ماهو علم الروبوت
علم الروبوت ( ROBOTIC SCEINCE ) هو علم من علوم الذكاء الاصطناعي وهو آلة مكانيكية قادرة على القيام بأعمال مبرمجة سلفا، إما بإشارة وسيطرة مباشرة من الإنسان أو بإشارة من برامج حاسوبية.
غالبًا ما تكون الأعمال التي تبرمج الإنسالة على أدائها أعمالاً شاقة أو خطيرة أو دقيقة، مثل البحث عن الألغام والتخلص من النفايات المشعة، أو أعمالاً صناعية دقيقة أو شاقة.
بدأت تصميم الروبوتات قديما في عام التسعينات حيث كانت تصاميم مبدئية ولكن مع التقدم والعصر الحديث أصبحت مطورة بدرجة كبيرة جدا فأصبحت تفوق قدرة البشر وذكائهم.
مميزات الروبوتات
- إنتاج أكثر.
- استعمال التجهيزات بشكل فعال.
- تكاليف عمل منخفضة.
- نوعية و مكننة أفضل للأجزاء.
- مرونة محسنة.
- إنجاز أقصر للعمل.
- مرونة و سهولة في البرمجة.
- القدرة على العمل في الظروف الخطرة.
- نوعية محسنة لأماكن العمل.
- نوعية محسنة لأماكن الإنتاج.
- عائدات استثمار جيدة.
- امتلاك الحرية في الحركة في الأبعاد الثلاثة للفراغ.
- مزود بملاقط و أدوات قطع.
أنواع الروبوتات
هناك أعداد لا حصر لها من الروبوتات المتعددة التي بأنواعها سواء في استخدامها أو فوائدها، وفي هذا الموضوع سوف نسرد عليكم أهم أنواع الروبوتات، ولقد سبق موقع مختارات تكنولوجية وتحدث معكم عن أحدث الروبوت في العالم، وكذلك الروبوت المنزلي مع بعض الموضوعات الأخرى الخاصة بأهمية أمن المعلومات في الشركات. وإليكم أهم أنواع الروبوت
روبوت طبي
حيث يستطيع هذا النوع من الروبوتات أداء العمليات الجراحية، وكذلك من خلال القيام بكافة الإجراءات اللازمة لتنظير البطن مثلا وكذلك الأمر ينطبق في مختلف التخصصات الطبية، وبذلك فإن كافة الجراحات التي يعرفها العامة باسم الجراحات المغلقة يمكن إجراؤها بالروبوت.
روبوت الخدمة العسكرية
هي وحدات مستقلة مسلحة من الرجال الآليين، وكذلك تشمل الطائرات دون طيار ولديها القدرة على المساهمة في تقليل الخسائر البشرية وهي مرحلة جديدة في استخدام أسلحة حديثة للتسليح المختص بالجيش والأسطول، فهي تستطيع تحديد ضربات نوعية تساهم في تقليل الخسائر البشرية، كما تساهم في تسهيل عمل فرق مكافحة الإرهاب وتفكيك القنابل بتركيبتها المدعومة بأحدث التقنيات العسكرية.
روبوت رياضي
والذي يؤدي مهام مخصصة برمي الكرات للاعبي التنس، وذلك خلال اللعب بطريقة محددة، حيث تعمل على أداء ضربات قوية ومؤثرة وهذه الضربات تساعدهم على اللعب بطريقة أكثر تأثيرا ومهارة، ويتم استخدام هذا الروبوت حاليا لمساعدة اللاعبين خلال التدريبات، حيث يقوم بإلقاء الكرات لهم في أماكن وزوايا محددة ،تساعدهم على تحسين لعبهم.
روبوت منزلي
تتوافر أعداد لا تحصى من التقنيات الذكية المستخدمة في المساعدة والمساهمة في تسهيل أداء المهام المنزلية، ومنها ابتكارات كثيرة من قبل أعداد من الخبراء،لتطوير روبوت للترفيه المنزلي متعدد المهام والأنشطة وقد أطلق عليه اسم هوم بود ويتمتع بالقدرة على التحرك من تلقاء نفسه ويستطيع تحويل أي حائط إلى شاشة عملاقة.
روبوت صناعي
تتوافر أعداد لا تحصى من التقنيات الذكية المستخدمة في الصناعات، ومنها استخدام الروبوتات التي تعمل بشكل خاص في مجال العمليات الصناعية الخطرة، وكذلك في المسابك وورش الحدادة ومجال المكابس والأعمال الهندسية الثقيلة، كتلك التي يتم فيها التعامل مع المصبوبات الساخنة، وكذلك إدخال قطع الشغل إلى الآلات الخطرة، وتكون وظيفة الإنسان في هذه العمليات التشغيل والبقاء في أمان على بعد مسافة كافية.
رعاية المسنين
اشتهر اسم الروبوت (كمارو) التابع لشركة ميتسوبيشي في اليابان، والذي يقوم على توفير خدمات ومهام مهمة لتقديم الرعاية الخاصة بكبار السن بالدرجة الأولى،.كما يمتاز هذا الروبوت بإعطائه لون أصفر، كما ّ أن طوله متر واحد، ووزنه 30 كيلوغراما ، ولديه القدرة على النطق بصوت رجل وأنثى.
ماهي مكونات الروبوت
فالإنسان الالي يتكون من :
- المستشعرات : تستعمل لمساعدة الإنسالة على تحسس المؤثرات الخارجية، فالبعض منها قادر على تحسس الحرارة في حين تتحسس أخرى الضغط أو الدوران أو الميلان أو المستشعرات الكهرومغناطيسية أو المستشعرات الضوئية بأنواعها.
- معالج : عادة ما يمثل عقل الانسالة. أي أنه لا يقتصر على معالج البيانات فقط بل يتعداه إلى الوحدات المرافقة من إلكترونيات وذاكرة اصطناعية، وهو يعطي الإنسالة القدرة على القيام بالعديد من الوظائف كتمييز الأنماط الخارجية أو توجيه حركتها، كما يمكنها من التعرف على الأشكال.
- متحكم المحرك : يتراوح مقدار قوتها الكهربائية في الانسالة ات الصغيرة من 5.4 فولت إلى 36 فولت وإذا إرتفعت الفولتية المتولدة عن هذا الحد، فينبغي نصب أدوات تبريد في الانسالة المعنية.
- المحرك : وهو الجزء المسؤول عن حركة الانسالة، ُوتستعمل المحركات الكهربائية ومحركات الاحتراق بهدف تأمين حركة تلك الآلات بأعلى دقة ممكنة.تختلف الطاقة المستعملة في تحريك الانسالة حسب النوع والغرض.
- أدوات الاتصال : وهي نقاط تبادل المعلومات بين الانسالة والعالم الخارجي. ولبعضها قدرة على إصدار ذبذبات يصل معدل توترها إلى 4.2 جيجاهرتز.
الروبرت بشتى أنواعه نستطيع الاستفادة منه من ناحية إيجابية يساعدنا في العديد من الوظائف ويوفر علينا الجهد والطاقة ولكن يجب أن نتجنب الكسل ونبتعد عنه فليس مهم أن نترك أي وظيفة على الروبرت حتى في الوظائف البسيطة جدا الإنسان يستطيع أن يفعلها لأن ذلك يولد عدم مسؤولية من الإنسان نفسه فقط نستخدم الروبرت في الأشياء المهمة جدا لنا.
ما هي الخوارزميات المستخدمة في التخطيط والتحكم في حركة الروبوتات؟
هناك العديد من الخوارزميات المستخدمة في التخطيط والتحكم في حركة الروبوتات. وتعتمد الخوارزميات المحددة المستخدمة على نوع الروبوت وبيئته والمهمة المطلوبة. فيما يلي بعض الخوارزميات الشائعة في هذا المجال:
خوارزميات الاستكشاف والتخطيط (Exploration and Planning Algorithms): تستخدم هذه الخوارزميات للمساعدة في اتخاذ الروبوت قرارات بشأن كيفية استكشاف وتصفح البيئة المحيطة به. من أمثلة هذه الخوارزميات خوارزمية البحث في العمق (Depth-First Search) وخوارزمية البحث في العرض (Breadth-First Search) وخوارزمية البحث أول أفضل (A* Search).
خوارزميات التحكم في الحركة (Motion Control Algorithms): تستخدم هذه الخوارزميات للتحكم في حركة الروبوت وضبط مواقفه ومساراته. تشمل خوارزميات التحكم الكلاسيكية مثل التحكم النسبي والتحكم الثابت والتحكم بالتجاذب، وأيضًا خوارزميات التحكم الحديثة مثل التحكم المتقدم والتحكم بالنماذج.
خوارزميات التصحيح والتعويض (Localization and Compensation Algorithms): تستخدم هذه الخوارزميات لتحديد موقع الروبوت في البيئة وتعويض أي أخطاء في المواقع المحسوبة. تشمل هذه الخوارزميات تقنيات مثل تصفية كالمان (Kalman Filtering) وتقنيات تحديد المواقع العالمية (GPS) والتصحيح بالاستشعارات المحيطة.
خوارزميات الاستشعار والتصوير (Sensing and Imaging Algorithms): تستخدم هذه الخوارزميات لاستخراج المعلومات من البيئة المحيطة باستخدام الاستشعارات المختلفة مثل الكاميرات والمسح الليزري والاستشعار باللمس. تشمل هذه الخوارزميات تقنيات مثل تحليل الصور واستخراج الخصائص وتصنيف الكائنات.
ما هي الفروقات بين خوارزميات التحكم الكلاسيكية والحديثة؟
الخوارزميات التحكم الكلاسيكية والحديثة تختلف في الطرق والمفاهيم التي تستخدمها للتحكم في حركة الروبوتات. إليك بعض الفروقات الرئيسية بينهما:
النموذج المستخدم: في التحكم الكلاسيكي، يستخدم غالبًا نموذج رياضي مبسط للروبوت يعتمد على المعادلات الفيزيائية والتحليل الرياضي. أما التحكم الحديث، فيستخدم نماذج أكثر تعقيدًا مثل النماذج الاحتمالية والتحكم بالتجاذب والتحكم بالنماذج.
التعامل مع عدم اليقين: التحكم الحديث يدمج مفهوم التعامل مع عدم اليقين في بيئة الروبوت، حيث يستخدم تقنيات مثل تصفية كالمان وتحليل الاحتمالات للتعامل مع المتغيرات غير المعروفة والضوضاء في البيئة. أما التحكم الكلاسيكي فغالبًا ما يفترض بأن البيئة معروفة وثابتة.
المرونة والتكيف: التحكم الحديث يعتبر أكثر مرونة وقدرة على التكيف مع تغيرات في البيئة ومتطلبات المهمة. يمكن تعديل وتحسين أداء النظام بشكل ديناميكي باستخدام تقنيات مثل التحكم المتغير والتحكم المتقدم. بينما التحكم الكلاسيكي غالبًا ما يكون أكثر قدرة على التحكم في نظم ذات سلوك محدد ومعروف مسبقًا.
الاعتماد على الذكاء الاصطناعي: في التحكم الحديث، يتم استخدام تقنيات الذكاء الاصطناعي مثل التعلم العميق والشبكات العصبية الاصطناعية لتحسين أداء النظام واتخاذ القرارات الذكية. في حين أن التحكم الكلاسيكي يعتمد بشكل أساسي على المفاهيم الرياضية والتحليلية.