تبلیغات
دانش ما - رباتیک

کنکور و نمونه سوال
ربات چیست؟
طبقه بندی : رباتیک-مقالات

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.
بیشتر ربات‌ها امروزه در کارخانه‌ها برای ساخت محصولاتی مانند اتومبیل؛ الکترونیک و همچنین برای اکتشافات زیرآب یا در سیارات دیگر مورد استفاده قرار می‌گیرد.

منبع :

http://www.knowclub.com

تاریخ انتشار : شنبه 23 شهریور 1387 - 22:25

روباتیک
Robotic
طبقه بندی : روباتیک
Robotic -  روباتیک
روباتیک، علم مطالعه فن آوری مرتبط با طراحی، ساخت و اصول کلی و کاربرد روباتهاست. روباتیک علم و فن آوری ماشینهای قابل برنامه ریزی، با کاربردهای عمومی می باشد. 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. روباتها برای انجام کارهای سخت ودشواری که بعضی مواقع انسانها از انجام آنها عاجز یا انجام آنها برای انسان خطرناک هستند.مثل روباتهایی که در نیروگاهای هسته ای وجود دارند.،استفاده می شوند. کاری که روباتها انجام میدهند.، توسط میکرو پروسسرها(microprocessors) و میکروکنترلرها(microcontroller) کنترل می شود.با تسلط در برنامه نویسی این دو می توانید دقیقا همان کاری را که انتظار دارید روبات انجام دهد. روباتهایی شبیه انسان (human robotic)نیز ساخته شده اند.،آنها قادرند اعمالی شبیه انسان را انجام دهند.حتی بعضی از آنها همانند انسان دارای احساسات نیز هستند.بعضی از آنها شکلهای خیلی ساده ای دارند.آنها دارای چرخ یا بازویی هستند که توسط میکرو کنترلرها یا میکرو پرسسرها کنترل می شوند.در واقع میکروکنترلر یا میکرو پروسسر به مانند مغز انسان در روبات کار می کند.برخی از روباتها مانند انسانها وجانوران خون گرم در برخورد و رویارویی با حوادث ومثایل مختلف به صورت هوشمند از خود واکنش نشان می دهند.یک نمونه از این روباتها روبات مامور است. برخی روباتها نیز یکسری کارها را به صورت تکراری با سرعت ودقت بالا انجام می دهند مثل روبات هایی که در کارخانه های خودرو سازی استفاده می شوند.این گونه روبات کارهایی از قبیل جوش دادن بدنه ماشین ، رنگ کردن ماشین را با دقتی بالاتر از انسان بدون خستگی و وقفه انجام می دهند. ویژگیهای یک روبات یک روبات دارای سه مشخصه زیر است ۱-داری حرکت وپویایی است ۲-قابلیت برنامه ریزی جهت انجام کارهای مختلف را دارد ۳-بعد از اینکه برنامه ریزی شد.قابلیت انجام وظایفش را به صورت خودکار دارد. ممکن است روزی فرا برسد که روباتها جای انسانها را در انجام کارها بگیرند.حتی بعضی از آنها ممکن است به صورت محافظ شخصی از جان انسانهادر مقابل خطرات احتمالی حفاظت کنند. آناتومی اندام روبات های شبیه انسان در سال ۱۹۵۰ دانشمندان تصمیم گرفتند.شکلی از رباتهای دو پارا درست کنند.که از لحاظ فیزیکی شبیه انسان باشند.این گونه روباتها متشکل از دو بازو دو پا هستند.که دستها و پاها به صورت متقارن وشبیه بدن انسان در سمت راست وچپ ربات قرار گرفته اند.برای انجام چنین کاری آنها می بایست در ابتدا آناتومی بدن خود را می شناختند.آنها معتقد بودن که انسانها طی میلیونها سال تکامل یافته اند.،تا اینکه امروزه قادرند انواع مختلفی از کارها را انجام دهند.اگر از مردم راجع به روباتهای شبیه انسان سوال کنید.آنها در اولین وهله به یاد فیلم پلیس آهنی می افتند.شما نیز می توانید با استفاده از کاغذهای استوانه ای و تک های چوب وچسب شکلی مانند زیر درست کنید. حرکت در روبات هنگامیکه شما راجع به مطلبی فکر می کنید و برای آن دنبال پاسخ می گردید.می توانید جواب خود را در طبیعت بگیرید.به حیواناتی که اطراف ما هستند.،و مانند ما می توانند در چهار جهت حرکت کنند.دقت کنید.به طور مثال به حرکت فیل توجه کنید.مفاصلی که در پاها وجود دارند.سبب حرکت پاها به سمت عقب،جلو، چپ و راست می شوند هنگامکه این حیوان حرکت می کند وزن خود را بر روی پا هایش تقسیم میکند.بنابراین این امکان را دارد که تعادلش را حفظ کند و بر روی زمین نیافتد.در روباتها نیز همین مسئله وجود دارد اگر یکی از پاهای آن در هوا قرار بگیرد روبات متوقف می شود.واین امکان وجود دارد بر روی زمین بیافتد.به حرکت مورجه ها دقت کنید.این موجود ۶ پا دارد. در هنگام حرکت به سمت جلو سه پایش را به سمت جلو وسه پای دیگرش را در همان موقعیت به سمت عقب فشار میدهد .دو پا از یک طرف ویک پا از طرف دیگرهمواره کار مشترکی را انجام می دهند. واین کار سبب حرکت مورچه به سمت جلو می شود. حشرات بدلیل داشتن پاهای بیشتر وفرم پاها راحتر از حیوانات چهار پا می توانند تعادل خود را در حرکت حفظ کنند.بهمین دلیل رباتهای شبیه حشرات بیشتر از روباتهایی شبیه سگ و گربه ساخته شده اند. لگو روبات(lego robot) برای شروع به ساخت روبات بهتر است .،که با لگو ها ونحوه اسمبل کردن آنها آشنا شوید.لگوها ایده های خوبی در ساخت روبات به شما می دهند.بسیاری از روباتهایی که ساخته شده اند.حشره،حیوان،انسان نیستند.بلکه آنها لگو هستند.شما می توانید بدنه روبات خود را بوسیله لگوها بسازید.و مدارات الکترونیک را در آن جا سازی کنید. بیشتر ماشینهایی که وجود دارند از چهار چرخ تشکیل شده اند.دو چرخ جلویی دارای چرخش زاویه ای هستند.،و دو چرخ عقبی در جای خود ثابت هستند.،وتنها میچرخند،حرکت به سمت راست،جلو و عقب را چرخهای جلویی تعیین می کنند.در برخی از ماشینها هر چهار چرخ دارای این وضعیت هستند.از این موارد در ساخت لگو روباتها شبیه ماشین استفاده می شود.برخی از ماشینهای پیشرفته از راه دور کنترل می شوند(remote control) که این مسئله را براحتی می توان در روباتها بست وتوسعه داد. برای ساخت یک لگو ماشین احتیاج به چهار چرخ پلاستیکی و دو میله تحت عنوان محور احتیاج دارید.شاید بتوانید این قطعات را براحتی در یک ماشین اسباب بازی پیدا کنید.برخی از طراحان روبات به جای چهار چرخ از سه چرخ استفاده می کنند.در این حالت عموما دو چرخ ثابت وتنها در جای خود می چرخند و تنها یک چرخ دارای حرکت آزاد است.نوع دو چرخ آن نیز وجود دارد.در این حالت هر دوچرخ دارای حرکت آزاد زاویه ای هستند. برای حل مشکل تعادل روباتها در هنگام چرخش از چهار چرخ استفاده می شود. در هر طرف دوچرخ وجود دارد.که چرخهای در هر سمت بوسیله تسمه یا نواری پلاستیکی بهم متصل می شوند.
منبع :
متن از elmiran1.blogfa.com

مبانی رباتیک
طبقه بندی : رباتیک - مقالات

 

ربات ها ماشین هایی هستند که به تقلید رفتار انسان ها یا حیوانات می پردازند . انسان ها دارای جسم می باشند و از ماهیچه برای حرکت بدن ، حسگر برای دریافت اطلاعات محیط ، قدرت برای فعال کردن ماهیچه ها ، مغز برای پردازش اطلاعات حسگرها و دستور به ماهیچه ها و ویژگی های نامشهود دیگر مانند هوش و روحیه برخوردارند . به طور مشابه ربات ها نیز از ساختار قابل حرکت ، موتورها ، حسگرهایی برای مشاهده محیط ، فعال ساز برای کنترل حرکت ، منبع تغذیه و پردازنده / کامپیوتر برای کنترل رفتار و اجزای خود برخوردار می باشند . ربات های صنعتی بازوها یا ماشین های خودکار مکانیکی هستند که توسط کامپیوتر کنترل شده و از آنها در خطوط مونتاژ کارخانه ها استفاده می شود . وظایف آنها بازه وسیعی را از اتصال اجزای بدنه اتومبیل تا قرار دادن یک قطعه بسیار کوچک در یک دستگاه الکترونیکی در بر می گیرد .
یک ربات صنعتی که از شش مفصل برخوردار است ، شباهت بسیار زیادی به بازوی انسان دارد . این شش اتصال در واقع معادل شانه ، آرنج و مچ هستند . هر کدام از این اتصالات توسط یک موتور DC/AC کنترل می شوند . خود این موتورها توسط سیگنال هایی که توسط کابل منتقل می شود ، کنترل می گردند .
کامپیوتر کنترلی ربات شامل برنامه هایی است که رفتار هر موتور را کنترل می کند و بدین ترتیب ربات عمل مورد نیاز را انجام می دهد . برای حرکت ربات ، این رایانه ، موتورها و دریچه های مرتبط را فعال می کند . ربات ها قابل برنامه ریزی جدید بوده و می توان با برنامه ریزی جدید رفتار متفاوتی را از آنها انتظار داشت .
برنامه یک ربات جوشکاری حاوی دستورات لازم در زمینه میزان جریان برق و اعمال جریان برای المان جوشکاری ربات است تا بدین ترتیب بعنوان قطعات فلزی با قطرهای مختلف را به هم جوش داد . حسگرهای موجود ، اطلاعات محیطی را به صورت پسخورد در اختیار کامپیوتر کنترلی قرار می دهند و آنها را قادر می سازند تا عملیات ربات را مطابق با شرایط محیطی تنظیم کنند . کامپیوترها سیگنال های فرمان را به ابزار رباتیک ارسال می نمایند و بدین ترتیب عملیات کارخانه کنترل می گردد .
می توان ماشین های رباتیک را به گونه ای برنامه ریزی کرد که وظایف مختلفی را انجام دهند و در نتیجه ربات ها می توانند به منظور تولید محصولات مختلف ، مورد استفاده قرار گیرند . ربات های فوق در کارخانه هایی مورد استفاده قرار می گیرند که محصولات متنوعی را در دسته های کوچک تولید می کنند و محصولات هر دسته با دسته دیگر فرق می کند . ربات ها با سخت افزار فرآیند تولید ادغام می شوند . پس از اینکه کار جاری خط تولید به پایان رسید ، می توان از این ربات ها برای کار دیگر دوباره استفاده کرد .
خط تولیدی که در آن از ربات استفاده می شود ، ممکن است فقط شش ماه دوام داشته باشد . پس از آن ، کارخانه به دلیل تغییر محصول تولیدی خود باید خط تولید فوق را جمع آوری کند . از آنجایی که می توان ربات ها را برای انجام کارهای مختلف برنامه ریزی کرد ، می توان آنها را به راحتی از یک خط تولید جدا کرده و در جای دیگر مورد استفاده قرار داد.
کارخانه موتورولا از دو ربات به طور همزمان برای مونتاژ قطعات الکترونیکی در دستگاه های رادیویی خود استفاده می کند . این دو ربات دوازده کار پایه ای مانند قرار دادن قطعات الکترونیکی بر روی بوردهای چاپی را بطور مشترک با هم انجام می دهند . این دو ربات به صورت جفت و دقیقا مانند دو بازوی یک انسان در خط مونتاژ کار می کنند و کامپیوتر کنترل کننده با ارسال سیگنال های مناسب مانع از برخورد آنها باهم می شود .
● حواس انسان برای ربات ها :
تمرکز طراحان بر شبیه سازی حواس انسان برای ربات ها است . ربات ها باید بتوانند حسی از محیط پیرامون خود داشته باشند ( مشابه حواس انسان ) . آنها باید بتوانند ببینند ، احساس کنند ، بشنوند ، بو بکشند و با انسان ها به زبان طبیعی صحبت کنند .رادارها ، دستگاههای کاشف ، میکروفن های جهت دار ، اسکنر های بدن و موارد مشابه قادر ند بهتر از اعضا ی بدن انسان عمل کنند ، ببینند و یا اشیاء را شناسایی کنند . مشکل اصلی ، گردآوری اطلاعات نیست ، بلکه تفسیر و درک آنهاست .
ساخت رباتی که بتواند به سطح یک چاه نفت در دریا برود یا رباتی که بتواند به یک راکتور هسته ای وارد شود ، بسیار متفاوت از رباتی است که در آن لوله است . تصویر لوله تنها نشان دهنده جلبک هایی است که به دور اتصالات جمع شده اند . اگر قرار است ربات تشخیص دهد که می تواند مشکل را حل کند یا نه ، باید از هوش لازم برای رفع ابهام از تصویر و ایجاد یک تصویر واضح و روشن برخوردار باشد . ربات ها باید اطلاعات مورد نیاز را برای پاسخگویی به مسائل پیش آمده در جهان واقعی فراهم سازند . ربات ها باید قادر به درک حوادث پیرامون خود باشند تا بتوانند بر آنها کنترل داشته باشند و گرنه ، داشتن حواس صرف برای گردآوری اطلاعات ، ارزشی نخواهد داشت . حواس آنها باید پسخوری از اثرات رفتار انها بر جهان ، به آنها بدهد .
● ربات های بیولوژیکی :
محققان به دنبال هوش هستند ، گرچه این هوش لزوما به پیچیدگی مغز انسان که از میلیارها نورون و تریلیون ها اتصال برخوردار است نخواهد بود . گرچه بسیاری از مناطق مغز انسان از ساختار یکنواختی برخوردارند ، ولی صدها منطقه در مغز وجود دارد که از نظر معماری متمایز هستند . این مساله سبب پیچیدگی شبیه سازی مغز انسان در ربات ها می شود .
در مقایسه ، حشرات و موجودات دریایی از نورون های کمتری برخوردارند . مهندسان با استفاده از داده های رفتاری می دانند که چگونه بخش های مغز این موجودات با هم در ارتباط هستند و همچنین از نحوه تعامل نورون های آنها به منظور انجام یک کار خاص مطلع هستند .
هوش مغز سوسک برای توسعه ربات های بیولوژیکی بکار گرفته شده است . حشرات در زمان حرکت بالا ، زیر با پیرامون موانع شش بازوی خود را کنترل می کنند . ربات های شش بازویی مانند Lemur (مخففLimbed Excursion Mobile Utility Robot ) " ربات با قدرت حرکت عضوی " از خصوصیات سیستم عصبی حشرات برای حرکت در سطوح سخت و ناهموار به منظور گردآوری ، نمونه برداری و تحلیل داده ها استفاده می کنند .
ماهیچه ها مسبب حرکت و دستکاری در مخلوقات هستند . فعال سازی های ربات ها در واقع شبیه ساز ماهیچه ها به شمار می روند . فعال سازی هایی که از پلیمرهای فعال شونده با جریان برق (EAP) استفاده می کنند ، بیشترین شباهت را به ماهیچه های بیولوژیکی دارند . EAP ها در پاسخ به تحریک های الکتریکی تغییر شکل می دهند .در صورتی که به سیال های الکترورئولوژیک (ERF) مبتنی بر EAP تحریک الکتریکی وارد شود ، چسبناک می شوند . از ERF ها برای توسعه فعال سازی های مینیاتوری کنترل شونده توسط جریان برق استفاده می شود . نیروهایی که در محیط های دور اعمال می شوند ، سبب تغییر در ویسکوزیته ERF شده و بدین شکل خود را در اجزای مکانیکی ربات نشان می دهند .
از ربات های مبتنی بر EAP در کاربردهای پزشکی و فضایی استفاده می شود . ربات ماهی اولین محصول تجاری است که در آن از EAP استفاده شده است . این ربات می تواند بدون استفاده از موتور یا باتری و با استفاده القاء گرهای موجود شنا کند .
EAP ها را میتوان به شکل های مختلفی ساخت . از ترکیب آنها با حسگرهای MEMS ( سیستم میکروالکترومکانیکی ) می توان به فعال سازهای هوشمند دست یافت . EAP واسطی است بین انسان و ماشین در واقع جایگزینی است برای حواس انسان . بعنوان مثال ، می توان از EAP بعنوان واسط بین ربات و مغز انسان استفاده کرد . کلاوس پیترزانر از دانشگاه ساوت همپتون در انگلستان رباتی ساخته است که توسط یک نمونه پرورش یافته و خاص از موجودات زنده " کپک مانند" کنترل میشود . این سلول ها از نور دوری می کنند .
یک نمونه ستاره ای شکل از این سلول ها به یک ربات شش بازویی ربات متصل گردیده اند . تابش نور سفید بر بخشی از ارگانیسم سلول سبب مرتعش شدن آن می گردد . این ارتعاشات به رایانه منتقل شده و بر اساس آن سیگنال های کنترلی برای حرکت بازوها ارسال می گردد . با تابش نور برروی بخش های مختلف ستاره ، بازوهای متفاوتی را میتوان حرکت داد . با انجام این کار به صورتی منظم و با قاعده ، میتوان ربات را به راه انداخت .

 
منبع :
میکرو رایانه
تاریخ انتشار : شنبه 14 دی 1387 - 21:17

آشنایی با رباتیک
طبقه بندی : رباتیک - مقالات

روبات چیست؟
روبات یک ماشین الکترومکانیکی هوشمند است با خصوصیات زیر:
می توان آن را مکرراً برنامه ریزی کرد.
چند کاره است.
کارآمد و مناسب برای محیط است.
اجزای یک روبات:
وسایل مکانیکی و الکتریکی:
شاسی، موتورها، منبع تغذیه، ...
حسگرها (برای شناسایی محیط):
دوربین ها، سنسورهای sonar، سنسورهای ultrasound، ...
عملکردها (برای انجام اعمال لازم)
بازوی روبات، چرخها، پاها، ...
قسمت تصمیم گیری (برنامه ای برای تعیین اعمال لازم):
حرکت در یک جهت خاص، دوری از موانع، برداشتن اجسام، ...
قسمت کنترل (برای راه اندازی و بررسی حرکات روبات):
نیروها و گشتاورهای موتورها برای سرعت مورد نظر، جهت مورد نظر، کنترل مسیر، ...
تاریخچه روباتیک:
- حدود سال 1250 م: بیشاپ آلبرتوس ماگنوس (Bishop Albertus Magnus) ضیافتی ترتیب داد که درآن، میزبانان آهنی از مهمانان پذیرایی می کردند. با دیدن این روبات، سنت توماس آکویناس (Thomas Aquinas) برآشفته شد، میزبان آهنی را تکه تکه کرد و بیشاپ را ساحر و جادوگر خواند.
- سال 1640 م: دکارت ماشین خودکاری به صورت یک خانم ساخت و آن را Ma fille Francine " می نامید.
این ماشین که دکارت را در یک سفر دریایی همراهی می کرد، توسط کاپیتان کشتی به آب پرتاب شد چرا که وی تصور می کرد این موجود ساخته شیطان است.
- سال 1738 م: ژاک دواکانسن (Jacques de Vaucanson) یک اردک مکانیکی ساخت که از بیش از 4000 قطعه تشکیل شده بود.
این اردک می توانست از خود صدا تولید کند، شنا کند، آب بنوشد، دانه بخورد و آن را هضم و سپس دفع کند. امروزه در مورد محل نگهداری این اردک اطلاعی در دست نیست.
- سال 1805 م: عروسکی توسط میلاردت (Maillardet) ساخته شد که می توانست به زبان انگلیسی و فرانسوی بنویسد و مناظری را نقاشی کند.
- سال 1923 م: کارل چاپک (Karel Capek) برای اولین بار از کلمه روبات (robot) در نمایشنامه خود به عنوان آدم مصنوعی استفاده کرد. کلمه روبات از کلمه چک robota گرفته شده است که به معنی برده و کارگر مزدور است. موضوع نمایشنامه چاپک، کنترل انسانها توسط روباتها بود، ولی او هرگونه امکان جایگزینی انسان با روبات و یا اینکه روباتها از احساس برخوردار شوند، عاشق شوند، یا تنفر پیدا کنند را رد می کرد.
- سال 1940 م: شرکت وستینگهاوس (Westinghouse Co.) سگی به نام اسپارکو (Sparko) ساخت که هم از قطعات مکانیکی و هم الکتریکی در ساخب آن استفاده شده بود. این اولین باری بود که از قطعات الکتریکی نیز همراه با قطعات مکانیکی استفاده می شد.
- سال 1942 م: کلمه روباتیک (robatics) اولین بار توسط ایزاک آسیموف در یک داستان کوتاه ارائه شد. ایزاک آسیموف (1920-1992) نویسنده کتابهای توصیفی درباره علوم و داستانهای علمی تخیلی است.
- دهه 1950 م: تکنولوژی کامپیوتر پیشرفت کرد و صنعت کنترل متحول شد. سؤلاتی مطرح شدند. مثلاً: آیا کامپیوتر یک روبات غیر متحرک است؟
- سال 1954 م: عصر روبات ها با ارائه اولین روبات آدم نما توسط جرج دوول (George Devol) شروع شد.
امروزه، 90% روباتها، روباتهای صنعتی هستند، یعنی روباتهایی که در کارخانه ها، آزمایشگاهها، انبارها، نیروگاهها، بیمارستانها، و بخشهای مشابه به کارگرفته می شوند.
در سالهای قبل، اکثر روباتهای صنعتی در کارخانه های خودروسازی به کارگرفته می شدند، ولی امروزه تنها حدود نیمی از روباتهای موجود در دنیا در کارخانه های خودروسازی به کار گرفته می شوند.
مصارف روباتها در همه ابعاد زندگی انسان به سرعت در حال گسترش است تا کارهای سخت و خطرناک را به جای انسان انجام دهند.
برای مثال امروزه برای بررسی وضعیت داخلی رآکتورها از روبات استفاده می شود تا تشعشعات رادیواکتیو به انسانها صدمه نزند.
- سال 1956 م: پس از توسعه فعالیتهای تکنولوژی یک که بعد از جنگ جهانی دوم، یک ملاقات تاریخی بین جورج سی.دوول(George C.Devol) مخترع و کارآفرین صاحب نام، و ژوزف اف.انگلبرگر (Joseph F.Engelberger) که یک مهندس با سابقه بود، صورت گرفت. در این ملاقات آنها به بحث در مورد داستان آسیموف پرداختند. ایشان سپس به موفقیتهای اساسی در تولید روباتها دست یافتند و با تأسیس شرکتهای تجاری، به تولید روبات مشغول شدند. انگلبرگر شرکت Unimate برگرفته از Universal Automation را برای تولید روبات پایه گذاری کرد. نخستین روباتهای این شرکت در کارخانه جنرال موتورز (General Motors) برای انجام کارهای دشوار در خودروسازی به کار گرفته شد. انگلبرگر را "پدر روباتیک" نامیده اند.
- دهه 1960 م: روباتهای صنعتی زیادی ساخته شدند. انجمن صنایع روباتیک این تعریف را برای روبات صنعتی ارائه کرد:
"روبات صنعتی یک وسیلة چند کاره و با قابلیت برنامه ریزی چند باره است که برای جابجایی قطعات، مواد، ابزارها یا وسایل خاص بوسیلة حرکات برنامه ریزی شده، برای انجام کارهای متنوع استفاده می شود."
- سال 1962 م: شرکت خودروسازی جنرال موتورز نخستین روبات Unimate را در خط مونتاژ خود به کار گرفت.
- سال 1967 م: رالف موزر (Ralph Moser) از شرکت جنرال الکتریک (General Electeric) نخستین روبات چهارپا را اختراع کرد.
- سال 1983 م: شرکت Odetics یک روبات شش پا ارائه کرد که می توانست از موانع عبور کند و بارهای سنگینی را نیز با خود حمل کند.
- سال 1985 م: نخستین روباتی که به تنهایی توانایی راه رفتن داشت در دانشگاه ایالتی اهایو (Ohio State Uneversity) ساخته شد.
- سال 1996 م: شرکت ژاپنی هندا (Honda) نخستین روبات انسان نما را ارائه کرد که با دو دست و دو پا طوری طراحی شده بود که می توانست راه برود، از پله بالا برود، روی صندلی بنشیند و بلند شود و بارهایی به وزن 5 کیلوگرم را حمل کند
و داستان ادامه دارد ...
روباتها روز به روز هوشمندتر می شوند تا هرچه بیشتر در کارهای سخت و پر خطر به یاری انسانها بیایند.
قانون روباتیک مطرح شده توسط آسیموف:
1- روبات ها نباید هیچگاه به انسانها صدمه بزنند.
2- روباتهاباید دستورات انسانها را بدون سرپیجی از قانون اوّل اجرا کنند.
3- روباتها باید بدون نقض قانون اوّل و دوم از خود محافظت کنند.
مزایای روباتها:
1- روباتیک و اتوماسیون در بسیاری از موارد می توانند ایمنی، میزان تولید، بهره و کیفیت محصولات را افزایش دهند.
2- روباتها می توانند در موقعیت های خطرناک کار کنند و با این کار جان هزاران انسان را نجات دهند.
3- روباتها به راحتی محیط اطراف خود توجه ندارند و نیازهای انسانی برای آنها مفهومی ندارد. روباتها هیچگاه خسته نمی شوند.
4- دقت روباتها خیلی بیشتر از انسانها است آنها در حد میلی یا حتی میکرو اینچ دقت دارند.
5- روباتها می توانند در یک لحظه چند کار را با هم انجام دهند ولی انسانها در یک لحظه تنها یک کار انجام می دهند.
معایب روباتها:
1- روباتها در موقعیتهای اضطراری توانایی پاسخگویی مناسب ندارند که این مطلب می تواند بسیار خطرناک باشد.
2- روباتها هزینه بر هستند.
3- قابلیت های محدود دارند یعنی فقط کاری که برای آن ساخته شده اند را انجام می دهند.

منبع :
robot.schoolnet.ir
تاریخ انتشار : دوشنبه 18 آذر 1387 - 21:14




تاریخ انتشار : یکشنبه 11 مهر 1389 - 10:49




تاریخ انتشار : شنبه 14 دی 1387 - 21:43




اصول رباتهای ساده
طبقه بندی : رباتیک - مقالات

 

روباتیک، علم مطالعه فن آوری مرتبط با طراحی، ساخت و اصول کلی و کاربرد رباتهاست. روباتیک علم و فن آوری ماشین هایی قابل برنامه ریزی، با کاربردهای عمومی می باشد.
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.
روباتها همانند کامپیوترها قابلیت برنامه ریزی دارند.بسته به نوع برنامه ای که شما به آنها می دهید.کارها وحرکات مختلفی را انجام می دهند.رشته دانشگاهی نیز تحت عنوان روباتیک وجود دارد.که به مسایلی از قبیل سنسورها، مدارات ، فیدبکها،پردازش اطلاعات وبست وتوسعه روباتها می پردازد.روباتها انواع مختلفی دارند از قبیل روباتهای شمشیر باز، دنبال کننده خط،کشتی گیر،
فوتبالیست،و روباتهای خیلی ریز تحت عنوان میکرو روباتها،روباتهای پرنده وغیره نیز وجود دارند.
روباتها برای انجام کارهای سخت ودشواری که بعضی مواقع انسانها از انجام آنها عاجز یا انجام آنها برای انسان خطرناک هستند.مثل روباتهایی که در نیروگاهای هسته ای وجود دارند.،استفاده می شوند.
کاری که روباتها انجام میدهند.، توسط میکرو پروسسرها(microprocessors) و میکروکنترلرها(microcontroller) کنترل می شود.با تسلط در برنامه نویسی این دو می توانید دقیقا همان کاری را که انتظار دارید روبات انجام دهد.
روباتهایی شبیه انسان (human robotic)نیز ساخته شده اند.،آنها قادرند اعمالی شبیه انسان را انجام دهند.حتی بعضی از آنها همانند انسان دارای احساسات نیز هستند.بعضی از آنها شکلهای خیلی ساده ای دارند.آنها دارای چرخ یا بازویی هستند که توسط میکرو کنترلرها یا میکرو پرسسرها کنترل می شوند.در واقع میکروکنترلر یا میکرو پروسسر به مانند مغز انسان در روبات کار می کند.برخی از روباتها مانند انسانها وجانوران خون گرم در برخورد و رویارویی با حوادث ومثایل مختلف به صورت هوشمند از خود واکنش نشان می دهند.یک نمونه از این روباتها روبات مامور است.
برخی روباتها نیز یکسری کارها را به صورت تکراری با سرعت ودقت بالا انجام می دهند مثل روبات هایی که در کارخانه های خودرو سازی استفاده می شوند.این گونه روبات کارهایی از قبیل جوش دادن بدنه ماشین ، رنگ کردن ماشین را با دقتی بالاتر از انسان بدون خستگی و وقفه انجام می دهند.
● ویژگیهای یک روبات
یک روبات دارای سه مشخصه زیر است
۱) داری حرکت وپویایی است
۲) قابلیت برنامه ریزی جهت انجام کارهای مختلف را دارد
۳) بعد از اینکه برنامه ریزی شد.قابلیت انجام وظایفش را به صورت خودکار دارد.
ممکن است روزی فرا برسد که روباتها جای انسانها را در انجام کارها بگیرند.حتی بعضی از آنها ممکن است به صورت محافظ شخصی از جان انسانهادر مقابل خطرات احتمالی حفاظت کنند.

ربات محصولی بیولوژیکی یا دستگاهی مکانیکی
نویسنده : مهندس محمد ماجد اسدی
طبقه بندی : رباتیک - مقالات

 

موضوع روباتیک یکی از معدود مباحثی است که طیف وسیعی از اقشار مختلف جامعه را به خود جذب کرده است. دانشمندان دهه های متمادی‏، در پی ارائه وسیله (یا موجودی!) هستند که قادر باشد از بار فعالیت انسان کم نموده و کار مربوطه را با دقت بیشتر و بدون خستگی به انجام برساند. از طرف دیگر مردم عادی نیز به موضوع روباتیک به عنوان یک موضوع جنجالی می نگرند،‏‏‏‏‏‏‏‏‏ برخی دیدگاهی تحسین آمیز و برخی دیگر دیدگاهی توبیخی نسبت به روبات و سازندگان آن دارند.
قبل از اینکه بطور کامل وارد بحث شویم بهتر است کمی به تاریخچه واژه روبات بپردازیم و ببینیم کلمه روبات از چه زمانی در میان مردم به عنوان یک مفهوم رواج یافت ( قبل از این اسم گذاری، طراحی های مختلفی با اسم های متفاوتی ارائه شدند که مفهوم روبات را با خود به یدک می کشیدند ) .
یک نمایشنامه نویس اهل چکسواکی بنام Karel Capek (۱۹۳۸-۱۸۹۰) در سال ۱۹۲۱ برای اولین بار واژه ”روبات“ را در نمایشنامه خود استفاده نمود که بمعنی «کارگر اجباری» یا «کارگر مزدور» است.
"کارل چاپک" علاوه بر عرضه آثار به یاد ماندنی و تأثیرگذار بسیاری، بارها به عنوان نامزد دریافت جایزه نوبل، معرفی گردید. نمایشنامه مزبور با عنوان «روباتهای جهانی بنام روسوم» در ژانویه ۱۹۲۱ برای اولین بار به صحنه رفت. در این نمایشنامه ابتدا فوائد چنین موجوداتی را معرفی و در پایان با اشاره به مضرات اجتماعی آن، همچون بیکار ماندن قشر وسیعی از مردم به پایان می رسد(بسیاری گمان می کنند که چاپک از اینکه واژه روبات به یک واژه و مفهوم جهانی تبدیل شده است بسیار خرسند است اما من اینگونه گمان نمی کنم. زیرا به عقیده چاپک، روبات توسط فعل و انفعالات شیمیایی و بیولوژیکی بوجود می آید وکاملا مخالف نظریه مکانیکی بودن آنها بود. با این حال واژه روبات برخلاف نظریه چاپک در تمامی جهان یک وسیله مکانیکی در نظر گرفته می شود و این برای چوپک اصلا خوشایند نیست! ).
روباتها دو رکن اساسی دارند که هر یک بدون دیگری ناقص هستند. اولین رکن، داشتن مغزی متفکر که توانایی نتیجه گیری و در نهایت تصمیم گیری را داشته باشند و دومین رکن، داشتن تحرک فیزیکی دستگاه ساخته شده می باشد، بدین معنا که سیستمی که توانایی تصمیم گیری را داشته باشد ولی فاقد هر گونه تحرک فیزیکی باشد، روبات نامیده نمی شود.
در مواردی که سیستم مکانیکی روبات توانایی حمل مغز متفکر خود را نداشته باشد (همچون مسابقات روبوکاپ یا فوتبال روبات ها) اطلاعات از طریق اشعه مادون قرمز یا امواج مافوق صوت به بخش مکانیکی ارسال و حرکت مورد نظر اجرا می شود. بیش از آنکه بصورت دقیقتر وارد بحث شویم، بهتر است با قوانین یکی از محبوبترین بازی های روباتیک آشنا شده و سپس مطالب را با داشتن پیش زمینه ای شفافتر، دنبال کنیم. در هنگام مطالعه، به شیوهای تصمیم گیری روبات ها و محدودیتهای آنها توجه نمایید، تا در قسمت نتیجه گیری، بهترین، صحیح ترین و معقولترین دید را نسبت به این موجودات جدید داشته باشیم.
نکته :دلیل استفاده از این نوع روبات در ارائه مطلب، علاوه بر جذاب بودن آن، این است که اینگونه مسابقات از طیف وسیعی از تکنولوژی موجود در روباتیک بهره می برند.
● مسابقات روبوکاپ:
قوانین مسابقات روبوکاپ (روبات های فوتبالیست) در ابعاد کوچک بر اساس استانداردهای جهانی به شرح زیر است:
۱) ابعاد زمین مسابقه:
زمین مسابقه ربوکاپ به اندازه یک میز تنیس تقریبا ۲۷۴ × ۵ / ۱۵۲ سانتیمتر است که رنگ آن در استانداردهای جهانی سبز می باشد. معمولا مسطح بودن زمین مسابقه از گزینه های پیش فرض می باشد. اما گاهی مسابقات را با فرض اینکه روبات باید زمین شیب دار را نیز بپیماید نیز انجام می دهند.
چهار پانل کوچک به طول تقریبی۲ / ۴ سانتیمتر در گوشه زمین قرار داده می شود تا از محصور ماندن توپ در آن اماکن جلوگیری شود. گوشه های انتهایی این پانل ها با رنگ سبز مشخص می شوند.
ارتفاع زمین استاندارد خاصی ندارد، تنها نکته مهم این است که ارتفاع میز جلوی دید سیستم جامع نظارت بصری(Global Vision System ) را نگیرد (در ادامه این مقاله با این سیستم اشنا خواهید شد ).
۲) خصوصیات روبات:
کل مساحت اشغال شده توسط روبات نباید از ۱۸۰ سانتیمتر مربع تجاوز کند. ماکزیمم طول روبات میتواند ۱۸ سانتیمتر باشد در صورتیکه مسابقه از سیستم جامع نظارت استفاده نماید، ارتفاع روبات نباید بیش از ۱۵ سانتیمتر باشد، در غیر اینصورت، ماکزیمم ارتفاع به cm ۲۲ می رسد.
۳) تعداد اعضای تیم:
یک تیم روبوکاپ می تواند تا پنج روبات را مورد استفاده قرار دهد.
۴) دروازه:
عرض دروازه ۵۰ سانتیمتر است که تقریبا یک سوم عرض زمین است. دروازه ۱۸ سانتیمتر عمق دارد. یک جدار ۱۰ سانتی در انتهای دروازه قرار دارد (تور دروازه، در بازی روبوکاپ استفاده نمی شود) که از افتادن روباتها جلوگیری به عمل می آورد. رنگ جدار و دیواره دروازه آبی تیره با زرد مات است. روباتها نمی توانند وارد محوطه دروازه شوند.
۵) توپ :
ابعاد توپ همان ابعاد توپ گلف است که رنگ نارنجی دارد.
۶) رنگ ها :
رنگهای استفاده شده در بازیهای روبوکاپ به این شرح هستند:
رنگ زمین سبز تیره می باشد (از آنجا که قوانین ITTF متغیر میباشد، طراح روبات باید تدابیری را برای احتمال هر گونه تغییر جزئی در نظر بگیرد
دیواره زمین سفید است.
توپ نارنجی رنگ است.
رنگ دروازه، زرد یا آبی تیره است.
خطوط زمین، سفید رنگ است.
۷) علائم استفاده شده در زمین بازی:
خطی سفید رنگ به عرض یک سانتیمتر در طول زمین (وسط) کشیده شده است. همچنین دایره ای به شعاع ۲۵ سانتیمتر در مرکز زمین رسم شده است.
۸) مدت زمان مسابقه:
زمانبندی مسابقه بدین صورت است :
نیمه اول، استراحت بین دو نیمه و نیمه دوم. مدت زمان هر نیمه ۱۵دقیقه می باشد.
۹) دیوار زمین مسابقه :
دیواری به ارتفاع۱۰ سانتیمتر سرتاسر زمین بازی را احاطه کرده است. رنگ دیوار اطراف زمین سفید است و رنگ دروازه ها به همان ترتیبی است که در قسمت بالا توضیح داده شد.
۱۰) محوطه جریمه:
محوطه جریمه ۵ / ۲۲ سانتیمتر از دروازه فاصله و۱۰۰ سانتیمتر پهنا دارد. رنگ استفاده شده برای مشخص کردن محوطه، سفید و پهنای آن ۱ سانتیمتر است.
نکته جالب اینجاست که از هر تیم، تنها یک روبات اجازه دارد وارد این محوطه شود. در صورتیکه روبات دروازه بان توپ را در اختیار داشته باشد یا با توپ در تماس باشد، روبات مهاجم می بایست مأدبانه به عقب برگردد و محوطه را ترک گوید. همچنین تنه زدن به دروازه بان، ایجاد مزاحمت یا سر راه ایشان قرار گرفتن مجاز نیست!
۱۱) ارتباطات بی سیم :
روبات ها می توانند به صورت بی سیم با مرکز کنترل ارتباط برقرار کنند. به منظور جلوگیری از تداخل امواج و اطلاعات ارسالی دو تیم با یکدیگر، هر تیم قبل از شروع بازی، میبایست فرکانسی غیر از فرکانس تیم رقیب خود را برگزیند.
۱۲) سیستم جامع نظارت بصری:
استفاده از این سیستم در بازی روبوکاپ مجاز است. این سیستم به منظور هماهنگ کردن روباتها با یکدیگر و مشخص کردن محل هر کدام مورد استفاده قرار می گیرد. برای این منظور، یک یا دو دوربین مدار بسته مورد بهره برداری قرار می گیرد. حداقل ارتفاع دوربین ها از روی زمین بازی دو متر است. محل قرار گرفتن دوربین ها اختیاری می باشد. تیم ها برای اولویت در تعیین محل دوربین های خود، قرعه کشی می کنند تا مشخص شود کدام تیم می تواند پیش از رقیب، محل دوربین های خود را تعیین کند.
۱۳) نور دهی :
زمین مسابقه میبایست نور دهی مناسبی داشته باشد که میزان آن به صورت استاندارد معین شده است.
۱۴) دروازه بان:
مدت زمانی که دروازه بان می تواند در محوطه جریمه، توپ را در اختیار داشته باشد ۱۵ ثانیه می باشد. دروازه بان تنها پس از اینکه با یکی از روبات های رقیب، در داخل محوطه جریمه یا با یکی از روبات های هم تیم، خارج از محوطه تماس پیدا کند، می تواند توپ را در اختیار بگیرد.
۱۵) در طول بازی:
▪ تعویض بازیکن زمانی امکان پذیر است که روبات آسیب ببیند. در آن صورت تنها ۵ دقیقه به تیم فرصت داده می شود که بازیکن را معالجه (!) یا تعویض نماید.
▪ زمان اضافه در پایان هر نیمه به زمان بازی افزوده می شود.
▪ روبات ها اجازه ندارند از دست خود استفاده نمایند (البته در صورتیکه دست داشته باشند).
۱۶) چگونگی توقف بازی:
داور توقف بازی را شفاهاً یا بوسیله سوت اعلام می کند و هر تیم موظف است روبات های خود را از این تصمیم داور مطلع نماید.
قوانین متعدد دیگری نیز در اینگونه مسابقات وجود دارد ولی گمان می کنم که تا به اینجا خوانندگان به مفهومی کلی از چگونگی هدایت روبات ها و نحوه عملکرد آنها پی برده باشند.
روباتها به صورت کلی (هر کدام در کار مخصوص به خود) خواهان « تقلید از انسان » می باشند. بعنوان مثال، در صورتیکه یکی از روبات های بازیکن در مسابقه روبوکاپ بدلیل رفتار ناشایست و دشمنانه با بازیکنان تیم رقیب بعنوان متخلف تشخیص داده شود، با دریافت کارت قرمز از زمین بازی اخراج می شود. ممکن است این سؤال در ذهنتان ایجاد شود که چگونه ممکن است یک روبات از خود رفتار خصمانه نشان دهد.
● آیا روزی خواهد رسید که ما بتوانیم ربات های کشتی گیر یا زورخانه ای طراحی کنیم؟
این مسئله را می توان اینگونه بیان کرد که طراح روبات هنگام تعلیم دادن به یکی از بازیکنان خود از او می خواهد که در صورت مشاهده توپ در دست دروازه بان جلوی مسیر وی قرار گیرد و مزاحم حرکت آزاد او شود. در اینصورت طراح یا برنامه نویس روبات می تواند باعث این رفتار غیر دوستانه باشد. شاید بپرسید، آیا ممکن است یک روبات اخلاق ورزشی را که با آن توسط برنامه نویس آموزش دیده است، رها سازد و روشی غیر ورزشی را بر خلاف میل طراح خود پیش رو بگیرد؟ در جواب این سوال باید گفت، تنها عاملی که می تواند منجر به چنین تغییری در رفتار یک روبات شود، وجود اشکال فنی در روبات است در غیر این صورت یک روبات (هر چند هم که ناهنجاری اجتماعی داشته باشد!!) بر خلاف میل مربی خود کاری انجام نمی دهد. یکی از جنجالی ترین مباحث فلسفی هوش مصنوعی که به موضوع ما مربوط می شود، جمله زیر است:
«روبات دروغ نمی گوید و همچنین یک روبات حقیقت را نیز نمی گوید» »No machine can lie. Not it can tell the truth«
از شما می خواهم که خود کمی در این زمینه فکر کنید. تنها بعنوان نقطه شروع این نکته را یادآور می شوم که ”نظریه نسبیت انیشتن“ علاوه بر داشتن بُعد علمی، بُعد فلسفی را نیز در بر داشت. بعنوان نمونه، زیبایی تنها زمانی معنا پیدا می کند که با چیزی یا کسی مقایسه شود و به خودی خود مفهومی ندارد. بدین معنی که زیبایی یک مفهوم مطلق نیست. مفهوم دروغ و حقیقت را نیز می توان به گونه ای مشابه مورد بررسی قرار داد که آن را بر عهده خوانندگان عزیز می گذاریم.
در زمینه روباتیک، این مسئله هم مفید و هم مضر است. مفید است بدین دلیل که تمام حرکات و فعالیت های روبات زیر نظر است و مضر است زیرا اجازه خلاقیت و ابتکار را از روبات می گیرد.
اشاره به این نکته را ضروری میدانم که در دنیای روباتیک نیز قاعده ”پسر نوح با بدان بنشست ... “ مصداق دارد بدین صورت که هر چقدر یک روبات مؤدب و سر به زیر باشد، در صورتیکه توسط یک مربیِ ناشایست، تحت تعلیم قرار گیرد تبدیل به یک ربات بد می شود!
حال با داشتن معلوماتی که در اختیارتان قرار گرفت می توانیم کمی فنی تر به موضوع روباتیک بنگریم.
در مسابقات روبوکاپ، زمین مسابقه از لحاظ اندازه، ابعاد مشخصی دارد. این ابعاد از قبل به روبات ها شناسانده می شوند. در این مسابقه همچون بسیاری از موارد، روبات ها در طول مدت هر نیمه، بدون دخالت خارجی انسان و تنها بر اساس عملکرد داخلی خود و گزارشی که توسط دوربین ها برایشان ارسال می شوند به ادامه مسابقه می پردازند. همانطوری که اشاره شد روبات های مسابقات روبوکاپ، وضعیت بازی را از طریق دوربینی که بالای زمین بازی قرار دارد پیگیری می کنند. در روبات های کاوشگر که به مناطق خطرناک و یا ناشناخته ارسال می شوند، روبات ها معمولا خود، دوربین ها را حمل می کنند. از آنجا که وجود تنها یک دوربین امکان شناسایی فاصله مانع، از روبات را نمی دهد، این روبات ها به دو دوربین که در قسمت پیشین آنها نصب می شود، مجهز می شوند. در این حالت زاویه بوجود آمده میان دوخط (خط مانع تا دوربین شماره یک، و خط مانع تا دوربین شماره دو) نمایانگر نسبت فاصله مانع از روبات خواهد بود(همانطور که میدانید در هندسه نیز اندازه زاویه محاطی از زاویه مرکزیِ روبرو به همان کمان، کمتر است، زیرا فاصله نقطه تقاطع دو خط، از کمان دورتر است ).
در توضیحات مسابقات روبوکاپ شاهد بودید که بیشترین تاکید روی رنگ ها بود. روبات ها برای تشخیص و حرکت نیاز به یک شاخص منحصر به فرد دارند و به سختی می توانند از چیزهای غیر قابل تشخیص یا جزئی همچون ساختار فیزیکی روبات های تیم رقیب، برای شناسایی آنها استفاده نمایند. بنابراین رنگ بهترین انتخاب برای تشخیص اماکن و بقیه فاکتورهای فیزیکی بشمار می آید. این موضوع تنها به مسابقات روبوکاپ منحصر نمی شود، بلکه در بیشتر فعالیت های روباتیک از همین رویه استفاده می شود.
از دیگر انواع روبات ها می توان به بازوهای مکانیکی اشاره نمود که می توانند به صورت شبانه روزی در کارخانه های صنعتی (همچون صنایع ماشین سازی) مورد استفاده قرار گیرند. این نوع روبات ها به دلیل فعالیت در یک محدوده مکانی مشخص، ساده تر از انواع سیار (Mobile ) روبات ها می باشند. در روبات های سیار (همچون روباتهای Puppet که در قعر اقیانوس ها و داخل آتشفشان ها مورد استفاده قرار می گیرند) بدلیل گسترده بودن حیطه مکانی فعالیت، به امکانات حساس تر و دقیق تری نیاز دارند تا بتوانند با شرایط جدید و غیر قابل پیش بینی مقابله کنند.
در روبات های سیار بعد از انجام برنامه نویسی و قرار دادن روبات در محیط فعالیت یا کاوش، روبات میبایست بدون دخالت خارجی و تنها بر اساس شرایط محیطی، بهترین عکس العمل را از خود نشان دهد. در بسیاری از این روبات ها برای تشخیص موانع، که سر راه روبات ها قرار می گیرند، از اشعه مادون قرمز یا امواج ماورای صوت استفاده می شود (دقیقاً همان کاری که خفاش در تاریکی انجام می دهد تا به مانع برنخورد). بعنوان مثال، در روبات های کاوشگر در صورتیکه روبات بر روی یک منطقه ناهموار قرار گیرد، با استفاده از این تکنیک سعی می کند راهی را برای خود برگزیند. در صورتیکه هیچ راه همواری را پیدا نکرد، یکی از راه ها را بصورت تصادفی انتخاب نموده سعی می نماید مسیر خود را با نیروی بازو باز نماید.
موضوع دیگری که در مورد روبات ها جالب توجه است این است که ساختن روبات دو پا (همچون انسان) از پیچیده ترین موضوعات دانش روباتیک به حساب می آید که نیاز مبرمی به سیستم تعادل(Balance System ) دارد. بدین دلیل بیشتر روبات های ساخته شده از چهار یا شش پا (همچون حشرات) یا چرخ برای کنترل تعادل استفاده می کنند.
در حال حاضر افزایش روز افزون تعداد علاقمندان به روباتیک این دانش را از حیطه قلمرو صنعتی و تحقیقاتی به یک دانش جذاب عمومی تبدیل کرده است، نتیجه این فرایند تبدیلی، حضور روزافزون روباتهای خانگی در فعالیت های روزمره است.
در پایان ، آشنایی با یکی از تعاریف روبات مناسب بنظر می رسد:
▪ تعریف روبات:
روبات وسیله ای اتوماتیک است که توانائی انجام کارهایی را در حیطه فعالیت انسان، داشته است.

 

منبع :
زنیکس ( www.xenex.ir )
تاریخ انتشار : پنجشنبه 19 دی 1387 - 12:38


ربات به یادماندنی
مترجم : فاطمه صائبی
طبقه بندی : رباتیک - مقالات

 

موقعی که در مورد روبات‌ها فکر می‌کنم، اولین تصویری که به ذهنم خطور می‌کند، مربوط به Johnny۵ در فیلم «مدار کوتاه» ۱۹۸۶ است.
در آن فیلم، Johnny۵ روباتی است که برای مقاصد نظامی طراحی شد اما بر اثر اصابت صاعقه به آن، رفتارها و خصوصیاتی انسانی پیدا می‌کند. این روبات با مشاهده برنامه‌های تلویزیونی می‌تواند بخندد، ‌از طریق خواندن کتاب، اطلاعات‌اش افزایش پیدا می‌کند و حتی می‌تواند برقصد. امروزه علم روباتیک هنوز این‌قدر پیشرفت نکرده است اما روبات‌هایی ساخته شده‌اند که می‌توانند حرکات موزون انجام بدهند، ژست بگیرند، نوشیدنی‌ها را بچشند و اسکیت بازی کنند و این تازه اول راه است.
در اینجا ۱۰ روبات معروف و جذاب را به شما معرفی می‌کنم که ذهن‌تان را به فراسوی زمان می‌برد.
۱) آلبرت هوبو (Albert Hubo) یا انیشتین گوینده و رونده: این روبات که از دانشمند معروف، انیشتین الهام گرفته شده، راه می‌رود و صحبت می‌کند. می‌گویند کار زیاد بی‌نتیجه نمی‌ماند و این روبات مصداق این عبارت است.
آلبرت هوبو را شرکت Hanson Robotics با استفاده از ماده‌ای خاص و پوششی روشن ساخته است. صورت این روبات بیش از ۶۲ بافت ماهیچه‌ای دارد که حرکات آن را بسیار طبیعی جلوه می‌دهد، دقیقا مانند حرکات یک انسان. روبات مزبور می‌تواند هم راه برود و هم روی چرخ‌هایی که در زیر پاهایش تعبیه شده، حرکت کند. در ضمن صداها را هم تشخیص می‌دهد. شرکت Hanson با ساخت چنین روبات‌های انسان‌نمایی، اهداف مختلفی از جمله سرگرمی، آموزش و نگهداری در موزه است. اگر این روبات را با نمونه‌هایی نظیر الویس پرتحرک و لوسیل بال پرسروصدا مقایسه کنید، خواهید دید که حرکات انیشتین آهنی، واقعی‌تر و کامل‌تر به نظر می‌رسد.
۲) FT (Female Type) با ژست‌های مختلف: توموتاکا تاکاشی، طراحی این روبات پیش‌بینی می‌کند که در آینده نیمی از روبات‌های ساخته شده، با نمایی شبیه یک خانم ساخته خواهند شد. از آخرین اختراعات وی، FT، یک روبات زن‌نما است که با ۲۳ موتوری که در بدنش قرار گرفته به راحتی می‌تواند راه برود. باتری که FT را راه می‌اندازد، از نوع پلیمر لیتیوم ۱۴ اینچی است که از کربن و پلاستیک ساخته شده است.
۳) میورو یک پخش کننده پرجنب و جوش موسیقی: میورو (Miuro) یکی از تجهیزات دیگر برای ipod و تلفیقی از نوآوری در موسیقی و فناوری روبات‌هاست. این روبات یک جعبه موسیقی سکه‌ای است که روی چرخ‌های خود راه می‌دهد. میورو با ۱۴ اینچ طول و ۵ کیلو وزن هر آهنگی را از ipodهای نسل سوم و پس از آن، از طریق بلندگوهای کن‌وود پخش می‌کند. حتی می‌تواند از سایت iTunes و یا هر منبع موسیقی دیگری که از طریق بی‌سیم به آن وصل می‌شود، آهنگ پخش کند. اگر یک دوربین نوری و سنسور به این روبات متصل کنید، به یک روبات قابل برنامه‌ریزی تبدیل می‌شود که می‌تواند از یک اتاق به اتاق دیگر برود. میورو در ژاپن با قیمت ۹۳۰ دلار و در چهار رنگ متنوع به فروش می‌‌رسد، ضمن آنکه قرار است از نیمه دوم سال ۲۰۰۷ وارد بازار آمریکا شود.
۴) نیه‌می (Nayaa Mii) بچه گربه پرشور: اگر شما از گربه‌هایی که همیشه در کنارتان هستند خوشتان می‌آید، مطمئنا مجذوب نیه می‌خواهید شد.
عبارت «نیه‌می» تلفظ ژاپنی دو کلمه Near Me (نزدیک من) است. این روبات مجهز به ۱۴ مفصل و چهار سنسور برای تماس با اشیا، دیدن، شنیدن و حرکات مختلف است. حرکات این روبات گربه‌نما شامل باز و بسته کردن چشمان، میومیو کردن و حرکات پاهایش است. چیزی که در مورد نیامی فوق‌العاده جالب توجه است تشخیص ضربه‌ای است که به پشت آن می‌خورد.
«نیه‌می» فقط در کشور ژاپن، به مبلغ ۳۶ هزار و ۷۵۰ ین (حدود ۳۴۱ دلار) و در رنگ سفید با مدل موی کوتاه فروخته می‌شود. در جعبه این روبات، یک شارژر، یک بسته باتری و یک آداپتور وجود دارد اما جای خواب این گربه را باید جداگانه تهیه کرد.
۵) گوپی (Gupi)، خوکچه هندی حساس: اگر شما از گربه خوشتان نمی‌آید، شاید خوکچه هندی را به عنوان یک حیوان خانگی بپذیرید. گوپی یک روبات هوشمند است که بیش از ۳۰ نوع صدا تولید می‌کند و می‌تواند با گوپی‌های دیگر ارتباط برقرار کند. اما قبل از هر چیز از یاد نبرید که به گوپی بی‌اعتنایی نکنید چون ممکن است از شما بترسد و دیگر دوروبرتان نیاید. این روبات وقتی احتیاج به شارژ داشته باشد و به زبان دیگر گرسنه باشد، در اطراف وسایلی چون هویج پلاستیکی خود می‌چرخد. برعکس حیوانات خانگی واقعی، شما هیچ‌گاه نگران تغذیه شبانه این حیوان و یا تمیز کردن قفس آن نخواهید بود. گوپی با قیمت ۹۱/۷۱ دلار و از طریق سایت IWautOne of those.com به فروش می‌رسد.
۶) بریز (Breeze)، روبات درختی: بریزیک درخت افرای روباتیک است که نمونه آن را در داستان‌های تخیلی دیده‌اید. شاخه‌های این درخت آهنی از سیم‌های انعطاف‌پذیر و متحرک ساخته شده و هنگامی که شخصی به آن نزدیک می‌شود، تکان می‌خورد. حتی می‌تواند تا ۳۶۰ درجه بگردد تا به شما برسد و یا لمس‌تان کند. البته ممکن است این درخت که همیشه سعی در جلب توجه اشخاص اطراف خود دارد، برای هر کسی خوشایند نباشد.
۷) موسوسیا (Muusocia)، روبات یک چشم: این روبات یک چشم قصد ترساندن کودکان را ندارد ولی خیلی شبیه شخصیت «مایک وازوسکی» یک چشم در فیلم «هیولاها» است. موسوسیا توسط شرکت ATR و Systec Akazawa ساخته شده است و درون چشم آن یک سنسور وجود دارد که برای تشخیص صدا، چهره و صحبت‌ها به کار می‌رود.
۸) پلن (Plen)، روبات اسکیت‌باز: پلن، روباتی است که به راحتی از طریق فناوری بلوتوث و یا تلفن همراه کنترل می‌شود و به بازی اسکیت می‌پردازد. حرکات این روبات همچنین به دلیل استفاده از نرم‌افزار «Motion Editor» که برای ۱۸ نقطه از مفصل‌های حرکتی‌اش برنامه‌ریزی می‌کند، راحت‌تر انجام می‌شود. شما می‌توانید از طریق بی‌سیم حرکت‌های این روبات اسکیت‌باز را در طول یک خیابان و یا یک باغ بزرگ کنترل کنید. وزن آن حدود ۷۰۰ گرم است و در آن از باتری نوع NiMH-۶۰۷۵ استفاده می‌شود که تا ۲۵ دقیقه می‌تواند شارژ بماند. قیمت آن ۲۶۲ هزار و ۵۰۰ ین (۲۵۵ دلار) است.
۹) رونگ چنگ (Rong Cheng)، زن زیبا: رونگ چنگ روباتی است که در عین زیبایی، می‌تواند منبع اطلاعاتی شما باشد. در حافظه این روبات هزار کلمه چینی وجود دارد و می‌تواند حرکات موزون انجام داده، خم و راست شده و با افراد مختلف سلام و احوالپرسی کند. قیمت آن سرسام‌آور است: ۳۷ هزار و ۵۰۰ دلار.
۱۰) سومه لیه(Sommelier) روباتی با چشایی: سومه‌لیه، یک روبات فرانسوی است که مزه چند نوشیدنی و غذا را تشخیص می‌دهد. این روبات که توسط شرکت NEC System Technology و دانشگاه Mie طراحی و ساخته شده است، در دست راست خود، یک طیف سنج اشعه مادون قرمز دارد که محتوای شیمیایی غذاها و یا نوشیدنی‌ها را تحلیل می‌کند و سپس با صدایی کودکانه، طعم و مزه آنها را شرح می‌دهد. سومه‌لیه همچنین می‌تواند میزان نمک، شکر یا روغن غذا را به خوبی تشخیص دهد. پس بهتر است سر آن کلاه نگذارید.
منبع :

Pcmag.com

روزنامه فناوران ( www.itmen.ir )



الگوریتم های هوش مصنوعی
طبقه بندی : رباتیک - مقالات

 

ACOیا Ant Colony Oprimization یک راه حل برای مسئله های با فضای حالت بزرگ یا NP است که تقریبا همانند الگوریتمهای Genetic است ولی در عمل نسبت به آن بهتر است. آنچه در ادامه می آید قسمتی از یک مقاله در مورد کاربردهای Data Mining و ACO است.
مورچه ها حشره های مستقلی هستند كه فعالیت اشتراكی دارند به ظاهر یك از مورچه فعال در یك كلونی مستقل از دیگری فعالیت می كند ولی در واقع كلیه مورچه ها در قالب یك سیستم جهت حل یك مسئله پیچیده با هم همكاری می كنند . مسئله مهم دررابطه مورچه ها و به طور كلی حشرات مسئله وابستگی بقا است. مورچه ها غذا را جستجو می كنند و آن را به شكل مناسب نگهدار و انبار می كنند حل این مسئله نیاز به برنامه ریزی پیشرفته دارد مورچه ها این عملیات را بدون هر گونه كنترل مركزی و نظارت متمر كز انجام می دهند به همین دلیل به حشرات به طور كلی گروه هوشمند می گویند.
در این مقاله ما به بررسی رفتار مورچه های واقعی، در زمان جستجو ی غذا تمركز می كنیم. مورچه ها قادرند كوتاه ترین مسیر را برای یافتن غذا از لانه خود به منبع غذا جستجو نمایند. .هر این فرآیند بدون هیچ گونه اطلاعات تصویری از مسیر غذا صورت می گیرد.
مورچه ها به صورت غیر مستقیم و از طریق ماده ای به نام فرومون با هم ارتباط بر قرار می كنند و اطلاعات مربوط به مسیر ها را در اختیار یكدیگر قرار می دهند مورچه ها با ترشح مقدار معینی فرومون مسیر خود را مشخص و علامت گذاری می كنند سایر مورچه ها با بررسی و مشاهده فرومون موجود در مسیر، راه یافتن غذا را پیدا می كنند این فرایند می تواند باز خورد حلقه مثبت را شرح دهد، به این ترتیب كه یك مورچه می تواند با استفاده از یك تابع احتمالی مسیر خود را انتخاب كند. هر چه تعداد مورچه های عبور كرده از یك مسیر بیشتر باشد آنگاه احتمال آنكه آن مسیر توسط مورچه بعدی انتخاب شود ، بیشتر است. در ابتدا مو رچه ها پس از خارج شدن از لانه خود با احتمال مساوی به جهات مختلف، برای یافتن غذا حركت می كنند . مورچه ها در مسیر های نا هموار با سرعت مساوی حركت می كنند، در مسیر خود فرومون ترشح می كنند . بعد از اینكه یك مورچه در مسیر خود غذایی پیدا كرد به سرعت از همان مسیر به سمت لانه مراجعت می كنند و میزان ترشح فرومون را در مسیر افزایش می دهد . به این ترتیب سایر مو رچه ها كه مسیر های دیگر را تجربه كرده اند به تدریج به یك مسیر هدایت خواهند شد .
1- مشخصات اصلی بهینه سازی به روش كلونی مورچه ها
الگوریتم بهینه سازی كلونی مورچه ها بر اساس یك سری عامل بنا نهاده شده است، بطوریكه رفتار این عامل ها از رفتار طبیعی مورچه ها الهام گرفته شده است نكته اساسی در رفتار عامل ها و یا مورچه ها همان همكاری و انطباق است با استفاده از این سیستم و الگوریتم می توان یك روش فرا اكتشافی برای حل مسائل بهینه سازی تركیبی ارائه كرد این روش فرا اكتشافی دارای دو ویژگی قدرت و تنوع است . به این ترتیب می توان به طور موفقیت آمیزی از آن در حل مسائل بهینه سازی پیچیده استفاده كرد .
الگوریتم ACO شامل بخشهای زیر است :
هر مورچه در زمان حل مسئله با مسیرهای مختلف بر خورد می كند. هنگامی كه یك مورچه از یك مسیر عبور می كند میزان فرومون جدید در آن مسیر را متناسب با كیفیت مسیر افزایش می دهد هنگامی كه یك مورچه با چند مسیر مختلف مواجه می شود . احتمال انتخاب مسیری كه میزان فرومون آن نسبت به سایر مسیرها بیشتر باشد افزایش می یابد. بنابر این مورچه ها همواره كوتاهترین مسیر را برای پیدا كردن غذا جستجو می كنند . كه این حالت می تواند حالت بهینه یا نزدیك به حالت بهینه باشد .
2- مشخصات و ماهیت الگوریتم های ACO
چنانچه بتوان ساختار مسئله را به صورت یك گراف نمایش داد آنگاه می توان از الگوریتم های ACO برای یافتن كوتاه ترین مسیر در گراف كه همانا پاسخ مسئله است استفاده كرد. هر مورچه بصورت تکاملی اقدام به تغییر یا ساخت بخشی از پاسخ مسئله می نماید ، علکرد کلی مورچه ها وابسته به یک تابع احتمالی و یک تابع اکتشافی وابسته به مسئله است. ساختار و ماهیت الگوریتم های ACO بصورت زیر است :
ایجاد یک متد برای ارزیابی پاسخهای تولید شده . این متد بر اساس ساختار مسئله تعریف می شود.
ارائه یک تابع اکتشافی H) وابسته به مسئله ،این تابع میزان کیفیت item های قابل اضافه کردن به پاسخ مسئله را ارزیابی می کند .
یک روتین جهت بهمگام سازی میزان فرومون مسیرها(P)
ارائه یک تابع احتمالی که به کمک آن بتوان مسیرها را جهت تولید پاسخ جستجو کرد .در این تابع از تابع اکتشافی و میزان فرومون موجود در مسیرها استفاده می شود

تاریخ انتشار : یکشنبه 11 مهر 1389 - 10:49







Admin Logo
themebox Logo