetics يك روبات شش پا ارائه كرد كه مي توانست از موانع عبور كند و بارهاي سنگيني را نيز با خود حمل كند.
- سال 1985 م: نخستين روباتي كه به تنهايي توانايي راه رفتن داشت در دانشگاه ايالتي اهايو (Ohio State Uneversity) ساخته شد.
- سال 1996 م: شركت ژاپني هندا (Honda) نخستين روبات انسان نما را ارائه كرد كه با دو دست و دو پا طوري طراحي شده بود كه مي توانست راه برود، از پله بالا برود، روي صندلي بنشيند و بلند شود و بارهايي به وزن 5 كيلوگرم را حمل كند
روباتها روز به روز هوشمندتر مي شوند تا هرچه بيشتر در كارهاي سخت و پر خطر به ياري انسانها بيايند.

آشنايي با روباتيك
روبات چيست؟

روبات يك ماشين الكترومكانيكي هوشمند است با خصوصيات زير:
- مي توان آن را مكرراً برنامه ريزي كرد.
- چند كاره است.
- كارآمد و مناسب براي محيط است.
اجزاي يك روبات:
- وسايل مكانيكي و الكتريكي:
شاسي، موتورها، منبع تغذيه، ...
- حسگرها (براي شناسايي محيط):
دوربين ها، سنسورهاي sonar، سنسورهاي ultrasound، ...
- عملكردها (براي انجام اعمال لازم)
بازوي روبات، چرخها، پاها، ...
- قسمت تصميم گيري (برنامه اي براي تعيين اعمال لازم):
حركت در يك جهت خاص، دوري از موانع، برداشتن اجسام، ...
- قسمت كنترل (براي راه اندازي و بررسي حركات روبات):
نيروها و گشتاورهاي موتورها براي سرعت مورد نظر، جهت مورد نظر، كنترل مسير، ...

ويژگيهاي يك روبات

يك روبات داراي سه مشخصه زير است
1-داري حركت وپويايي است
2-قابليت برنامه ريزي جهت انجام كارهاي مختلف را دارد
3-بعد از اينكه برنامه ريزي شد.قابليت انجام وظايفش را به صورت خودكار دارد.
ممكن است روزي فرا برسد كه روباتها جاي انسانها را در انجام كارها بگيرند.حتي بعضي از آنها ممكن است به صورت محافظ شخصي از جان انسانهادر مقابل خطرات احتمالي حفاظت كنند.

آناتومي اندام روباتهاي شبيه انسان

در سال 1950 دانشمندان تصميم گرفتند.شكلي از رباتهاي دو پارا درست كنند.كه از لحاظ فيزيكي شبيه انسان باشند.اين گونه روباتها متشكل از دو بازو دو پا هستند.كه دستها و پاها به صورت متقارن وشبيه بدن انسان در سمت راست وچپ ربات قرار گرفته اند.براي انجام چنين كاري آنها مي بايست در ابتدا آناتومي بدن خود را مي شناختند.آنها معتقد بودن كه انسانها طي ميليونها سال تكامل يافته اند.،تا اينكه امروزه قادرند انواع مختلفي از كارها را انجام دهند.اگر از مردم راجع به روباتهاي شبيه انسان سوال كنيد.آنها در اولين وهله به ياد فيلم پليس آهني مي افتند.شما نيز مي توانيد با استفاده از كاغذهاي استوانه اي و تك هاي چوب وچسب شكلي مانند زير درست كنيد.

حركت در روبات

هنگاميكه شما راجع به مطلبي فكر مي كنيد و براي آن دنبال پاسخ مي گرديد.مي توانيد جواب خود را در طبيعت بگيريد.به حيواناتي كه اطراف ما هستند.،و مانند ما مي توانند در چهار جهت حركت كنند.دقت كنيد.به طور مثال به حركت فيل توجه كنيد.مفاصلي كه در پاها وجود دارند.سبب حركت پاها به سمت عقب،جلو، چپ و راست مي شوند
هنگامكه اين حيوان حركت مي كند وزن خود را بر روي پا هايش تقسيم ميكند.بنابراين اين امكان را دارد كه تعادلش را حفظ كند و بر روي زمين نيافتد.در روباتها نيز همين مسئله وجود دارد اگر يكي از پاهاي آن در هوا قرار بگيرد روبات متوقف مي شود.واين امكان وجود دارد بر روي زمين بيافتد.به حركت مورجه ها دقت كنيد.اين موجود 6 پا دارد. در هنگام حركت به سمت جلو سه پايش را به سمت جلو وسه پاي ديگرش را در همان موقعيت به سمت عقب فشار ميدهد .دو پا از يك طرف ويك پا از طرف ديگرهمواره كار مشتركي را انجام مي دهند. واين كار سبب حركت مورچه به سمت جلو مي شود.
حشرات بدليل داشتن پاهاي بيشتر وفرم پاها راحتر از حيوانات چهار پا مي توانند تعادل خود را در حركت حفظ كنند.بهمين دليل رباتهاي شبيه حشرات بيشتر از روباتهايي شبيه سگ و گربه ساخته شده اند.

لگو روبات(lego robot)

براي شروع به ساخت روبات بهتر است .،كه با لگو ها ونحوه اسمبل كردن آنها آشنا شويد.لگوها ايده هاي خوبي در ساخت روبات به شما مي دهند.بسياري از روباتهايي كه ساخته شده اند.حشره،حيوان،انسان نيستند.بلكه آنها لگو هستند.شما مي توانيد بدنه روبات خود را بوسيله لگوها بسازيد.و مدارات الكترونيك را در آن جا سازي كنيد.
بيشتر ماشينهايي كه وجود دارند از چهار چرخ تشكيل شده اند.دو چرخ جلويي داراي چرخش زاويه اي هستند.،و دو چرخ عقبي در جاي خود ثابت هستند.،وتنها ميچرخند،حركت به سمت راست،جلو و عقب را چرخهاي جلويي تعيين مي كنند.در برخي از ماشينها هر چهار چرخ داراي اين وضعيت هستند.از اين موارد در ساخت لگو روباتها شبيه ماشين استفاده مي شود.برخي از ماشينهاي پيشرفته از راه دور كنترل مي شوند(remote control) كه اين مسئله را براحتي مي توان در روباتها بست وتوسعه داد.
براي ساخت يك لگو ماشين احتياج به چهار چرخ پلاستيكي و دو ميله تحت عنوان محور احتياج داريد.شايد بتوانيد اين قطعات را براحتي در يك ماشين اسباب بازي پيدا كنيد.برخي از طراحان روبات به جاي چهار چرخ از سه چرخ استفاده مي كنند.در اين حالت عموما دو چرخ ثابت وتنها در جاي خود مي چرخند و تنها يك چرخ داراي حركت آزاد است.نوع دو چرخ آن نيز وجود دارد.در اين حالت هر دوچرخ داراي حركت آزاد زاويه اي هستند.
براي حل مشكل تعادل روباتها در هنگام چرخش از چهار چرخ استفاده مي شود. در هر طرف دوچرخ وجود دارد.كه چرخهاي در هر سمت بوسيله تسمه يا نواري پلاستيكي بهم متصل مي شوند.
منابع :
روباتيك http://bikalak.wordpress.com
آشنايي با روباتيك http://www.hupaa.com
رباتها http://robot.schoolnet.ir/
........................................................................................................
انتهاي پيام/

پنجشنبه|ا|1|ا|اسفند|ا|1387

این صفحه را در گوگل محبوب کنید

[ارسال شده از: فارس]

[مشاهده در: www.farsnews.com]

[تعداد بازديد از اين مطلب: 200]