سایت تخصصی مهندسی رباتیک

سایت تخصصی مهندسی رباتیک

http://www.robotics-engineering.ir

مهندسی رباتیک

مهندسی رباتیک در کارشناسی ارشد

مهندسی رباتیک در کارشناسی ارشد

مهندسی رباتیک در کار شناسی ارشد دارای چهار گرایش «کنترل ربات» و «بینایی ربات و پردازش تصویر» و «ساخت و تولید ربات» و « مکاترونیک ربات » می باشد

که متاسفانه هیچ یک از گرایش های آن در ایران ارائه نمی گردد و تمام دانشجویان مجبور می شوند در مهندسی مکاترونیک ادامه ی تحصیل دهند

کنترل ربات : در این گرایش بیشتر به درس های کنترل مربوط می گردد

بینایی ربات و پردازش تصویر : این گرایش به پردازش تصویر و کاربرد آن در صنعت و ربات می پردازد که بیشتر دروس آن را برنامه نویسی تشکیل داده است

ساخت و تولید ربات : این گرایش به بحث های مکانیک ربات و نحوه ی ساخت بهینه قطعات مکانیکی برای ربات های خاص می باشد

مکاترونیک ربات : این گرایش به بحث های الکترونیک و مکانیک ربات نحوه ارتباط آن ها طراحی و مونتاژ ربات می پردازد

** << مهندسی هوش مصنوعی و رباتیک >> مربوط به رشته ی مهندسی کامپیوتر ( نرم افزار ) می باشد و جز رشته ی مهندسی رباتیک به حساب نمی آید

همه چیز در مورد رباتیک

همه چیز در مورد رباتیک 
 
 دانلود مقاله

http://upload.iranblog.com/1/1231206541.rar
● مقدمه

رباتیک علمی است که با هدف راحتی انسان و افزایش وقت مفید او به وجود آمده است . متاسفانه در کشور ما آن طور که شایسته است شناخته نشده است .
وقتي حرف از ربات مي شود  همه به فكر يه چيزي مي افتند كه دست و پاه داره و يه سري كار انجام مي دهد، بايد بگم كه امروزه كار كرد هاي ربات فرا تر از اين چيز هاست
امروزه در دنياي نانو تكنولوژي مثل ساخت آي سي هاي بسيار كوچك كه ميليونها المان الكترونيكي رو در خود جاي دادن از ربات استفاده مي شه, دنياي ربات كه تلفيقي از الكترونيك, مكانيك, نرم افزار, سخت افزار مي باشه روز به روز در حال گسترش و تكامله. در این مقاله سعی می کنیم مبانی  علم رباتیک و وضعیت رباتیک در ایران وجهان و کاربرد علم رباتیک  را بررسی کنیم . بدین منظور ابتدا تاریخچه و تعریف مختصری از ربات ارائه می نماییم . سپس به و ضعیت رباتیک در کشور های صنعتی می پردازیم و سرانجام و ضعیت ایران را بررسی می نماییم و برای بهبود آن راهکاری را مشخص می نمایییم .

● تاریخچه ی رباتیک

در گذشته کشورهای استعمارگر برای افزایش سرمایه وپیشرفت خود به کشور های ضعیف حمله می کردند و با تصرف کشور قربانی ، مردم آنجا را به عنوان برده به خدمت می گرفتند و از آنها به عنوان نیروی کار رایگان بهره می بردند و آنها را در مزارع کارخانه ها آشپزخانه ها و… به کار می گرفتند . اما این برده ها چند عیب بزرگ داشتند . مهمترین عیب آن اسارت یک انسان و ظلم به او بود و دیگر عیب آن خستگی برده ها بود . برده ها نمی توانستند ۲۴ ساعت شبانه روز کار کنند . باید به آن ها وقت استراحت می دادند . دیگر عیب آن ها این بود که ارباب باید آن ها را مداوم کنترل می کرد . در آن زمان آرزوی اربابان این بود که برده ای غیر انسانی داشته باشند که بتواند ۲۴ ساعته کارکند و دچار خستگی نشود و نیاز به کنترل مداوم نداشته باشد . با توجه به علم آن زمان این رویایی بیش نبود و فقط در تئاتر به نمایش در می آمد و به این برده های آسمانی (( ربات )) می گفتند .
با پیشرفت علوم در طی گذشت زمان و انقلاب صنعتی اروپا ، نیاز به برده هایی بیشتر با سرعت بالاتر دقت بیشتر و خستگی کمتر ، بیشتر احساس می شد . بنابراین دانشمندان به فکرساخت ماشین های خود کار افتادند . (تا آن زمان علم در زمینه ی برق و مکانیک مقداری پیشرفت کرده بود . ) از آن به بعد در قسمت هایی از کارخانه ها از ماشین های الکترومکانیکی استفاده می شد . بدین شکل مکانیزاسیون صنعتی آغاز شد . عیب بزرگ این دستگاه ها تک منظوره بودن و عدم انعطاف پذیری آن ها بود . یعنی با تغییر قسمتی از کارخانه یا محصول تولیدی می بایست کل دستگاه ها دوباره طراحی می شدند . با پیشرفت هر چه بیشتر علم ، کامپیوتر ها اختراع شدند و گسترش یافتند . تا حدی که در خانه ها نیز یافت می شد . سپس صنعت گران به فکر ترکیب ماشین ها ی الکترومکانیکی با کامپیوتر ها افتادند تا بتوان آن ها را برنامه نویسی کرد [ یکی از ویژگی های کامپیوتر قابل برنامه نویسی بودن آن است ] و بایک دستگاه بتوان چندین کار را انجام داد (مثلا دستگاهی که یک نوع ماشین را رنگ می زند بتواند با عوض شدن مدل و طرح آن ، آن ها را نیز رنگ بزند ) . بدین صورت ربات ها ساخته شدند.
تاریخچه تحولات حوزه رباتیک
1920: نمایش نامه نویس چک اسلواکی Karl capek، کلمه ربات را در نمایش«‌ربات‌های جهانی روسیه» استفاده کرد این جمله از کلمه چکی « Robota» به معنی« کوشش ملال آور‌» آمده است.
1938: نخستین الگوی قابل برنامه‌ریزی که یک دستگاه سم‌پاشی بود، توسط دو آمریکایی به نام‌های Willard pollard و Harold Roselund برای شرکت devilbiss طراحی شد.
1942: ایزاک آسیموفRunaround را منتشر کرد و در آن قوانین سه‌گانه رباتیک را تعریف کرد.
1946: ظهور کامپیوتر: George Devol، با استفاده از ضبط مغناطیسی، یک دستگاه playback همه منظوره، برای کنترل ماشین به ثبت رساند. John Mauchly اولین کامپیوتر الکترونیکی (ENIAC) را در دانشگاه پنسیلوانیا ساخت. در MIT، اولین کامپیوتر دیجیتالی همه منظوره (Whirl wind) اولین مسئله خود را حل کرد.

1951: در فرانسه Reymond Goertz اولین بازوی مفصلی کنترل از راه دور را برای انجام مأموریت هسته‌ای طراحی کرد. طراحی آن مبتنی بر کلیه روابط متقابل مکانیکی بین بازوی اصلی و فرعی با استفاده از روش متداول تسمه و قرقره بود که نمونه‌هایی برگرفته از این طرح هنوز هم در مواردی که نیاز به لمس نمونه‌های کوچک هسته‌ای است، دیده می‌شود.

1954: George Devol اولین ربات قابل برنامه‌ریزی را طراحی و عبارت جهانی اتوماسیون را ابداع کرد. این امر زمینه‌ای برای نام‌گذاری این شرکت به Unimation در آینده شد.
1959: Marvin Minsky و John McCarthy آزمایشگاه هوش مصنوعی را در MIT بنا نهادند.
1960: Unimation توسط شرکت Coudoc خریداری شد و توسعه سیستم ربات‌های آن آغاز گردید. کارخانجات ساخت تراشه مانند AMF پس از آن شناخته شدند و اولین ربات استوانه ای شکل به نام Versatran که توسط Harry Johnson&Veljkomilen kovic طراحی شده بود، فروش رفت.
1962: جنرال موتورز اولین ربات صنعتی را از Unimation خریداری کرد و آن را در خط تولید خود قرار داد.

1963: John Mccarthy آزمایشگاه هوش مصنوعی دیگری از دانشگاه استنفورد بنا کرد.
1964: آزمایشگاه‌های تحقیقاتی هوش مصنوعی در M.I.T ،مؤسسات تحقیقاتی استنفورد (SRI)، دانشگاه‌ استنفورد و دانشگاه ادین برگ گشایش یافت.
1964: رباتیک C&D پایه گذاری شد.
1965: دانشگاه Carnegie Mellon مؤسسه رباتیک خود را تأسیس کرد.
1965: حرکت یکنواخت ( Homogeneous Trans formation) در شناخت نحوه حرکات ربات به کار رفت. این روش امروزه به عنوان نظریه اسامی رباتیک وجود دارد.

1965: ژاپن ربات Verstran ( نخستین رباتی که به ژاپن وارد شد) را از AMF خریداری کرد.
1968: کاوازاکی مجوز طراحی ربات‌های هیدرولیک را از Unimation گرفت و تولید آن را در ژاپن آغاز کرد.

1968: SRI،Shakey (یک ربات سیار با قابلیت بینایی و کنترل با یک کامپیوتر به اندازه یک اتاق) را ساخت.
1970: پروفسور victor sheinman از دانشگاه استنفورد بازوی استاندارد را طراحی کرد. ساختار ترکیب حرکتی او هنوز هم به بازوی استاندارد معروف است.

1973: Cincinnate Milacron اولین مینی کامپیوتر قابل استفاده تجاری که با رباتهای صنعتی کنترل می شد(T3) را عرضه کرد. ( طراحی توسطRichard Hohn )

1974: پروفسور Victor Scheinman، سازنده بازوی استاندارد، Inc Vicarm را جهت فروش یک نسخه برای کاربردهای صنعتی ساخت. بازوی جدید با یک مینی کامپیوتر کنترل می‌شد.
1977: یک شرکت ربات اروپایی (ASEA)، دو اندازه از ربات‌های قدرتمند الکتریکی صنعتی را عرضه کرد که هر دو ربات از یک کنترلر میکرو کامپیوتر برای برنامه ریزی عملکرد خود استفاده می‌کردند.
1976: Vicarm Inc در کاوشگر فضایی وایکینگ 1و2 استفاده شد. یک میکرو کامپیوتر هم در طراحی vicarm به کار رفت.

1977: Inc, Unimation vicarm را فروخت.
1978: unimation با استفاده از تکنولوژی Vicarm  ( puma) ماشین قابل برنامه‌ریزی برای مونتاژ( puma) را توسعه داد . امروزه همچنان می‌توان puma را در بسیاری از آزمایشگاه‌های تحقیقاتی یافت.
1978: ماشین خودکار Brooks تولید شد.
1978: IBM و SANKYO ربات با بازوی انتخاب کننده، جمع کننده و مفصلی (SCARA) که در دانشگاه Yamanashi ژاپن برنامه‌ریزی و تولید شده بود، را فروختند.
1980: Cognex تولید شد.
1981: گروه ربات‌های CRS عرضه شد.
1982: Fanuc از ژاپن و جنرال موتورز درGM Fanuc برای فروش ربات در شمال آمریکا قرار داد بستند.
1983: تکنولوژی Adept عرضه شد.
1984: Joseph Engelberger ایجاد تغییرات در رباتیک را آغاز کرد و پس از آن نام ربات‌های کمکی (Helpmate) به ربات‌های خدماتی توسعه یافته (developed service Robots) تغییر یافت.
1986: با خاتمه یافتن مجوز ساخت Unimation، کاوازاکی خط تولید ربات‌های الکتریکی خود را توسعه داد.

1988: گروه Staubli، Unimation را از Westing house خرید.
1989: تکنولوژی Sensable عرضه شد.
1994: یک ربات متحرک شش پا از مؤسسه رباتیک CMUیک آتشفشان در آلاسکا را برای نمونه‌برداری از گازهای آتشفشانی کاوش کرد.

1997: ربات راه‌یاب مریخ ناسا از زمانی‌که ربات وارد مریخ شد تصاویری از جهان را ضبط و ربات سیار Sojourner تصاویری از سفرهایش به سیاره‌های دور را ارسال کرد.

1998: Honda نمونه ای از p3 (هشتمین نمونه در پروژه طراحی شبیه انسان ) که در 1986 آغاز شده بود را عرضه کرد.
2000: Honda نمونه آسیمو نسل بعدی از سری ربات‌های شبیه انسان را عرضه کرد.
2000: Sony از ربات شبیه انسان خود که لقب SDR ( Sony Dream Robots) را گرفت، پرده برداری کرد.
2001: Sony دومین نسل از ربات‌های سگ Aibo را عرضه کرد.
2001: سیستم کنترل از راه دور ایستگاه فضایی(SSRMS ) توسط مؤسسه رباتیک MD در کانادا ساخته و با موفقیت به مدار پرتاب شد و عملیات تکمیل ایستگاه فضایی بین‌المللی را آغاز کرد

● تعریف ربات و رباتیک  

همیشه بین صاحب نظران رباتیک و فعالان رباتیک در دانشگاه ها بحث در مورد تعریف ربات وجود داشته است، گاهی اوقات بر اساس تولید ربات، در شرکتی، تعریفی صنعتی و بر اساس تولید آن شرکت از ربات ارایه می شود و در مواردی نسبت به تکنولوژی ربات توصیف شده است
با این همه در زمان کنونی فناوری ساخت ربات در حدی است که با تکیه بر تکنولوژی جدید و پیشرفته کنونی و با کمی آینده نگری می توان تعریف عینی و دست یافتنی از ربات کرد.در این جا چند تعریف معتبر ذکر شده است:
“یک دستگاه یا وسیله خود کاری که قادر به انجام اعمالی است که معمولا به انسانها نسبت داده می شود و یا مجهز به قابلیتی است که شبیه هوش بشری است.”
یک ربات هوشمند ،ماشین خودکار چند منظوره ای است که طیف وسیعی از وظایف متفاوت را، تحت شرایطی که حتی ممکن است به آن شناخت کافی نداشته باشد ،همانند انسان آن را انجام دهد”
موسسه صنعتی آمریکا RAI یا Robotic Industrial Association که شرکتی با سابقه در صنعت رباتیک می باشد و در تولید بازوهای ربات های صنعتی یا (Manipulators) است، این گونه ربات را تعریف می کند:

“یک ربات، یک جابجا کننده چند وظیفه ای برنامه پذیر است که برای حرکت دادن مواد ، قطعات ،ابزار ها یا وسایل خاص ،با استفاده از حرکات برنامه ریزی شده قابل تغییر برای تحقق فرامین مختلف ،طراحی شده است.
ربات در معنای عام تر و کلی تر یک ماشین الکترومکانیکی هوشمند است
کلمه ربات توسط Karel Capek  نویسنده نمایشنامه R.U.R  (ربات‌های 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
ربات یک ماشین هوشمند است که قادر است در شرایط خاصی که در آن قرار می گیرد، کار تعریف شده ای را انجام دهد و همچنین قابلیت تصمیم گیری در شرایط مختلف را نیز ممکن است داشته باشد. با این تعریف می توان گفت ربات ها برای کارهای مختلفی می توانند تعریف و ساخته شوند.مانند کارهایی که انجام آن برای انسان غیرممکن یا دشوار باشد.

 

رباتها همانند کامپیوترها قابلیت برنامه ریزی دارند.بسته به نوع برنامه‌ای که شما به آنها می‌‌دهید.کارها و حرکات مختلفی را انجام می‌‌دهند. رشته دانشگاهی نیز تحت عنوان رباتیک وجود دارد.که به مسایلی از قبیل حسگرها، مدارات، بازخوردها، پردازش اطلاعات و بسط و توسعه رباتها می‌‌پردازد.رباتها انواع مختلفی دارند از قبیل رباتهای شمشیر باز، دنبال کننده خط،کشتی گیر، فوتبالیست،و رباتهای خیلی ریز تحت عنوان ریز-رباتها، رباتهای پرنده و غیره نیز وجود دارند. رباتها برای انجام کارهای سخت و دشواری که بعضی مواقع انسان‌ها از انجام آنها عاجز یا انجام آنها برای انسان خطرناک هستند.مثل رباتهای که در نیروگاه‌های هسته‌ای وجود دارند استفاده می‌‌شوند.

کاری که رباتها انجام می‌دهند.، توسط ریزپردازشگرها و ریزکنترل‌گرها کنترل می‌شود.با تسلط در برنامه نویسی این دو می‌‌توانید دقیقا همان کاری را که انتظار دارید ربات انجام دهد.
با توجه به توضیحاتی که داده شد :
ربات ماشینی هوشمند ، قابل برنامه نویسی و انعطاف پذیر است که برای بدست آوردن اطلاعاتی از محیط خود دارای حسگرهایی است .
رباتیک علم طراحی ، ساخت ، نگهداری و تعمیر ربات ها است همچنین رباتیک دانش و فناوری وابسته به ابزارهای مکانیکی کنترل شونده به‌وسیله رایانه است. هدف رباتیک اتصال هوش از ادراک به رفتار می باشد. رباتیک در اکثر مواقع در حوزه مهندسی برق، مهندسی مکانیک و مهندسی رایانه کاربرد دارد.
رباتيك علم به‌كارگيري ربات‌هاست و تاثير آن را در محصولاتي كه هر روزه استفاده مي‌كنيم، مي‌بينيم.
مهندسی رباتیک علم هوشمند کردن و الکترونیکی کردن ماشین ها ی مکانیکی است ( در جهت مصارف صنعتی ) [مهندسی رباتیک = مهندسی برق + مهندسی مکانیک]
ربات‌ها دارای سه قسمت اصلی هستند:

    * مغز که معمولاً یک کامپیوتر است.
    * محرک و بخش مکانیکی شامل موتور، پیستون، تسمه، چرخ‌ها، چرخ دنده‌ها و …
    * سنسور که می‌تواند از انواع بینایی، صوتی، تعیین دما، تشخیص نور، تماسی یا حرکتی باشد.

با این سه قسمت، یک ربات می‌تواند با اثرپذیری  و اثرگذاری در محیط کاربردی‌تر شود.
قوانین سه‌گانه رباتیک:

ایزاک آسیموف نویسنده داستان‌های علمی تخیلی قوانین سه‌گانه رباتیک را به صورت زیر تعریف‌کرده است:

1ـ یک ربات نباید به هستی انسان آسیب برساند یا به واسطه بی‌تحرکی، زندگی یک انسان را به مخاطره بیاندازد.

2ـ یک ربات باید از دستوراتی که توسط انسان به او داده می‌شود، اطاعت کند؛ جز در مواردی که با قانون یکم در تضاد هستند.

3ـ یک ربات باید تا جایی‌که با قوانین یکم و سوم در تضاد نباشد از خود محافظت کند.
علم رباتیک از سه شاخه اصلی تشکیل شده است:

         •        الکترونیک ( شامل مغز ربات)
         •        مکانیک (شامل بدنه فیزیکی ربات)
         •        نرم افزار (شامل قوه تفکر و تصمیم گیری ربات)

اگریک ربات را به یک انسان تشبیه کنیم، بخشهایی مربوط به ظاهر فیزیکی انسان را متخصصان مکانیک می سازند(تصویر3)، مغز ربات را متخصصان الکترونیک توسط مدارای پیچیده الکترونیک طراحی و می سازند و کارشناسان نرم افزار قوه تفکر را به وسیله برنامه های کامپیوتری برای ربات شبیه سازی می کنند تا در موقعیتهای خاص ، فعالیت مناسب را انجام دهد.

 

 
● مزایای ربات و رباتیک
مزایا کاملاً آشکار است. معمولاً یک ربات می‌تواند کارهایی که ما انسان‌ها می‌خواهیم انجام دهیم را ارزان‌تر انجام‌ دهد. علاوه بر این ربات‌ها می‌توانند کارهای خطرناک مانند نظارت بر تأسیسات انرژی هسته‌ای یا کاوش یک آتش‌فشان را انجام دهند. ربات‌ها می‌توانند کارها را دقیقتر از انسان‌ها انجام دهند و روند پیشرفت در علم پزشکی و سایر علوم کاربردی را سرعت ‌بخشند. ربات‌ها به ویژه در امور تکراری و خسته کننده مانند ساختن صفحه مدار، ریختن چسب روی قطعات یدکی و… سودمند هستند.
 همچنین میتوان به مزایای دیگر  ربات از جمله  : افزایش بهره ، افزایش تولید ، بهبود کیفیت کار ، افزایش دقت ، جلوگیری از اتلاف نیروی انسانی ، افزایش سرعت ، کاهش هزینه ، کاهش ضایعات ، چند منظوره بودن ، هوشمند بودن ، عدم خستگی  اشاره کرد.
علاوه بر این متوان مزایای زیر را بر شمرد!
1- رباتیک و اتوماسیون در بسیاری از موارد می توانند ایمنی، میزان تولید، بهره و کیفیت محصولات را افزایش دهند.
2-  رباتها می توانند در موقعیت های خطرناک کار کنند و با این کار جان هزاران انسان را نجات دهند.
3-  رباتها به راحتی محیط اطراف خود توجه ندارند و نیازهای انسانی برای آنها مفهومی ندارد. رباتها هیچگاه خسته نمی شوند.
4-  دقت رباتها خیلی بیشتر از انسانها است آنها در حد میلی یا حتی میکرو اینچ دقت دارند.
5-  رباتها می توانند در یک لحظه چند کار را با هم انجام دهند ولی انسانها در یک لحظه تنها یک کار انجام می دهند.
ربات‌ها معمولاً در مواردي استفاده مي‌شوند كه بتوانند كاري را بهتر از يك انسان انجام دهند يا در محيط پرخطر فعاليت كنند.
ربات مي‌تواند كارهايي را كه انسان انجام مي‌دهد، ارزان‌تر انجام دهد. علاوه بر اين، ربات‌ها مي‌توانند كارهاي خطرناك مانند نظارت بر تاسيسات انرژي هسته‌اي و يا كنترل كابل‌هاي فشار قوي را انجام دهند. ربات‌ها مي‌توانند كارها را دقيق‌تر از انسان انجام دهند و روند پيشرفت در علم پزشكي و ساير علوم كاربردي را سرعت بخشند. همچنين ربات‌ها در امور تكراري و خسته‌كننده همانند ساخت صفحه مدار، ريختن چسب روي قطعات يدكي سودمند هستند.
همه ارزيابي‌ها بر اين نكته تاكيد دارد كه ربات‌ها نقش فزاينده‌اي در جوامع مدرن ايفا خواهند كرد. آنها به انجام كارهاي خطرناك، تكراري، پرهزينه و دقيق ادامه مي‌دهند تا انسان‌ها را از انجام آنها بازدارند.

● صنعت و رباتیک
رباتها اولین بار در سال 1954 در صنعت به کارگرفته شدند که یک بازوی ربات یا Manipulator نام داشت که تنها 3 درجه آزادی بود.رباتهای صنعتی امروزی اکثراً همان بازوی رباتیکی هستند ولی با 6 درجه آزادی و خیلی پیشرفته تر نبست به گذشته کار میکنند رباتها در صنعت به شیوه ها و روشها و مدلهای مختلفی به کارگرفته میشوند.
امروزه، ۹۰ درصد رباتها، ربات هاى صنعتى هستند، يعنى ربات هايى كه در كارخانه ها، آزمايشگاه ها، انبارها، نيروگاه ها، بيمارستان ها، و بخش هاى مشابه به كارگرفته مى شوند. در سال هاى قبل، بيشتر رباتهاى صنعتى در كارخانه هاى خودروسازى به كارگرفته مى شدند، ولى امروزه تنها حدود نيمى از رباتهاى موجود در دنيا در كارخانه هاى خودروسازى به كار گرفته مى شوند. مصارف رباتها در همه ابعاد زندگى انسان به سرعت در حال گسترش است تا كارهاى سخت و خطرناك را به جاى انسان انجام دهند. براى مثال امروزه براى بررسى وضعيت داخلى راكتورها از ربات استفاده مى شود تا تشعشعات راديواكتيو به انسانها صدمه نزند.
برخلاف تصور افسانه ای عمومی از رباتها به عنوان ماشینهای سیار انسان نما که تقریباً قابلیت انجام هر کاری را دارند، بیشتر دستگاههای رباتیک 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.
رباتهاى صنعتى زيادى ساخته شد ه اند و انجمن صنايع رباتيك اين تعريف را براى ربات صنعتى ارائه كرد:

«ربات صنعتى يك وسيله چند كاره و با قابليت برنامه ريزى چند باره است كه براى جابه جايى قطعات، مواد، ابزارها با وسايل خاص به وسيله حركات برنامه ريزى شده، براى انجام كارهاى مختلف استفاده مى شود.»

در سال ۱۹۶۲ م شركت خودروسازى جنرال موتورز نخستين ربات Unimate را در خط مونتاژ خود به كار گرفت.

امروزه کمتر کارخانه ای را می توان یافت که در آن از ربات استفاده نشود . بازو های رباتیکی که بدون استراحت قطعات و محصولات را از نقطه ای به نقطه ی دیگر جا به جا می کنند . ربات های جوشکار ربات های رنگرز ربات های بسته بند ربات های تراشکار ربات های چاپگر ربات های کنترل کیفیت ربات ها سوراخکار ربات های کنترل دما ربات های هشدار دهنده ی نشت گاز ربات های غربال سانتریفوژ های خودکار و … همگی نمونه هایی از ربات ها در کارخانه ها هستند .
کارخانه ها برای افزایش سرعت و کیفیت و دقت و هزینه ی پایین تر به سمت رباتیکی کردن تمامی قسمت های کارخانه پیش می روند و در بعضی از قسمت ها که برای انسان خطرناک است مانند جوشکاری و رنگ پاشی و سموم شیمیایی و …. ناچار به استفاده از ربات می شوند
امروزه استفاده از رباتها واتوماسیون غیر قابل انکار و معرفی شده برای تمام صنایع و کارخانه ها میباشد به طوری که کارخانه ها روز به روز به این سمت روی می آورند دلیلش هم مشخص است زیرا بازده ای بهتر و سرعت دقت کم هزینه بودن دیگر خصوصیات مورد انتظار را به ارمغان میآورد.
● مثال هایی از ربات 

کلمه ربات مانند کلمه ی ماشین ، یک کلمه ی کلی است و به چند مورد خاص خلاصه نمی شود . به عنوان نمونه چند مورد را ذکر می نماییم :
بازو های ربات های صنعتی ، ربات کنترل چاه های نفت ، یخچال های خانگی ، آسانسور ها ، اسباب بازی کودکان ، هواپیما های بدون سرنشین ، سیستم های دفاع ضد موشکی ، پرینتر ها ، دستگاههای تراش خودکار ، نوشابه پرکن ها و …
این ها فقط نمونه هایی از بی نهایت انواع ربات بود . ربات ها آنقدر گسترده اند که امروزه نمی توان بدون آن ها زندگی کرد . ولی در مهندسی منظور از ربات ، ربات های صنعتی می باشد .
 در قسمت مونتاژ یک  کارخانه اتومبیل سازی، قسمتی هست که چرخ زاپاس ماشین را در صندوق عقب قرار می دهند، اگر یک انسان این کار را انجام دهد خیلی زود دچار ناراحتی هایی مثل کمر درد و …می شود، اما می توان از یک ربات الکترومکانیکی برای این کار استفاده کرد و یا برای جوشکاری و سایر کارهای دشوار کارخانجات هم همینطور.
و یا ربات هایی که برای اکتشاف در سایر سیارات به کار میروند هم از انواع ربات هایی هستند که در جاهایی که حضور انسان غیرممکن است استفاده می شوند.
ربات مسیریاب: دنبال یک خط سیاه در زمین سفید حرکت می کند.
بات جراح تحت فرمان پزشک جراح در اتاق عمل با حضور مستقیم پزشک و یا غیر مستقیم و با کمک اینترنت ،نمودی از پیشرفت این رشته است که بسیار مفید و حیاتی میباشد.تصور کنید رباتی را که شما طراحی کرده اید وسیله ای برای نجات یک بیمارو بهبودی وی شده است که قطعاَ لذت موفقیت آنفخستگی زحمتتان را از بین میبرد.

یا ربات آتش نشان: آتش را پیدا می کند و آن را خفه می کند!
رباتها در پروژه های JPL شرکت فضایی NASA نقش مهمی دارند از جمله آنها Spriteو Sojourner می باشد.این نیز استفاده دیگری از رباتیک میباشد .
ربات همسر نمونه ی دیگر از رباتهاست ، این ربات که در کشور هلند ساخته میشود تا بحال طرف داران زیادی پیدا کرده ،ولی بدلیل قیمت بالای آن هموز مورد استفاده عام قرار نگرفته است! کارشناسان رباتیک هلندی پیش بینی کردن تا ده سال آینده ربات همسر ارزان قیمت وارد بازار  شود ! با این حال از سوی دیگر “رونالد آرکین” کارشناس ربات در این باره گفت: پیش بینی می کنم حداقل تا سال 2050 به مردم اجازه ازدواج با ربات به صورت قانونی داده نشود.
مطالعات اخیر نشان می دهد، به زودی نقش آفرینی ربات ها در ارتش آمریکا به حدی افزایش خواهد یافت که این ماشین های هوشمند را قادر می سازد تمام وظایف یک سرباز نظامی را به خوبی به انجام برسانند.
به گزارش روز سه شنبه بخش انگلیسی گروه بین الملل باشگاه خبرنگاران دانشجویی ایران “ایسکانیوز” و به نقل از خبرگزاری رسمی چین شینهوا، پیش بینی ها از جایگزینی بیش از 30 درصدی نیروهای انسانی ارتش آمریکا با ربات ها تا سال 2020 حکایت دارد.
 یا ربات زیر آبی ،یک وسیلهٔ نقلیهٔ پویش‌گرِ قابل کنترل از راه دور (ROV) زیردریایی، «ربات زیرآبی است که به اپراتور این امکان را می‌دهد که این وسیله‌ را در اعماق آب کنترل و هدایت کند و از طریق اعمال فرامین عملیات‌ مورد نظر را از طریق تجهیزاتِ ربات، انجام دهد»
يك ربات شهري ارائه دهنده يك يا چند سرويس خودكار يا نيمه خودكار مفيد براي شهروندان يا تاسيسات و سامانه‌هاي شهري است. ربات‌هاي خدمتكار، نگهبان، پرستار، فروشنده، مددكار معلولين و چراغ‌هاي هوشمند راهنما نمونه‌هايي از ربات‌هاي خدمات شهروندي و رباتهاي شستشوگر، شيشه پاك‌كن، چمن‌زن، زباله جمع‌كن، سوخت‌رسان و باربر، نمونه‌اي از ربات‌هاي دسته دوم به‌شمار مي‌روند.
يكي از عرصه‌هايي كه امروز در بهره‌گيري از اتوماسيون و ربات‌ها پيشرفت فراواني كرده است، حوزه خدمات شهري است.

در شهرهاي پيشرفته جهان، مي‌توان نمونه‌هاي فراوان موفقي از به‌كارگيري اتوماسيون و ربات در ارائه خدمات شهري را ديد.

تسهيل در عبور و مرور و كنترل ترافيك، فروش كارت‌هاي اعتباري و بليت و عبور و مرور و غيره در ايستگاه‌هاي اتوبوس و مترو، ارائه اطلاعات در معابر، خيابان‌ها، پارك‌ها و موزه‌ها، نظافت خيابان‌ها، مراكز و معابر، آبياري فضاي سبز شهري و… تنها نمونه‌هاي كوچكي از به‌كارگيري تكنولوژي‌هاي مدرن اتوماسيون و رباتيك در ارائه خدمات به شهروندان است.

از ديگر زمينه‌هايي كه امروزه دولت‌ها به صورت فعال و با صرف هزينه‌هاي فراوان به سرمايه‌گذاري در آن روي آورده‌اند، به‌كارگيري ربات‌هاي امداد و نجات در مهار بحرا‌ن‌هاي شهري است.
در حال حاضر، سيستم‌هاي امداد و نجات رباتيك كه اغلب به صورت مجتمع و با عنوان سيستم‌هاي مديريت بحران DMS شناخته مي‌شوند، در برخي از شهرهاي پيشرفته راه‌اندازي شده و در حال بهره‌برداري است. از آنجا كه طراحي اين‌گونه سيستم‌ها، دقيقاً مطابق با شرايط بومي و مختصات هدف مورد نظر صورت مي‌گيرد، تنها راه توليد چنين سيستم‌هايي براي تهران و ساير كلان‌شهرها، هدايت محققان بومي به سمت اين هدف مشخص است تا با بهره‌گيري و مجتمع‌سازي نتايج آنها بتوان به راههاي بومي در اين زمينه دست يافت.
رباتهای امدادگر، یکی از راهکارهایی که برای نجات مصدومین زلزله استفاده می شود، به کاربستن رباتیک و علوم کامپیوتر در عملیات امداد و نجات است. از طریق این فناوری‌ها می‌توان به مصدومین گرفتار در زیر آوار دسترسی پیدا کرده و جان آن‌ها را نجات داد

این رباتها به گونه‌ای طراحی شده است که بتوان مسیر خود را در شکاف‌های باریک و از میان آوار به‌جا مانده از ساختمان بیابد و در لا‌به‌لای آن‌ها به جستجوی مصدومین حادثه بپردازد. پیکره‌ی این رباتها به یک دوربین و یک میکروفون برای دریافت داده‌هایی از میان ویرانی‌ها مجهز شده است. به علاوه یک حسگر حرارتی نیز به تجهیزات این ربات ها افزوده شده، تا بتواند حرارت بدن مصدوم را دریافته و موقعیت او را بیابد. این حسگر، این امکان را نیز فراهم می‌سازد که حتی اگر در زیر آوار منبع نوری نیز وجود نداشت و مصدومین در تاریکی گرفتار شده بودند، باز هم فرصت یافته شدن آن‌ها وجود داشته باشد. طراحی منعطف این رباتها برخی توانمندی‌های مختص محیط‌های دچار سانحه را به آن افزوده است، اگر در شرایطی این رباتها با مانعی در زیر آوار برخورد کند و به سبب این برخورد تعادل خود را از دست بدهد و یا از ارتفاعی، فرو بیفتد، خواهد توانست با چرخش پیکره‌ی خود مجدداً به وضعیت متعادل و مناسب برای حرکت بازگردد.
ربات حمل مجروح نمونه یدیگر رباتهاست که این ربات از ترکیب دو گونه ربات درست شده: از پایین تنه  شبیه تانک و از بالا تنه به شکل یک ربات انسان نماست.
پایین تنه ربات تشکیل شده از دو شنی. از این گونه طراحی شنی برای افزایش قدرت مانور ربات در زمین های ناهموار استفاده میشه. با تاشدن شنی، طولش کم میشه و نیاز به جای کمتری داره. با باز شدن کامل شنی دوم جوری که هر دو در امتداد هم قرار بگیرند طول ربات زیاد میشه و میتونه از مانع یا پله به راحتی رد بشه. در ضمن سطح تماسش با زمین زیاد میشه و پایداری بیشتری داره.
قراره دست های ربات به اندازه ای قوی باشه که بتونه تا 135 کیلو رو بلند کنه و مثلا از آن   برای حمل مجروح در میدان جنگ استفاده کنند . این ربات توسط شرکت Vecna Technologies در مریلند ساخته شده  و انتظار میره تا پنج سال دیگه مورد استفاده واقعی قرار بگیره.
پس از سالها تلاش پژوهشگران رباتیک  ژاپني ها، ربات شبيه انسان يعني۲- HRP به حدي پيشرفت كرده كه مي تواند تعدادي از فرمان هاي صوتي انسان را انجام دهد. اين ربات كه به «پروموت» نيز معروف است، توسط مؤسسه ملي علم و تكنولوژي ژاپن تهيه شده و قابليت انجام فرمان هاي انسان را دارد. پروموت براي انجام دستورات صوتي كاربران و همچنين گرفتن عكس و تصاوير سه بعدي از اشياء و نگهداري آنها با استفاده از يك سنسور مادون قرمز طراحي شده است. اگرچه اين ربات حركت به ظاهر خشن و آهسته و صدايي يكنواخت و خسته كننده دارد ولي به راحتي مي تواند با استفاده از كنترل از راه دور تلويزيون را كنترل نموده و يا يك نوشيدني براي شما آماده نمايد. مؤسسه ژاپني سازنده اين ربات مي گويد كه اين ربات به راحتي مي تواند با انسان ها رابطه برقرار نمايد.
ربات‌‏هايي كه توانايي جمع‌‏آوري قارچ و ربات‌‏هاي علف‌‏زن‌‏ها كه به نظر مي‌‏رسد توسط ‏دارندگان زمين‌‏هاي گلف استفاده شوند از جمله محصولات اين گروه از دانشمندان است. هر چند ربات قارچ جمع‌‏كن نمي‌‏تواند به سرعت انسان كار كند ، اما توانايي اين كه 24 ساعت كار كند را ‏دارد . ربات علف‌‏زن نيز مي‌‏تواند كار انجام شده توسط يك فرد در شش ساعت را در 10 دقيقه انجام دهد. قيمت بالاي ربات‌‏ها در حال حاضر تنها نقطه ضعف آنها است؛ اما به نظر مي‌‏رسد كشاورزان در درازمدت ‏بتوانند محصولات مشابه را با قيمت مناسب تهيه كنند.

نانو ربات‌هاي زيستي
ا استفاده از دانش نانوتكنولوژي دانشمندان توانسته‌اند نانوربات‌هاي زيستي طراحي كنند كه در بدن انسان قرار مي‌گيرند و نقش محافظ و درمانگر را ايفا مي‌كنند. اين ريزماشين‌هاي هوشمند قادرند چندين نسخه از خودشان تهيه كنند و جايگزين بافت‌هاي فرسوده يا آسيب‌ديده نمايند.

«در آينده نانو ربات‌هاي هوشمند در مغز و بدن هر انساني به تعداد زياد وجود خواهند داشت و انسان را از ابتلا به انواع بيماري‌ها مصون مي‌دارند حتي روند پير شدن بشر را به تعويق مي‌اندازند و نيز قدرت جسماني و حافظه او را تقويت مي‌كنند.» شايد در نگاه اول اين جمله تداعي‌كننده پيش‌گويي‌هاي «آرتور سي‌كلارك» در رابطه با دنياي آينده باشد ولي جالب اينجاست كه اين پيش‌بيني از دكتر «كورزويل» متخصص علوم كامپيوتر و عضو موسسه ملي مهندسي در امريكاست. او هم اكنون به همراه گروهي از متخصصين، در زمينه كاربرد نانو ربات‌ها در زندگي آينده بشر تحقيقاتي انجام مي‌دهد و قرار است نتايج مطالعات اين گروه به صورت فيلمي با عنوان «داستان واقعي زندگي در آينده» در اواخر سال جاري ميلادي ارائه شود.

بر اساس اين گزارش با استفاده از نانوتكنولوژي دستيابي به انرژي خورشيدي امكانپذير خواهد شد. انرژي خورشيدي قابل تبديل و استفاده به اشكال مختلف انرژي مي‌باشد و بشر را از منابع ديگر انرژي بي‌نياز مي‌كند. نانوربات‌ها ماشين‌هاي كوچكي هستند كه براي انجام عملياتي خاص و بعضا تكرارشونده با دقت بسيار بالا طراحي شده‌اند. نانو( nano-) به معني يك بيليونيوم يا يك ميلياردم است. قطر موي سر انسان يك دهم ميليمتر است درنظر بگيريد، يك نانومتر صدهزار برابر كوچك‌تر از آن است .9-10 =1 nanometer (nm) . مكعبي با ابعاد 5/2 نانومتر ممكن است حدود 1000 اتم را در خود جاي دهد. با استفاده از دانش نانوتكنولوژي دانشمندان توانسته اند نانوربات‌هاي زيستي طراحي كنند كه در بدن انسان قرار مي‌گيرند و نقش محافظ و درمانگر را ايفا مي‌كنند. اين ريزماشين‌هاي هوشمند قادرند چندين نسخه از خودشان تهيه كنند و جايگزين بافت‌هاي فرسوده يا آسيب‌ديده نمايند اين فرايند را خود تكثيري مي‌نامند. آنها نه تنها قادر به تشخيص محل دقيق سرطان خواهند بود بلكه داروي مناسب براي از بين بردن سلول‌هاي سرطاني را تزريق مي‌كنند.

امروزه تحقيقات وسيعي در زمينه درمان بيماري‌هايي چون ديابت، بيماري‌هاي قلبي و ايدز در حال انجام است. نانوربات‌ها داراي امكانات بالقوه‌اي هستند كه با اجتماع و قرارگيري به صورت كلوني قادرند بطور موشكافانه و دقيق از سيستم حفاظت كنند. در واقع با ساختاري اتمي و يا مولكولي در يك فرايند شناخته شده قرار داده مي‌شوند تا چرخه‌اي را كامل نمايند. تكنولوژي نانورباتيك آنقدر سريع در حال پيشرفت است كه به يقين زندگي انسان از اواسط قرن جاري بكلي متحول خواهد شد. اين تغييرات شامل از بين رفتن بسياري از بيماري‌ها، كاهش عوامل و عوارض بسياري از امراض و حتي جراحي‌ها مي‌باشد. يكي از مهمترين برنامه‌هاي گسترش علوم رباتيك در جهان بيشتر كردن عمر بشر و مبارزه با پيري و عواقب آن است. از دهه 80 ميلادي تا كنون كوچك‌سازي (مينياتورسازي) از اهم فعاليت‌ها در زمينه علوم كامپيوتري بوده است.

طبق گزارشات اعلام شده سرعت رشد تكنولوژي هر بيست سال دو برابر خواهد شد، در نتيجه تكنولوژي در سال 2050 حدود 32 برابر از سال 1950 جلوتر خواهد بود. يكي از شاخه‌هايي كه رشد تكنولوژي در آن بسيار چشمگير است، دانش پزشكي است. با ساخت ابزار و وسايل پزشكي در آينده روند پير شدن كند مي‌شود و مبارزه با بيماري‌ها آسان‌تر و مطمئن‌تر خواهد شد. در زمينه كالبدشناسي از نانوربات‌ها به منظور تعيين محل دقيق آسيب استفاده خواهد شد. در شرايطي استفاده از نانو ربات‌هاي زيستي ضروري به نظر مي‌رسد كه امكان دسترسي به عضو موردنظر دشوار بوده يا امكانپذير نباشد يا حتي در مواردي كه عواقب دردناك و دشواري توسط پزشك پيش‌بيني شود. براي طراحي يك نانوربات دانشمندان از مدل‌هاي طبيعي مثل ساختار رشته‌هاي DNA بهره مي‌گيرند. با بهره‌گيري از دانش نانو تكنولوژي دانشمندان قادر به ساخت حسگرهاي زيستي در ابعاد يك ميلياردم هستند.

هم اكنون نانو ربات‌هايي كه در مراكز تحقيقاتي ساخته مي‌شود به اندازه‌اي كوچك هستند كه هنگام عطسه همراه با گرد و غبار به بيرون پرتاب مي‌شوند. يكي از اولين ريزربات‌هايي كه براي كمك به علم پزشكي ساخته شد «سلئو» نام داشت. اين ميكروربات براي جاسازي در داخل روده انسان طراحي شده بود. سئلو مجهز به يك چنگال و چند حسگر بود. حسگرها بدين منظور تعبيه شده بودند تا مانع برخورد با موانع شوند، وظيفه چنگال نيز برداشتن نمونه از سطح روده مي‌باشد. اين ريزماشين مي‌توانست يا خود حركت كند يا توسط پزشك با يك كنترل دستي به حركت درآيد. اسلوب كار نانوربات‌هايي كه در داخل بدن كار گذاشته مي‌شوند، شبيه‌سازي از محيط، در فضايي سه بعدي است و تجزيه و تحليل اطلاعات در آنها بر مبناي روش‌هاي عددي مي‌باشد. نانوربات‌ها مانند انسان به اطلاعات اطرافشان نياز دارند.

حواس ماشيني يا حسگرها اين وظيفه را در نانوربات‌ها بر عهده دارد. به جرات مي‌توان گفت كه بسياري از اين حسگرها از حواس انسان بهتر و دقيق‌تر كار مي‌كنند. نانوربات‌هاي زيستي به تغييرات حرارتي و شيميايي بسيار حساس هستند. زيرا اگر تغييرات حرارتي در بين سلول‌هاي عضوي از بدن وجود داشته باشد و يا ضرايب شيميايي متفاوتي بين آنها مشاهده شود، نشان از تغييراتي است كه در بين سلول‌هاي سالم رخ داده و در نتيجه حاكي از بيماري خاصي مي‌باشد. اينگونه ريزماشين‌ها به گونه‌اي طراحي شده‌اند كه به تفاوت‌هاي ضرايب شيميايي سلول‌ها بسيار حساس هستند و همچنين قادرند ميزان حرارت سلول‌ها را اندازه‌گيري نمايند. هنگامي كه ضرايب شيميايي و دمايي متفاوتي مابين سلول‌ها دريافت كنند با بررسي اطلاعات و مطابقت با داده‌هاي ذخيره شده بيماري موردنظر را تشخيص مي‌دهد. ناگفته نماند كه اين نانوربات‌ها قادرند بين گزينه‌ها و موارد مشابه بهترين آنها را گزينش كنند، به عبارتي از هوش ماشيني در سطحي پيشرفته برخوردارند تا بهترين گزينه را در جهت تشخيص بيماري انتخاب نمايند. در مرحله بعدي نيز به درمان سلولي اقدام مي‌كند كه با تزريق دارو به سلول‌ها همراه است.

گفته شده است كه بدليل نوع كار اين نانو ربات‌ها در بدن تجهيزات و يا سخت‌افزار اين ماشين‌هاي مولكولي بسيار پيشرفته و ابتكاري است. در ساخت سنسورهاي زيستي تنها روش‌هاي ميكروالكترونيكي كاربرد دارد. نانوربات‌هاي زيستي داراي سنسورهايي در ابعاد بسيار كوچك هستند و در عين حال به گونه‌اي طراحي شده‌اند كه با شرايط زيستي بدن انسان سازگارند. نانوربات‌هاي زيستي با داشتن حسگرهاي بسيار حساس از تجهيزاتي خواهند بود كه امور پزشكي را بتدريج متحول مي‌كند. در واقع مدلي از ماشين‌هاي مولكولي هستند كه با روش‌هاي خاصي ارتباطات و اتصالات بين سلول‌هاي بيولوژيكي را كنترل كرده و بهبود مي‌بخشد، به عبارتي روي نحوه عملكرد سلول‌ها نظارت كرده و كنترل صحيح آنها را به عهده مي‌گيرد. روش كار اين مدل‌هاي مولكولي بر اساس شبيه‌سازي در محيط سه بعدي است. تحقيقات در زمينه نانو ربات‌هايي كه مجهز به حسگرهاي زيستي و دارويي باشند در سطح گسترده‌اي در حال انجام است.

مراحل آزمايشگاهي نانوربات‌هاي زيستي در يك محيط واقعي با كنترل‌ها و سنجش‌هاي شيميايي و حرارتي در مسير مطلوبي قرار دارد. طراحي نانوربات‌ها بر پايه و اساس نانوبيوالكترونيك مي‌باشد و حسگرهاي ويژه‌اي به نام نانوبيوسنسورها عملگرهايي هستند كه به روشي خاص عمل مي‌كنند و كاربرد آنها در جهت اهداف پزشكي و تحويل دارو به سلول‌ها مي‌باشد. اين پژوهش‌ها باعث پيشرفت‌هاي خارق‌العاده‌اي در زمينه نانو داروهاي هوشمند شده است. از ديگر وظايف تعريف شده در نانوربات‌ها عملكرد آنها به عنوان antibady است. antibady به معني ماده‌ايي است كه در بدن توليد مي‌شود و به مقابله با بيماري‌ها مي‌پردازد. موضوع جالب اين است كه سيستم ايمني بدن با نانوربات‌هاي زيستي سازش مي‌كند و در جهت رفع بيماري با آنها همكاري مي‌نمايد. از ديگر قابليت‌هاي تعريف شده در نانوبيوسنسورها بررسي زمان است، به عبارتي بررسي تشخيص بهترين زمان براي تزريق دارو به سلولهاست.

نانو ربات‌هاي هوشمند قادر به تجزيه و تحليل منطقي شرايط زيستي سلول مي‌باشند، زيرا تزريق دارو به سلول‌ها اگر در زمان و موقعيت مناسب انجام شود به طور يقين تاثير مطلوب خواهد داشت و در غير اين صورت نه تنها به بهبود وضعيت بيمار كمك نخواهد شد بلكه داراي عواقب خطرناكي نيز هست. تجزيه تحليل‌هاي گوناگوني كه از بررسي محيط بدست مي‌آيد بسيار مهم و حساس است، از طرفي ابعاد بسيار كوچك يا مينياتوري اين ريزماشين‌ها محدوديت‌هايي را ايجاد خواهد كرد. مسئله بسيار مهم ديگر تامين انرژي لازم براي گرفتن اطلاعات و تجزيه و تحليل آنهاست. Adriano Cavalcanti يكي از پيشگامان درگسترش تكنولوژي نانو يا مهندسي اتوماتيكي مولكول‌هاي زيستي است، همچنين او رئيس CAN (Center for Automation in Nanobiotech) مي‌باشد. او به همراه گروهي از متخصصين اين رشته توانسته است دستگاه‌ها، وسايل و تجهيزات پزشكي مجهزي با استفاده از نانوربات‌هاي زيستي توليد كند و گام‌هاي موثري در درمان بيماري‌هايي چون ديابت، انواع سرطان‌ها، كارديولوژي (بيماري‌هاي قلب) و نيز معالجه انوريسم (اتساع غيرطبيعي شريان‌ها) انجام دهد.

آدرس‌هاي اينترنتي www.nanorobotdesign.com , www.canbiotechnems.com براي دسترسي به اطلاعات بيشتر و آشنايي با نحوه كار اين گروه مي‌باشد. مراحل كلي ساخت نانوربات‌ها داراي دو بخش اصلي است ابتدا طراحي و ساخت تراشه‌هاي زيستي، به عبارتي ساخت تراشه‌هايي كه با ساختار ژنتيكي انسان سازگار بوده و براساس مدل ژنوم انسان طراحي شده باشند. در مراحل بعدي كه از حساسيت ويژه‌اي برخوردار است تست و انجام مراحل آزمايشگاهي به منظور بررسي واكنش بدن و چگونگي تاثيرگذاري نانوربات‌هاست. يكي از اهداف ابداع اين گونه روش‌ها مقابله با بيماري‌هاي صعب‌العلاج و همچنين انواع سرطان‌ها است. طراحان نانوربات‌هاي زيستي معتقدند كه درمان بيماري‌هايي به ويژه سرطان با اين روش موثرتر و همچنين ريسك خطرپذيري در آن بسيار كمتر است، زيرا اين نانوربات‌هاي زيستي بدون تاثيرگذاري روي سلول‌هاي سالم، سلول‌هاي بيمار و سرطاني را مورد هدف قرار مي‌دهد.

ناگفته نماند كه يكي از مشكلات درمان سرطان‌هاي گوناگون، داروها و مواد از بين برنده اين سلولهاست، زيرا علاوه بر اينكه روي سلول‌هاي سرطاني تاثير مي‌گذارد سلول‌هاي سالم را نيز از بين مي‌برد. امروزه در كنار شناخت بيماري‌ها و روش‌هاي درماني آنها، آگاهي و دسترسي دقيقي نسبت به اجزاي بدن حاصل شده و شاهد هستيم كه پزشكان قادر به پيوند اندام‌هايي به بدن انسان مي‌باشند كه تاكنون غيرممكن بوده است. پيوند اعضاي مصنوعي و جايگزين كردن آنها با عضو از كار افتاده از مسائل بسيار حساس و پيچيده است كه امروزه قابل انجام مي‌باشد. ناگفته نماند كه اين جراحي‌ها خطرات نه چندان كوچك و عواقب دردناك و دوره درمان بسيار بالايي دارند. ديگر آنكه اعضاي پيوندي و اندام‌هاي مصنوعي هنوز كارآيي بافت‌هاي طبيعي و اوليه را پيدا نكرده‌اند. براي مثال بايد گفت اگر دست يك كارگر زير تيغ دستگاه‌هاي صنعتي قطع شود خوشبختانه پزشكان قادرند كه دست را به بدن فرد پيوند زنند و حيات را به سلول‌ها باز گردانند.

اما متاسفانه دست موردنظر همه قابليت‌هاي اوليه را نخواهد داشت، زيرا هنوز اطلاعات لازم براي اتصال اعصاب و بافت‌هاي جدا شده كه مطابق حالت طبيعي باشد به دست نيامده است. از طرفي داروهايي كه براي درمان انواع بيماري‌ها ساخته شده است، خود آسيب‌هاي ديگري به سلامت بدن انسان وارد مي‌سازند زيرا كه محيط و هدف خود را به طور دقيق نمي‌شناسند و مي‌تواند مولد زيان‌هايي حتي بزرگ‌تر از مشكلات اوليه باشد. از طرفي ظهور بيماري‌هايي نظير ايدز با ويروس مرموز HIV كه روش‌ها و داروهاي كنوني از شناسايي و نابود كردن كامل آن عاجزند، خود دليلي بر متحول شدن دنياي پزشكي است. دانش نانوتكنولوژي توليد و ساخت تجهيزاتي در مقياس نانومتريك را ممكن مي‌سازد. تجهيزاتي در ابعاد اتم يا مولكول با ويژگي‌ها و خواص شيميايي كاملا” منحصر به فرد و شناخته ‌شده. در واقع متخصصين با دستكاري اتم‌ها بطور جداگانه و جاي دادن دقيق آنان در مكاني خاص قادرند ساختار دلخواه و مطلوبي را توليد كنند.

پژوهش‌هاي انجام شده ساختاري را ارائه مي‌كند كه مي‌تواند پيشرفت‌هاي حيرت‌انگيزي را در صنعت دارو و درمان بيماري‌ها و آسيب‌هاي زيستي ايجاد نمايد. نانوبيوربات‌ها سيستم‌هايي هستند كه شناساگر، تحليل‌كننده، ترميم‌كننده، متحرك و بسيار دقيق مي‌باشند كه قادرند بخش عظيمي از مشكلات پزشكي امروز را برطرف سازند. اين ماشين‌ها با اطلاعات كامل از ساختار بدن و حتي اجزاي سلول‌هاي بدن به راحتي قادر به حفاظت افراد در برابر باكتري‌ها، ميكروب‌ها و ويروس‌هاي بيماري‌زا مي‌باشند. با استفاده از اينگونه روش‌هاي درماني محققان قادر به ساخت بافت‌هاي بسيار مقاومي براي بدن انسان هستند كه حتي با افتادن از ارتفاع زياد هم كوچك‌ترين خدشه‌اي در عملكردشان وارد نشود و سلامت خود را حفظ كنند. آينده علوم و مهندسي چند گرايشي (Multi- Disciplinary) است و هر روزه به سمت توليد ماشين‌هاي مولكولي سوق داده مي‌شود تا در نهايت بتواند مجموعه‌هايي از ﭘيوندهاي ارگانيك و سايبريك را عرضه كند.

با پيشرفت در نانوتكنولوژي دانشمندان قادرند تا نانوحسگرهاي ويژه‌اي با كاربردهاي نانوبيوالكترونيك و بيولوژيكي براي عملياتي خاصي ابداع كنند. برخي معتقدند «نانوتكنولوژي روند زيان‌بار ناشي از انقلاب صنعتي را معكوس خواهد كرد.» از طرفي برخي اعتقاد دارند كه پيش‌بيني‌هايي كه در رابطه با سرعت پيشرفت تكنولوژي صورت گرفته است تا حدي اغراق‌آميز و خوشبينانه مي‌باشد. زيرا با درنظر گرفتن سرعت گرم شدن زمين، اثرات گلخانه‌اي، گسترش بيماري هاي عفوني و بعضا ناشناخته، آلودگي زمين و هوا، كمبود مواد غذايي و بسياري از موارد ديگر، تعيين زمان اينگونه پيش‌گويي‌ها بسيار خوشبينانه است.

 

● رباتیک و کشور های صنعتی

کشور ها صنعتی به این حقیقت رسیده اند ، که کشوری پیشرفت نمی کند مگر این که در تمام علوم پیشرفت کند . بنابراین ، با توجه به این که رباتیک یکی از علوم اصلی سرنوشت ساز قرن است و به آن احساس نیاز می کنند . در این راستا فعالیت های بسیاری را انجام داده اند. آن ها آن قدر پیشرفت کرده اند که هدف خود را اینگونه ذکر می کنند ” در سال ۲۰۵۰ ربات هایی خواهیم ساخت شبیه انسان که بتواند با قوی ترین تیم فوتبال انسان ها بازی کند و بدون انجام خطا ، انسان ها را شکست دهد .”

آن ها هر ساله مسابقات رباتیک جهت کسب علم و استفاده نمودن از آن در صنعت برگزار می نمایند .
همچنین در راستای تربیت نیروی انسانی جهت گسترش این علم ، رشته ی مهندسی رباتیک را ایجاد نمودند .
ژاپني ها در صنعت توليد ربات به عنوان پيش روي ساير كشورها هستند و شركت هاي هيتاچي، سوني، تويوتا و هوندا از جمله فعالان اين صنعتند. اكثريت ربات هاي ساخته شده، شباهتي با انسان ها ندارند و معمولاً در خطوط توليد كارخانه ها مورد استفاده قرار مي گيرند.

مهندسی رباتیک در واقع تلفیقی از رشته ی مهندسی برق و مهندسی مکانیک است که هدف آن تربیت نیرویی که بتواند به تنهایی ربات های صنعتی را طراحی کند و آن را بسازد . این رشته در اکثر دانشگاه های کشور های صنعتی تدریس می شود .
کارخانه های خصوصی آن ها علاوه بر رباتیکی کردن فرایند تولید ، مقداری از درآمد های ناخالص خود را جهت تحقیق و گسترش رباتیک صرف می نمایند .
● وضعیت رباتیک در ایران 

وضعیت رباتیک در ایران فاجعه بار است . به طوری که می توان گفت : رباتیک در ایران هنوز شناخته شده نیست . این وضعیت در حالی است که ایران یکی از بزرگترین وارد کنندگان ربات های صنعتی است . هر ساله ارز زیادی بابت خرید ربات ، از کشور خارج می شود . در بیشتر کارخانه های ما از رباتها استفاده می شود . کارخانه هایی مانند فولاد ، خودروسازی ، مواد غذایی و … را می توان تقریبا تمام رباتیک دانست . اما متاسفانه تمام ربات های آن وارداتی است و حتی نصب و کنترل و تعمیر آن بر عهده ی خارجی ها می باشد
به منظور عقب نماندن کشور در علم رباتیک ، رشته ی مهندسی رباتیک در سال ۱۳۸۱تاسیس شد و متاسفانه تا امسال (۱۳۸۷ ) تنها دانشگاه ارائه کننده ی آن دانشگاه صنعتی شاهرود بود . اکنون این رشته در دانشگاه صنعتی همدان نیز تدریس می شود . اما آیا دو دانشگاه کافی است ؟ پاسخ روشن است با توجه به اهداف کشور و سند چشم انداز ۲۰ ساله هم اکنون باید در تمام دانشگاه های صنعتی ، تدریس شود .
یکی از مشکلات دانش آموختگان این رشته در کشور این است که کسی این رشته را نمی شناسد و اصلا نمی داند ربات چیست . وقتی از ربات صحبت می شود به یاد اسباب بازی آدم آهنی کودکان و فیلم های سینمایی می افتند . دیگر مشکل دانش آموختگان عدم اعتماد صنعت کشور به آن ها است . صنعت گران حاضرند چندیدن برابر آن هزینه کنند ولی از نیروی خارجی استفاده نمایند .دیگر مشکل این رشته کمبود امکانات دانشگاهی و قدیمی بودن امکانات فعلی آن ها است .
بعضی از افراد در ایران استفاده از ربات را مساوی اخراج نیرو کار می دانند و با توسعه ی آن مخالفت می کنند . اما آنها از این قافل هستند که گماردن نیروی انسانی به کار های روزمره و تکراری ، اتلاف نیروی انسانی است . به جای انجام کار بیهوده می توان آن ها را در جایی دیگر به خدمت گرفت .
هر ساله چندین مسابقات رباتیک در سطح کشور برگزار می شود که می توان گفت همه ی آن ها دارای قوانین ثابت و یک شکل و تکراری است و هیچ کدام قوانین بومی ندارند . متاسفانه در ایران به این مسابقات به چشم هدف نگریسته می شود . (بر عکس کشور های صنعتی که مسابقات را ، وسیله ای برای ارتقاء صنعت خویش می دانند . ) و تمام وقت دانشجویان را می گیرند که رباتی با هدف پوچ ( مانند مسیریاب که در این مسابقات ربات باید مسیر خط سیاه را دنبال کند ) بسازند .
متاسفانه هیچ یک از ما ، هیچ روز یا هفته ای در سال را به عنوان هفته ی رباتیک ، حداقل برای یادآوری اهمیت آن بر نگزیده ایم . و برای بهبود وضعیت آن کوششی نکردیم و نمی کنیم. علم رباتيك در كشور ما علمي نو هستش و آينده اي روشن و پويا خواهد داشت.
با این همه اخیرا در مسابقات ربات‌های هوشمند انگلیس تیم دانشگاه آزاد اسلامی، ضمن کسب مقام دوم جهانی بعنوان  فنی‌ترین تیم طراح ربات انتخاب شدند.
 همچنین ربات انسان نماي ايراني پارسه ، آسيمو را به وحشت انداخت،  ربات انسان نمای پارسه ، محصول مرکز تحقیقات فناوری های پیشرفته پارسه هست که از پیشرفته ترین سیستم هوش مصنوعی جهان بهره می برد. سیستم هوش مصنوعی این ربات توانست در سال 2007 نرم افزار “کلاریسا” که توسط دانشمندان ناسا طراحی شده بود و تا آن زمان پیشرفته ترین سیستم هوش مصنوعی جهان به شمار می آمد رو با اقتدار کامل شکست بدهد . همچنین عنوان پدر هوش مصنوعی نوین جهان را از آن طراح خود کند. لازم به توضیح است که ربات انسان نمای پارسه برای رقابت جدی با ربات انسان نمای آسیمو طراحی شده است  و در پایان سال 2008 بروی پیست رقابت خواهد رفت.
گفتنی است بخش سیستم هوش مصنوعی ربات انسان نمای پارسه توانست در سال 2007 طی 9 روز رقابت دقیق و کارشناسی بیش از 30 سیستم هوشمند و ربات جهان را از جمله بخش هوش مصنوعی ربات آسیمو ، نرم افزار کلاریسا در ناسا ، سیستم هوش مصنوعی لوییزا و…. را با قدرت شکست دهد . طبق نظر کارشناسان انجمن هوش مصنوعی آمریکا AAAI این سیستم توانسته 70 درصد هوش انسانی را بازسازی نماید که تاکنون در جهان توانسته بودند کمتر از 10 درصد آن را شبیه سازی کنند یعنی چیزی در حد هوش یک گربه!!!!!!
● ربات هاي متفكر، نسل آينده ربات ها

 

محققان رباتیک  دانشگاه ايالت ميشيگان آمريكا (MSU) بر روي ربات هايي با فناوري هوش مصنوعي در حال كارند
 
فيلم جديد بازگشت ماتريكس سوژه اي مشترك با فيلم هاي ديگري دارد كه در آنها ماشين هاي رايانه اي كه بسيار پيشرفته اند با تفكر خود قصد سلطه بر جهان را دارند، اين تصور و تخيل چندان كه به نظر مي رسد خيال پردازانه نيست. محققان دانشگاه ايالت ميشيگان آمريكا (MSU) بر روي ربات هايي با فناوري هوش مصنوعي در حال كارند كه قادر مي باشند فكر كنند يا حداقل از تجربياتشان بياموزند. درست همانند يك بچه. اما آيا اين امكان وجود دارد كه ربات هاي ساخت بشر روزي عليه سازندگانشان به جنگ بپردازند؟
آرتور تانگ كه يك محقق است اعتقاد دارد، از لحاظ تكنيكي چنين امري در آينده اي نه چندان نزديك امكان پذير است و ربات هاي داراي هوش مصنوعي اين استعداد را دارا مي باشند. هوش مصنوعي از داغ ترين موضوعاتي است كه دانشمندان علوم رايانه آن را تحت بررسي دارند. آنها قصد دارند تا به جاي ساخت يك ماشين هوش مصنوعي (AI) آن را به بار آورده و رشد دهند. تانگ در اين مورد مي گويد: «به  جاي دادن برنامه حل يك مسأله به رايانه ما قصد داريم تا با بزرگ كردن يك ماشين هوش مصنوعي همانند يك كودك امكان حل مسأله و پيدا كردن راه  حل را به خود او واگذار كنيم. مثلاً ما دوست داريم به جاي برنامه دادن به آن جهت تشخيص كاراكترها و گرامر، نحوه خواندن را به اين ماشين ها ياد دهيم.» اين درست همان كاري است كه جان ونگ استاد دانشگاه MSU در حال انجام آن است. او هم اكنون دومين ربات نمونه خود را نيز ساخته است. اين ربات كه Dav نام دارد شبيه رباتي است كه در سريال تلويزيوني «گم شدن در فضا» به نمايش در آمد.
يك جفت دوربين چشم هاي Dav مي باشند و يك ميكروفن به همراه پردازنده صوت گوش هاي اين ربات  را تشكيل مي دهند. قدرت تشخيص حركت و حسگرهاي حرارتي اين ربات را به توانايي هاي انسان نزديك تر مي كنند.
اين ماشين ها پس از ساخته شدن، خود توانايي هاي فكري خود را بهبود مي بخشند. به منظور دادن آموزش راه رفتن به آنها، محققان اين ربات ها را به سمت گوشه ها و در درون راهروها به جلو هل مي دهند. درست همانند والديني كه پشت دوچرخه كودكانشان را به هنگام آموزش دوچرخه سواري نگاه داشته و به دنبال آنان مي دوند تا زماني كه كودكانشان بدون نياز به آنها بتوانند به دوچرخه سواري بپردازند.
برنامه نويس پشت سر ربات حركت نموده و با تنظيم حسگرها و تغيير دستورالعمل هاي ورودي حركت آن را بهبود مي بخشد. با ده بار انجام اين كار ربات ياد مي گيرد كه هنگام رسيدن به گوشه ها دور بزند و از برخورد با ديوار اجتناب ورزد.
ونگ مي گويد در مورد انسان ها فراگيري و اندازه مغز محدود است اما در مورد ربات ها چنين موانعي وجود ندارد. البته ونگ معتقد است احتمالاً ربات ها هيچ گاه از كنترل انسان خارج نخواهند شد،چرا كه برنامه نويسان آنها انسانها هستند.

● استفاده از رباتهای هوشمند در مانیتورینگ، کنترل و تعمیرات خطوط لوله گاز
کی از روشهای نگهداری و تعمیرات لوله های انتقال گاز در خطوط لوله بین شهری و یا حتی شبکه‌های شهری، استفاده از رباتهای تشخیص دهنده و برطرف کننده عیوب میباشد. اینگونه رباتهای هوشمند با بهره‌گیری از برنامه‌های کامپیوتری و سنسورها و تجهیزات آزمایش کننده میتوانند عیوب مختلف را تشخیص داده و اطلاعات جمع‌آوری شده در طول حرکت خود در داخل لوله‌ها را در حافظه خود ذخیره کرده و در مقصد تحویل دهند یا بصورت آنلاین جهت مرکز کنترل ارسال کنند و حتی امکان برخی تعمیرات کوچک داخل لوله‌ها را دارا می‌باشند و می‌توانند مسیر حرکت را، بعنوان مثال در انشعابات، بر اساس نیاز انتخاب کنند. مشکلات ساخت و استفاده از چنین رباتهایی:  منبع تغذیه و تامین انرژی مورد نیاز آنها، چگونگی برقراری ارتباط با اپراتور یا کنترل کننده دستگاه، چگونگی حرکت در داخل لوله و یا ثابت ماندن مقطعی آن به دلخواه اپراتور، چگونگی وارد نمودن ربات به داخل خط دارای جریان گاز بدون قطع جریان و یا بدون پیگ رسیورها و یا پیگ لانچرهای از پیش تعبیه شده.
● آینده ی علم  رباتیک

جمعیت ربات‌ها به سرعت در حال افزایش است. این رشد توسط ژاپنی‌ها که ربات‌های آن‌ها تقریباً دو برابر تعداد ربات‌های آمریکا است، هدایت شده است.

همه ارزیابی‌ها بر این نکته تأکید دارد که ربات‌ها نقش فزاینده‌ای در جوامع مدرن ایفا خواهند کرد. آن ها به انجام  کارهای خطرناک، تکراری، پر هزینه و دقیق ادامه می‌دهند تا انسان‌ها را از انجام آن‌ها باز دارند.
ربات ها هر روز گسترده تر می شوند بزودی ربات های پرستار نظافتچی فوتبالیست آشپز مربی و … به تولید انبوه می رسند قرار است تا سال 2050 دانشمندان تیم فوتبال رباتیک بسازند که با انسان ها بازی کنند و آن ها را شکست دهند . یک روز فرا می رسد که در هر خانه ای یک ربات انسان نما و همه کاره وجود داشته باشد و در صنایع و کشاورزی و … دیگر به انسان نیاز نباشد و انسان در آن فقط تفریح و تولید علم کند .
شهری را تصور کنید که رباتها در اکثر فعالیت های انسانی و بشری کمک رسان بشر شده اند.به یقین که نگاهی با کمی دورنگری و کمی بزرگ نمایی از آینده این رشته بسیار نگران کننده و شاید خطرناک باشد.تصور این که رباتی شما را در یک معامله بفریبد و یا رباتی که دارای احساس و اندیشه و جماعاتی رباتی که بر سر مسایل مورد نظر شان مثل کم توجهی به آنها شروع به شورش کنند و دیگر موارد که اکنون خنده دار و در باطن نگران کننده است.
 در راستای همین مطالب بد نیست نگاهی با تامل و جدی به فیلم “مرد 200 ساله” بیاندازید که به تصور شما کمک میکند.
 
● نتیجه گیری

اگر می خواهیم ایران به پیشرفت شایسته ی خود برسد . باید موانع را از جلو آن برداریم . در اولین قدم بهتر است در موارد زیر گامی محکم برداریم .
۱) آشنایی مردم با علم رباتیک و مزیت استفاده از ربات ها
۲) تاسیس رشته ی مهندسی رباتیک در تمامی دانشگاه های صنعتی کشور
۳) برگزاری هدفمند مسابقات رباتیک در رشته های بومی در راستای تولید ثروت از راه علم
۴) جلب اعتماد صنعت به نیرو های داخلی
۵) مشخص کردن هفته ای خاص به نام هفته ی رباتیک
۶) و … .
همچنین آموزش و پرورش بايد به متولي اصلي رباتيك تبديل شود، آموزش و پرورش به دليل اين‌كه به‌طور مستقيم با دانش‌آموزان در تماس است، مي‌تواند به بهترين متولي رباتيك در كشور تبديل شود و با تشكيل كانون و انجمن رباتيك، علاقه‌مندان به اين رشته را به‌طور پيوسته به سمت و سوي خود سوق دهد.
همچنین بر گزرای مسابقات رباتیک در زمینه های مختلف از جمله مسابقات روبوکاپ ،مسابقات رباتیک در حوزه ی خدمات شهری و رباتهای امداد ونجات ، می تواند فرهنگسازي  مناسبی براي استفاده از دانش رباتيك براي پاسخگويي به نيازهاي مردم در سطح جامعه  می باشد .
بسیاری از مردم از اینکه ربات‌ها تعداد شغل‌ها را کاهش دهد و افراد زیادی شغل خود را از دست دهند، نگرانند. این تقریباً هرگز قضیه‌ای بر خلاف تکنولوژی جدید نیست. در حقیقت اثر پیشرفت‌ تکنولوژی مانند ربات‌ها (اتومبیل و دستگاه کپی و…) بر جوامع ، آن است که انسان بهره‌ورتر می‌شود.
در حوزه   رباتیک مشکلاتی در رابطه با انسان‌های شرور و استفاده از ربات‌ها برای مقاصد شیطانی داریم. مطمئناً ربات‌ها می‌توانند در جنگ‌های آینده استفاده شوند. این می‌تواند هم خوب و هم بد باشد. اگر انسان‌ها اعمال خشونت آمیز را با فرستادن ماشین‌ها به جنگ یکدیگر نمایش دهند، ممکن است بهتر از فرستادن انسان‌ها به جنگ با یکدیگر باشد. ربات‌ها می‌توانند برای دفاع از یک کشور در مقابل حملات استفاده می‌شوند تا تلفات انسانی را کاهش دهد. آیا جنگ‌های آینده می‌تواند فقط یک بازی ویدئویی باشد که ربات‌ها را کنترل می‌کند؟  

منبع :

majerado.persiangig.com

Industrial automation اتوماسیون صنعتی

Industrial automation اتوماسیون صنعتی

تعریف اتوماسیون , کاربرد اتوماسیون , مزایا اتوماسیون , اتوماسیون در ایران , اتوماسیون در جهان

تعریف اتوماسیون صنعتی

اتوماسیون در زبان یونان باستان به معنی خود فرمان است. روباتیزه کردن یا اتوماسیون صنعتی به معنی استفاده از ابزارهای کنترلی(مثلاً کامپیوتر) به منظور هدایت و کنترل ماشین آلات صنعتی و پروسه های تولید است. در حیطه صنعتی سازی اتوماسیون قدم بعدی مکانیزه سازی است. به این شکل که مکانیزه سازی،ماشین را جایگزین نیروی فیزیکی انسان می کند فیزیکی و اتوماسیون نقش احساس و مجری بودن مستقیم انسان در صنعت را به شکل چشمگیری کاهش می دهد. تنها کاربرانی که در این سیستم ها در پروسه تولید شرکت دارند،ناظرانی هستند که به آنها مهندسین ساکن میگویند. چرخه ی تولید اتوماسیون سازی شده شامل کلیه عوامل لازم برای اندازه گیری، انتقال،نمایش،ذخیره سازی و تنظیم اطلاعات از مراحل ساخت و اجرای فرامین مربوطه می باشد. با روی کارآمدن تراشه های پردازش گر و کنترلر ایده ایجاد چنین سیستم هایی به وجود آمد. سیستم هایی که قادر باشند دخالت انسان در چرخه تولید را به حداقل رسانده و تنها او را ناظری بر پروسه ساخت گردانند. روباتهای صنعتی مهم ترین نقش را در این سیستم ها ایفا می کنند.

کاربرد اتوماسیون صنعتی

اتوماسیون یکی از مهمترین ارکان تولید صنعتی به حساب می آید. تا قبل از روی کارآمدن این نوع سیستم ها از دستگاههای مختلفی برای کنترل خطوط تولید استفاده می شد،که هر کدام به صورت مستقل عمل می کردند و محدودیت های بسیاری داشتند. اما هدف از اتوماسیون سازی و استفاده از روبات، تزریق احساس به پروسه تولید است. هم سویی و هم هدف کردن دستگاهها و روباتها و ایجاد شبکه در یک نظام تولید،حاصل به کارگیری تکنولوژی اتوماسیون است. به عبارت دیگر اتوماسیون وظیفه ای بیش از کنترل فرایند تولید را بر عهده دارد. اما وظایف تعریف شده ی یک سیستم اتوماسیون که توسط کارشناسان مربوطه تنظیم شده است عبارتند از:

1- جاری ساختن استراتژی های کنترلی در کارخانه.

2- تبادل اطلاعات میان بخش های تولید.

3- ایجاد یک واسطه بین کاربر و مجموعه تحت کنترل.

سیستم های اتوماسیون در هر دو نوع از فرایندهای تولید که شامل:

1- فرایندهای پیوسته (واگرا) مثل: پالایش، غذائی و …..

2- فرایندهای گسسته (همگرا) مثل: خودرو، لوازم خانگی و ….

می شود، کاربرد دارند. یک فرایند تولید متناسب با نوع محصول مورد نظر به سه بخش تولید،بسته بندی و توزیع تقسیم میشود. تولید مهمترین بخش فرایند ساخت است. از سنجش کیفیت مواد اولیه،انجام عملیات ابتدائی ساخت روی آنها تا فراوری محصول نهائی و آزمایش های پایانی کنترل محصول. روباتهای جابه جا کننده و برش دهنده پای ثابت این بخش دراکثر خطوط تولید هستند. اما از آنجا که تمام فراورده ها و محصولات در پایان فرایند تولید نیاز به بسته بندی دارند و عواملی چون مدت مصرف، مسائل بهداشتی،سادگی حمل و…. در کیفیت محصول و توزیع فروش آن تأثیر گذارند، پس توجه به این بخش الزامی است. از بارگیری محصول در خودروهای باربری تا عرضه محصول در فروشگاهها جزو بخش توزیع قرار می گیرد. استفاده از روباتهای ویژه بارگیری و خطوط حمل و نقل هوشمند،از مهمترین دستاوردهای اتوماسیون در بخش توزیع محسوب می شود. اتوماسیون حتی در سطوح مدیریتی تولید نیز کارایی به سزایی دارد. این مهم به کمک واسط های ماشین انسان (HMI) انجام پذیر است. چرا که علاوه بر کنترل سیستم،جمع آوری،هماهنگ سازی اطلاعات و نمایش آن در سطوح مختلف مدیریتی را امکان پذیر می سازد. کنترل سیستم به کمک HMI از راه دور به سادگی امکان پذیر است.

مزایای اتوماسیون صنعتی

از گذشته تا به حال:

روباتها اولین بار ۱۹۵۴ در صنعت به کار گرفته شدند. این روباتها که به بازوی روباتی معروف بودند،دارای سه محور آزادی برای حرکت بودند،امروزه همان روباتها با شش محور آزادی هستند. همچنین امروزه هدف از اتوماسیون برای شرکت های تولیدی از اهداف اولیه ای چون کاهش هزینه ها و افزایش تولید به اهداف والاتری چون افزایش کیفیت و انعطاف پذیری سیستم تغییر یافته است. اهداف اولیه بدون دوراندیشی و مشتری مداری بود

اتوماسیون و امنیت کار:

در زمینه امنیت کار تقریباً همه با اتوماسیون موافقند. چرا که در بسیاری از صنایع که برای انسان خطراتی وجود دارد (نظیر صنایع شیمیایی و اتمی) این سیستم از جایگاه والا و مؤثری برخوردار است. در عین حال در بسیاری از صنایع میزان دقت لازم به هیچ وجه توسط انسان دستیافتنی نیست. در اینگونه محیط ها نیز فقط باید از دستگاههای اتوماتیک و کنترل شده توسط کامپیوتر استفاده کرد.

اتوماسیون و انعطاف پذیری:

تصور کنید مالک کارخانه ای هستید که بازار از محصولاتش اشباع شده است،یا کالای شما دیگر خریدار ندارد و یا به هر دلیل دیگری قصد دارید محصول دیگری تولید کنید. برای این کار شما باید تمامی دستگاههای خط تولید را تعویض کرده و به عبارت دیگر باید هزینه بسیار زیادی را برای جلوگیری از ضرر بپردازید. اما اگر به روی خط تولید خود یک سیستم اتوماسیون صنعتی را پیاده سازی کرده باشید و وظایف عمده ی ساخت را به روباتها محول کرده باشید،برای تعویض محصول تولیدی تنها کافیست نرم افزار شبکه خود تغییر داده و اندکی در سخت افزار خود دست ببرید. به عبارت دیگر با اتوماسیون صنعتی می توان از زیان های بزرگ و در واقع از ورشکستگی فرار و تنوع در تولید را ایجاد کرد.

اتوماسیون در ایران

بازار:

صنایع ایران هم اکنون با چالش های عمده ای روبه رو است. اقتصاد در حال تحول ایران با حذف انحصارات و موانع تجارت آزاد،در معرض هجوم فزاینده شرکت های خارجی جویای بازارهای جدید قرار گرفته است. طیف این شرکت ها از تولید کنندگان با قیمت پایین و کیفیت نازل آسیای جنوب شرقی (مانند برخی تولید کنندگان چینی) تا تولید کنندگان دارای کیفیت بسیار بالا (مانند آلمان) را دربرمی گیرد. رقابت در چنین بازاری نیاز به نوسازی اکثر صنایع کشور را برای افزایش کیفیت طراحی و ساخت محصولات اجتناب ناپذیر می کند. در این راستا اتوماسیون نقش استراتژیک و تعیین کننده ای در باقی ماندن تولید کنندگان ایرانی در عرصه رقابت دارد.اما آیا به میزان این اهمیت،در ایران به اتوماسیون پرداخته شده است؟ پاسخ این سئوال مطمئناً منفی است. بازار اتوماسیون در ایران تنها شاهد فعالیت چند شرکت نوپا و کوچک است که بیشتر فعالیتشان در حوزه برق است. این شرکت ها به نوعی خدماتی محسوب می شوند و تنها فعالیتشان نصب،راه اندازی،تعمیر و در برخی موارد آموزش سطحی این سیستم ها می باشد. البته بعضی شرکتها هم در زمینه وارد کردن قطعات و ابزارآلات و دستگاههای مربوط به اتوماسیون تلاش می کنند. ولی این گونه فعالیت ها برای رسیدن به هدف مورد نظر که به نوعی همان چشم انداز بیست ساله است کافی نیست. اما یکی از تنهاترین شرکتهای ایرانی که در زمینه طراحی و ساخت ربات های صنعتی و شبکه های اتوماسیون فعالیت می کند، شرکت مهندسی توسعه سایپا (سیکو) است که علاوه بر موارد مطرح شده وظیفه پشتیبانی خطوط تولید سایپا را نیز برعهده دارد. این شرکت چند کارخانه اتومبیل سازی را در قسمت خطوط رنگ مجهز به سیستم اتوماسیون کرده است. هر چند،این شرکت نیز اکثر ربات ها و دستگاهها را از خارج وارد می کند. در واقع می توان گفت در ایران هیچ روباتی به صورت خط تولید در کارخانه و یا تولید انبوه ساخته نمی شود. روباتهای ساخته شده به صورت موردی و آن هم توسط برخی مراکز پژوهشی و دانشگاه ها بوده است. البته مقصود من روباتهای صنعتی هستند. شاید یکی از دلایل این امر،این باشد که صنایع داخلی ما هنوز آنقدر پیشرفت نکرده که نیاز به تولید انبوه ربات باشد. دلیل دیگر نیز شاید ارتباط ضعیف بین صنعت و دانشگاه باشد. شاید هم این تکنولوژی به خوبی معرفی نشده و اطلاع رسانی در این رابطه درست انجام نشده است و این عامل باعث شده تا سرمایه گذاران ریسک حضور در این حوزه را قبول نکنند.

فعالیت ها:

هر ساله در ایران مسابقات روباتیک زیادی برگزار میشود. گروههای دانشجویی و دانش آموزی در سراسر کشور مشغول ساخت ربات های آموزشی و سرگرمی هستند. این گونه فعالیت ها زمینه ساز پیشرفت کشور در حوزه روباتیک است. اما باید دید در زمینه ربات صنعتی و اتوماسیون چه تلاشهایی شده است. بهتر است در ابتدا فعالیت دولت را بررسی کنیم. در ادامه سیاست گذاری اولیه در صنعت الکترونیک برای بخش اتوماسیون صنعتی،با حضور استادان باسابقه ی دانشگاه ها و متخصصان باتجربه در صنعت اتوماسیون کشور،برای سیاست گذاری در این صنعت کمیته ای تشکیل شد. این کمیته ی تخصصی طی برگزاری جلسات هفتگی به بررسی شرایط اتوماسیون صنعتی در ایران و جهان پرداخت. سپس برای رسیدن به اهداف مورد نظر اقدامات را اولویت بندی کرد که برخی از آنها را بیان نموده ایم:

1- نرم افزارهای برنامه نویسی کنترلی.

2- نرم افزارهای سیستم عامل بلادرنگ.

3- سیستم های فیلدباس و انتقال اطلاعات.

4- سخت افزارهای کنترل گر و ادوات کنترل وابزار دقیق.

5- سیستم های انعطاف پذیر.

اما سازمان مدیریت و برنامه ریزی کشور که متولی اجرای قانون حداکثر استفاده از توان داخلی در اجرای پروژه های کنترل و سیگنالینگ ریلی (اعم از قطار شهری و راه آهن سراسری است)،پیشنهاد انجمن شرکت های اتوماسیون صنعتی را پذیرفته و از صاحب نظران و کارشناسان و مسئولین اجرائی پروژه های ریلی دعوت به عمل آورد تا پروژه های مربوط را عملی کنند. در مورد فعالیت های پژوهشی می توان به روباتی اشاره کرد که در تابستان امسال ساخت آن به پایان رسید. این یک ربات بسته بندی است که با هدف افزایش بازده تولید و کاهش خطاهای بسته بندی طراحی و ساخته شده است. دستگاه ساخته شده (ربات بسته بندی) مراحل چیدمان محصولات در انتهای خط تولید درون کارتن را انجام می دهد که در انواع صنایع غذائی،آرایشی، بهداشتی و مواد شوینده کاربرد دارد. این ربات دارای هوش مصنوعی قدتمند است که میتواند به انجام کنترل کیفیت محصولات پرداخته و قابلیت تطبیق با خطوط مختلف تولید کارخانجات را با کمترین تغییر دارد. این سیستم با 20 تا 50 درصد افزایش ظرفیت و سرعت بسته بندی،سرعت تولید و راندمان را ارتقاء داده و خطاهای بسته بندی که غالباً به دلیل نیروی انسانی است ،حذف می کند و با کاهش قیمت نسبت به نمونه های خارجی که قابلیت های منحصر به فرد این طرح را نیز ندارد،با هزینه 40 تا 60 میلیون تومان تهیه می شود در حالی که هزینه نمونه های مشابه که با قبول سفارش کار ساخته می شوند بیش از 100 تا 120 هزار دلار است.

گفته مدیران:

به گفته رئیس هئیت مدیره انجمن اتوماسیون به دلیل مستقل شناخته نشدن در سیستم رتبه بندی ها،کیفیت صنعت اتوماسیون در پروژه ها آسیب می بیند. شرکت هایی که برای فعالیت های مختلف مهندسی،طراحی و نصب اتوماسیون انتخاب میشوند اغلب شرکت هایی هستند که امور مربوط به برق و غیره را انجام می دهند. او گفت در اتوماسیون وابستگی ما به خارج هفتاد درصد است. اگر یک پروژه را در فازهای طراحی،ساخت،نصب و راه اندازی در نظر بگیریم،در بخش های طراحی،نصب و راه اندازی مشکلی نداریم اما از نظر ساخت به خارج وابسته هستیم،چون تکنولوژی این صنعت بسیار پیشرفته است و هر روز در حال تغییر است و ما متأسفانه عقب افتاده ایم. دلیل این عقب افتادگی آن است که تنوع تجهیزاتی که در اتوماسیون به کار می رود بسیار زیاد است به طوری که بیش از 800 نوع ابزار دقیق و سیستم کنترل در دنیا ساخته میشود،که نیازمند سرمایه گذاری بسیار سنگینی برای ساخت است و تنها شرکت هایی می توانند این سرمایه گذاری را انجام دهند که بازارهای جهانی را در اختیار داشته باشند و بدون شک سرمایه گذاری برای بازارهای منطقه ای توجیه اقتصادی ندارد. از آنجا که حضور در بازارهای جهانی هم با توجه به رقابت بسیار فشرده آن سخت است،می توان گفت در حال حاضر سرمایه گذاری بخش خصوصی در این زمینه امیدوار کننده نیست. همچنین از توان دولت نیز خارج است. او در خصوص چگونگی توسعه صنعت اتوماسیون و کاهش واردات اظهار کرد در این زمینه خاص نباید تولید به عنوان هدف در نظر گرفته شود،بلکه هدف باید یکپارچه سازی تجهیزات اتوماسیون قرار گیرد و چون این تجهیزات کامپیوتری هستند نیازی نیست همه قطعات را تولید کرد. مسأله مهم دانشی است که به واسطه آن قطعات را جمع کرد و نرم افزارهای مناسبی روی آن نصب کرد تا مورد استفاده قرار گیرد. در دهه گذشته تلاش زیادی کردیم تا دولت شرایطی فراهم کند تا شرکت های خارجی نتوانند تنها فروشنده صرف محصولات باشند. به این معنا که گفته شود تنها در صورتی میتوانند با شرکت های داخلی همکاری کنند که سیستم یکپارچه سازی در داخل ایران صورت گیرد. از این رو پیشنهاد ما این است که دولت با تصویب طرح یکپارچه سازی نرم افزارهای سیستم،به شرکت های داخلی ما این فرصت را بدهد تا بتوانند این صنعت را توسعه دهند،در این صورت با این اقدام بیش از 50 درصد از مبالغ ارزی که در گذشته از ایران خارج می شد،در داخل مصرف می شود و توان علمی داخل را نیز ارتقاء خواهد داد و تنها قطعات و سخت افزارهایی که مورد نیاز است وارد می شود و در داخل جمع و نرم افزار آن نوشته می شود. او همچنین اضافه کرد که با وجود توان انجام چنین امری در داخل و کسب موفقیت های بسیار بالای برخی شرکت ها در سطح جهانی،اما به دلیل نبود حمایت کافی،به ناچار مجبور به تعطیلی شرکت خود شده و متحمل ضررهای هنگفتی نیز شده اند.

اتوماسیون در جهان

صاحبنظران به حق اتوماسیون را صنعتِ صنعت ساز نامیده اند. صرف نظر از اینکه سیستم های اتوماسیون نقش مغز و اعصاب را برای یک کارخانه بازی می کنند و در نتیجه مهمترین و حساس ترین بخش های یک فرایند تولیدی را تشکیل می دهند،شواهد بسیاری برای راهبردی بودن اتوماسیون و کنترل در صنایع کشورها دلالت مینمایند. آمارهای جهانی نشان دهنده این واقعیت هستند که چند کشور صنعتی بزرگ جهان هم بزرگترین تولید کنندگان و هم بزرگترین مصرف کنندگان این فناوری می باشند. این آمارها بیان گر آن است که آمریکا،ژاپن و آلمان که سه قدرت صنعتی اول جهان هستند، به ترتیب حدود 39% و 23% و 10% مصرف سیستم های اتوماسیون را (مجموعاً 72%) به اختصاص داده اند و از طرف دیگر 36% و 26% و 16% از تجهیزات و نرم افزارهای اتوماسیون صنعتی (مجموعاً 78%) را نیز تولید می کنند. این آمار به خوبی نشانگر آن است که در صورتی که بخواهیم در زمینه صنعت توفیق داشته باشیم باید هم به استفاده گسترده و مناسب از فناوری پیشرفته اتوماسیون در صنایع خود و هم به تولید این فناوری در کشور اهتمام ورزیم. از این دیدگاه فناوری اتوماسیون به دلیل همین جنبه خاص یعنی اهمیت آن برای رقابت پذیر ساختن تولید در همه رشته های صنعتی جایگاه ویژه ای دارد.در کشور ژاپن حدود 10 تا 15 کارخانه در حوزه تولید ربات فعالیت می کنند. نکته جالب در ژاپن وجود کارخانه هایی به نام کارخانه های تاریک است که با اتوماسیون سازی کارخانه ها در این کشور رواج یافته است. این کارخانه ها بدون هیچ گونه نور و روشنایی فعالیت می کنند و برای ایجاد روشنایی،برقی مصرف نمی کنند. کاوازاکی از جمله شرکت هایی است که در زمینه تولید ربات فعالیت می کند. شرکتی قدرتمند با سالها سابقه و پشتوانه ی مالی که دارای تعدادی ربات نصب شده در کارخانجات مختلف سطح کشور می باشد. در حقیقت اولین روباتهای صنعتی نصب شده در کشور از نوع کاوازاکی بودند که در سال 1373 در خط تولید پراید در کارخانه سایپا نصب شدند و عملیات جوشکاری سقف بدنه ها را انجام می دادند. شرکت های دیگری چون ABB و امثال اینها به نوعی تمامی بازار جهانی را در اختیار گرفته اند و رقابت با آنها اگر هوشمندانه نباشد غیرممکن است.

رباتهاي ايراني در خدمت صنايع

رباتهاي ايراني در خدمت صنايع

ربات يا ربات وسيله اي مکانيکي به منظور انجام وظايف مختلف است. يک ماشين که مي تواند براي عمل به دستورات مختلف برنامه ريزي شود يا يک سري اعمال ويژه انجام دهد.
مخصوصا آن دسته از کارها که فراتر از حد توانايي هاي طبيعي بشر باشند. اين ماشين هاي مکانيکي براي بهتر به انجام رساندن اعمالي از قبيل احساس و درک کردن ، جابه جايي اشيا يا اعمال تکراري شبيه جوشکاري توليد مي شوند. محققان پژوهشکده توسعه تکنولوژي جهاد دانشگاهي صنعتي شريف هم براي اولين بار در کشور موفق به طراحي و ساخت ربات جابه جايي و چرخش دوجهته سيلندر خودرو شدند. اين ربات در واقع براساس يکي از نيازهاي اساسي موجود در خط توليد داخلي طراحي و ساخته شده است و با توجه به دانش و تجربه اي که در اين زمينه در پژوهشکده توسعه تکنولوژي وجود دارد، در صورت نياز صنايع ديگر، نمونه هاي مشابه آن در مدت زمان کوتاه تري نيز ممکن است طراحي و ساخته شود.

به طور کلي علم رباتيک از سه شاخه اصلي تشکيل شده است: الکترونيک (شامل مغز ربات)، مکانيک (شامل بدنه فيزيکي ربات) و نرم افزار (شامل قوه تفکر و تصميم گيري ربات). در واقع اگر يک ربات را به يک انسان تشبيه کنيم ، بخشهايي مربوط به ظاهر فيزيکي انسان را متخصصان مکانيک مي سازند، مغز ربات را متخصصان الکترونيک توسط مدارهاي پيچيده الکترونيک طراحي مي کنند و کارشناسان نرم افزار قوه تفکر را به وسيله برنامه هاي رايانه اي براي ربات شبيه سازي مي کنند تا در موقعيت هاي خاص ، فعاليت مناسب را انجام دهد.
در واقع ربات يک ماشين هوشمند است که قادر است در شرايط خاصي که در آن قرار مي گيرد، کار تعريف شده اي را انجام دهد و همچنين قابليت تصميم گيري در شرايط مختلف را نيز ممکن است داشته باشد. با اين تعريف مي توان گفت رباتها براي کارهاي مختلفي مي توانند تعريف و ساخته شوند؛ مانند کارهايي که انجام آن براي انسان غيرممکن يا دشوار باشد. براي مثال در قسمت مونتاژ يک کارخانه اتومبيل سازي ، قسمتي هست که چرخ زاپاس ماشين را در صندوق عقب قرار مي دهند، اگر يک انسان اين کار را انجام دهد، خيلي زود دچار ناراحتي هايي مثل کمردرد و… مي شود، اما مي توان از يک ربات الکترومکانيکي براي اين کار استفاده کرد يا براي جوشکاري و ساير کارهاي دشوار کارخانجات هم همين طور يا رباتهايي که براي اکتشاف در ساير سيارات به کار مي روند هم از انواع رباتهايي هستند که در جاهايي که حضور انسان غيرممکن است استفاده مي شوند.
محققان پژوهشکده توسعه تکنولوژي جهاد دانشگاهي صنعتي شريف هم رباتي ويژه را طراحي کرده اند. در واقع براي اولين بار در کشور موفق به طراحي و ساخت ربات جابه جايي و چرخش دوجهته سيلندر خودرو شده اند.
اين ربات براساس يکي از نيازهاي اساسي موجود در خط توليد شرکت ايران خودرو و براساس شرايط خاص اين شرکت در مدت 6 ماه ساخته شده است و با توجه به دانش و تجربه اي که در اين زمينه در پژوهشکده توسعه تکنولوژي وجود دارد، در صورت نياز صنايع ديگر، نمونه هاي مشابه آن در مدت زمان کوتاه تري طراحي و ساخته خواهد شد.
به گفته مهندس محسن مرادي دالوند، مدير پروژه طراحي و ساخت اين ربات ، باتوجه به نوع حرکت ربات و جستجوهاي انجام شده ربات مشابهي در داخل و خارج از کشور وجود ندارد و با توجه به اين که خط توليد پژو کاملا از شرکت پژو خريداري شده است و اين که اين ربات تا قبل از ساخت آن در ايران خودرو وجود نداشته است ، نشان دهنده منحصر به فرد بودن آن است.
مرادي درباره ويژگي هاي منحصر به فرد اين ربات مي گويد: اين ربات يک ربات کره اي (Spherical) است که براي جابه جايي و چرخش استفاده شده است و با توجه به اين که داراي سطح جاروبي به صورت يک نيمکره کامل است ، هيچ گونه مشابهي براي اين ربات نه در داخل و نه در خارج از کشور پيدا نشده است.
طراحي اين ربات از 15 آذر 85 شروع و تاريخ اتمام و راه اندازي آن 15 اردیبهشت 86 است و از آن تاريخ تاکنون به صورت 3شيفت در حال بهره برداري است.

تحول در صنعت خودروسازي

مرادي درباره مراحل مختلف طراحي اين ربات مي گويد: با توجه به نياز ايران خودرو به اين ربات که يک ربات بسيار خاص به لحاظ ابعادي و عملکردي است و در يک مکان بسيار خاص بايستي انجام وظيفه کند، قبل از شروع طراحي ربات ، ابتدا فضاي اطراف ربات و دستگاه هاي قبل و بعد از آن به صورت سه بعدي در رايانه مدل شد و سپس با توجه به نوع حرکات لازم براي سيلندر خودرو، مکانيسم کلي ربات به صورت سه بعدي و در مجاورت دستگاه هاي قبل و بعد از آن ، مدل شد. پس از طراحي مکانيسم ربات ، با به حرکت درآوردن مدل سه بعدي ربات در رايانه ، محيط واقعي ربات در کنار آن مدل و تمامي ايرادهاي احتمالي مکانيسم ربات برطرف شد. با مشخص شدن مکانيسم کلي ربات و نوع محرکهاي آن از قبيل موتور، جکهاي پنوماتيک و هيدروليک ، با توجه به پروفيل هاي حرکتي ربات مشخصات کامل محرکها محاسبه شدند. سپس طراحي ابعادي تمامي قطعات ربات به صورت دقيق (Detail Design) انجام و براي ساخت آماده شدند.
پس از ساخت قطعات ربات ، مجموعه قطعات ساخته و قطعات آماده ، مونتاژ و براساس الگوريتم حرکتي و کنترلي ربات ، تست اوليه از ربات انجام و با توجه به نتيجه تست برنامه بهينه شد. در اين مرحله ربات آماده نصب روي خط توليد و بهره برداري است.
مرادي مي افزايد: در ساخت اين ربات از هيچ گونه فناوري خارجي استفاده نشده است و از مرحله طراحي تا ساخت و مونتاژ آن ، همه در داخل کشور انجام شده است.

صرفه جويي ارزي

درباره اهميت اجراي اين طرح از لحاظ علمي اقتصادي هم بايد گفت: صرفه جويي ارزي 200 هزار دلاري اين ربات ، عدم وابستگي به دستگاه ها و متخصصان خارجي ، بالا بردن سطح اطمينان شرکتها و کارخانجات داخلي به دستگاه هاي محصول ايران و بالا بردن سطح علمي و توانايي براي انجام کارهاي بعدي ازجمله عوامل قابل تامل در اين طرح است.
تمام اين طرح توسط ايران خودرو پشتيباني شده و به صورت انحصاري مخصوص اين شرکت است ، ولي فناوري به کار رفته در اين ربات در بسياري از رباتهاي ديگر قابل استفاده است. در واقع مکانيسم حرکتي اين ربات در تمام کارخانجات و در مواردي که احتياج به انواع جابه جايي و چرخش وجود دارد، کاربرد دارد.
مدير اين پروژه اميدوار است با توجه به کيفيت بالاي اين ربات و انجام کارهاي محوله به بهترين نحو و با توجه به قيمت بسيار پايين آن ، قطعا مورد استقبال بسياري از کارخانجات بين المللي واقع شود و صادرات آن بسيار توجيه پذير باشد.
از نتايج اين ربات مقاله علمي آماده شده و به مجله بين المللي The International Journal of Robotics Research ارسال شده است. همچنين مقاله اي به منظور ارائه در کنفرانس بين المللي ICRA 2008 که در کشور امريکا برگزار مي شود آماده و در حال ارسال است. در ضمن براي ثبت اين ربات به عنوان اختراع و شرکت در جشنواره خوارزمي اقدام شده است

رباتي از نوع وطني

ربات چرخش دوجهته سيلندر نمونه داخلي و خارجي ندارد و براي اولين بار در کشور در گروه پژوهشي مکانيک پژوهشکده توسعه فناوري جهاد دانشگاهي طراحي و ساخته شده است. اين ربات که به صورت همزمان 4 نوع جابه جايي و دوران را در جهات مختلف انجام مي دهد در صنايع مختلف کشور کاربرد دارد.
مرادي با اشاره به قابليت هاي منحصر به فرد اين ربات ، مي افزايد: ربات چرخش 2 جهته سيلندر خودرو با قرار گرفتن در خط توليد ايران خودرو مي تواند سيلندر خودرو را در دو جهت در اندازه هاي 90 و 180 درجه ، در کمترين فضاي ممکن و با سرعتي بسيار بالا به صورت همزمان بچرخاند تا وارد مرحله بعدي خط توليد موتور خودرو شود.
عضو هيات علمي جهاددانشگاهي خاطرنشان مي کند: اين ربات داراي ضريب ايمني بسيار بالايي است و قابليت کنترل در دو حالت اتوماتيک و دستي را دارد و طوري طراحي شده که احتمال آسيب رسيدن به ربات در اثر خطاهاي اپراتور صفر است.
مرادي افزود: اين ربات درواقع براساس يکي از نيازهاي اساسي موجود در خط توليد شرکت ايران خودرو و براساس شرايط خاص اين شرکت در مدت 6 ماه ساخته شده است. البته با توجه به دانش و تجربه اي که در اين زمينه در پژوهشکده توسعه تکنولوژي وجود دارد، در صورت نياز صنايع ديگر، نمونه هاي مشابه آن در مدت زمان کوتاه تري طراحي و ساخته خواهد شد.
به طور کلي قابليت هاي ويژه و منحصر به فرد اين ربات را مي توان در موارد ذيل خلاصه کرد: چرخش سيلندر خودرو در دو جهت به اندازه هاي 90 و 180 درجه به صورت همزمان ، جابه جايي سيلندر خودرو در دو راستاي x و y به اندازه مشخص ، انجام چرخشها و جابه جايي هاي مذکور در کمترين فضاي ممکن و با سرعت بسيار بالا به صورت همزمان ، ضريب ايمني بسيار بالاي ربات حتي در زماني که برق کمپرسور ربات به صورت همزمان قطع باشند، قابليت کنترل ربات در دو حالت اتوماتيک و دستي ، غيرممکن بودن آسيب رسيدن به ربات در اثر خطاهاي اپراتوري.

رباتيک و صنعت

رباتیک وصنعت

رباتیک چیست؟

خودکار شدن فرآیندها و کارهای صنعتی یکی از نتایج پیشرفتهای چند سال اخیر میباشد به طوری که کارگر نقش کمتری را در فرآیندها بازی میکند.

دانش کنترل اتوماتیک و استفاده از سیستم های خودکار به جنگ جهانی دوم برمیگردد، اما در چند سال اخیر،یک جهش بسیار بزرگ در طراحی سیستم های خودکار صورت گرفته است.

تحول از سیستم های خودکار به سیستم های رباتیک دو مرحله دارد.

در مرحله ی اول محدوده ی وسیعی از کارها و وظایف فیزیکی که جزءجزء تکرار میشوند به ربات واگذار شده و بسیاری از ماشین ها و کارگران به وسیله ی ربات جایگزین میشوند.

در حال حاضر اکثر ربات ها در عمل در این مرحله قرار دارند و به عنوان یک وسیله ی خودکار و برنامه ریزی شده عمل مینمایند. به هر حال آنها نمیتوانند روی محیط شان اثر بگذارند و مهمتر از آن محیط آنها نمیتواند تغییر نماید.

در مرحله ی دوم ربات با یک سری فعالیتها میتواند محیط اطراف را تغییر داده و تاثیرگذاری و تغییر محیط را به دنبال داشته باشد.

اگر هدف رباتیک تولید ماشین شبیه به انسان باشد الگوی اصلی میتواند انسان قرار گیرد.البته ربات سعی در یادگیری خصوصیاتی از انسان را دارد که مورد نیاز و مفید باشد و لزومی ندارد که تمامی خصوصیات در یک ربات جمع گردد بلکه ربات ها بر حسب کارشان به صورت تخصصی عمل کرده و تقسیم میگردند.

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.

ایزاک آسیموف نویسنده داستان‌های علمی تخیلی قوانین سه‌گانه رباتیک را به صورت زیر تعریف‌کرده است:

1ـ یک ربات نباید به هستی انسان آسیب برساند یا به واسطه بی‌تحرکی، زندگی یک انسان را به مخاطره بیاندازد.

2ـ یک ربات باید از دستوراتی که توسط انسان به او داده می‌شود، اطاعت کند؛ جز در مواردی که با قانون یکم در تضاد هستند.

3ـ یک ربات باید تا جایی‌که با قوانین یکم و سوم در تضاد نباشد از خود محافظت کند.

تعریف ربات

تعریفی که توسط موسسه ی رباتیک آمریکا(RIA)صورت گرفته ایت به شرح ذیل است:

ربات وسیله ای است با دقت عمل زیاد که قابل برنامه ریزی مجدد بوده و توانایی انجام چند کار را دارد.این وسیله برای حمل مواد،قطعات،ابزارها یا سیستم های تخصصی طراحی گردیده و دارای حرکات مختلف و برنامه ریزی شده است. هدف از ساخت ربات انجام وظایف گوناگون میباشد.

دسته بندی ربات ها

ربات ها در سطوح مختلف دارای دو خاصیت تنوع در عملکرد و قابلیت تطبیق خودکار با محیط میباشند.براساس این خاصیتها دسته بندی ربات ها انجام میگیرد:

1- دسته بندی اتحادیه ی ربات های ژاپنی((JIRA

ربات ها به شش دسته تقسیم میشوند:

دسته اول- وسیله ای که توسط دست کنترل میشوند:

وسیله ای که دارای درجات آزادی متعدد بوده و توسط عامل انسانی کار میکند.

دسته دوم- ربات برای انجام کارهای متوالی بدون تغییر:

وسیله ای برای حمل اشیا که مراحل متوالی وظیفه خود را برمبنای یک روش از پیش تعیین شده انجام میدهد و ایجاد تغییر و بهسازی در آن مشکل است.

دسته سوم- ربات برای کارهای متوالی متغیر:

وسیله ای برای حمل اشیا طمابق دسته دوم با این تفاوت که ایجاد تغییر و بهسازی در آن راحت است.

دسته چهارم- ربات مقلد:

اپراتور در ابتدای امر به صورت دستی با هدایت یا کنترل ربات کاری را که باید اجرا شود انجام میدهد و ربات مراحل انجام وظیفه را در حافظه ضبط مینماید.هروقت لازم باشد میتوان اطلاعات ضبط شده را از ربات دوباره درخواست نمود و ربات وظیفه درخواست شده را به صورت خودکار انجام میدهد.

دسته پنجم- ربات کنترل عددی:

عمل انسانی وظیفه ربات را توسط یک برنامه کامپیوتری به او تفهیم مینماید و نیازی به هدایتدستی ربات نیست.

دسته ششم- ربات باهوش:

رباتی است به توانایی درک محیط خود و تکمیل موفقیت آمیز یک وظیفه،این ربات علیرغم ایجاد تغییرات مختلف در شرایط محیطی باید به وظیفه خود عمل نماید.

2- دسته بندی موسسه رباتیک آمریکا((RIA

در این سیستم تنها ماشین های موجود در دسته های 3تا6سیستم JIRA ربات محسوب میشوند.

ربات ها چه کارهایی انجام میدهند

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

ربات ها از چه ساخته میشوند؟

ربات‌ها دارای سه قسمت اصلی هستند

1- مغز که معمولاً یک کامپیوتر است.

2- محرک و بخش مکانیکی شامل موتور، پیستون، تسمه، چرخ‌ها، چرخ دنده‌ها و …

3- سنسور که می‌تواند از انواع بینایی، صوتی، تعیین دما، تشخیص نور، تماسی یا حرکتی باشد.

با این سه قسمت، یک ربات می‌تواند با اثرپذیری و اثرگذاری در محیط کاربردی‌ترشود.

ساختمان ربات

ربات ماشین پیچیده ای است و برای اینکه بدانیم چگونه کار میکند مهم است که راجع به ساختمان و نیرویی که ربات را به حرکت در می آورد و سیستمی که آن را کنترل میکند اطلاعات کافی داشته باشیم.

سیستم های ربات صنعتی

ربات صنعتی از پنج قسمت که با هم در ارتباط اند تشکیل شده است که عبارتند از:

1- مجموعه اندامهای مکانیکی:

این مجموعه شامل بازوهای پیوسته ای است که به حالت لولا به هم متصل شده و قابل حرکت اند.مفصلهای ربات را میتوان به یکی از دو صورت دورانی یا منشوری به کار برد. هر مفصل و بازو تشکیل دهنده ی یک درجه آزادی است.

بازوهای ربات هیچ وقت یک مدار بسته را تشکیل نمیدهند و هر دو بازو به دو شکل مینوانند به هم متصل شوند:یکی دورانی که در هم به صورت لولا قرار میگیرند و در داخل هم قابلیت چرخش دارند و دیگری منشوری که آن هم لولا شده ولی فقط قابلیت پایین و یا بالا رفتن دارند.

2- سیستم نیروی محرکه یا کارانداز:

سیستمهای محرکه، تولیدکننده ی قدرت و یا نیرو هستند که زیر نظر یک سیستم کنترل شده با دقت مفصلها و بازوهای ربات را به حرکت در می آورند.3نوع سیستم نیروی محرکه که در رباتها استفاده میشوند عبارتند از:

الف- سیستم بادی یا پنوماتیک:

این سیستم عموما در رباتهای صنعتی که در مونتاژ یا جا به جا کردن قطعات به مراکز و محلهای ثابت به کار گرفته میشوند وجود دارد.استفاده از فشار هوا ارزان شناخته شده است.ولی مشکل چنین سیستمی کمبود کنترل دقیق بر روی سیستم مربوطه است و حرکتها تنها بین نقاطی که قبلا با مانعهای مکانیکی تعیین شده است مشخص و حرکتی بیش از این محدوده ی مکانیکی امکان پذیر نیست.البته سرعت این سیستم خوب است و دقت آن تا زیر میلیمتر نیز است.

ب- سیستم روغنی یا هیدرولیک:

این سیستم از قابلیت کنترل بالایی برخوردار است و توانایی ایجاد نیروی زیادی دارد.

البته رباتهایی که از سیستم روغنی یا هیدرولیک استفاده میکنند رباتهای تقریبا بزرگی هستند که برای طراحی و نگهداری نیاز به تخصص بالایی دارند.این سیستم احتیاج به پمپ هیدرولیکی داشته و به همین دلیل در صورت خرابی محیط و ربات را روغنی میکند.

ج- سیستم برقی:

از این سیستم در رباتهای کوچک که متداولترین رباتها نیز هستند بیشترین بهره گیری به عمل می آید.

3- سیستم انتقال نیرو:

دستگاه یا سیستم انتقال نیرو واسطه ای است بین مجموعه اندامهای مکانیکی و سیستم نیروی محرکه که میتواند نیروی محرکه را از محل تولید به یکی از اجزاء ربات مانند مفصلها، بازو، مچ و انگشتهای گیرنده انتقال دهد.رباتهایی که از سیستم نیروی محرکه هیدرولیکی و یا پنوماتیکی استفاده میکنند مستقیما از طریق مرکز تولید نیرو و معمولا بدون استفاده از واسطه های سیستم انتقال نیرو به حرکت در می آیند.

4- سنسور یا سیستم حسی:

سنسورها چشمهای ربات اند که دارای شکلهای مختلف از قبیل لمس کننده، برقی، نوری و غیره هستند. سنسورها قسمت مههی از ربات محسوب میشوند.

5- دستگاه کنترلر و یا کامپیوتر ربات:

قسمت اصلی در سیستم هر ربات دستگاه کنترلر آن است.در حقیقت برتری یک ربات را میتوان از روی قابلیت هوشمندی دستگاه کنترلر آن تعیین کرد.کنترلر دریافت کننده اطلاعات از سنسورها است.رباتهایی که دارای کنترلر ساده اند بیشتر حالت ماشین را پیدا میکنند.در صورتی که در رباتهایی که دارای کنترلر برتر و پیشرفته اند انجام کارها با دقت صورت میگیرد و امکانات برنامه نویسی که قابلیت تغییرپذیری را فراهم می آورد نیز بیشتر است.

پیکره ی ربات:

ربات صنعتی یک بازوی مکانیکی است که قابلیت انجام کارهای تقریبا عمومی را دارد و پیکره آن تشکیل شده است از چند بازوی متفاوت که به صورت متوالی به هم متصل و مانند لولا در یکدیگر قابلیت حرکت دارند و این حرکت به دو صورت دورانی و یا انتقالی است.

یک سر این زنجیره به پایه ای ثابت که نگه دارنده ی ربات است وصل شده و سر دیگر آن آزاد است که قابلیت تغییر مکان در فضا را داشته و به ابزار انجام دهنده ی کار مورد نظر متصل است.

ازنظر مکانیکی یک ربات از دو قسمت تشکیل شده است که قسمت اوا عبارت است از بدنه ی اصلی بازوی ربات که فاصله ی شانه تا مچ و قسمت دیگر از مچ به علاوه ی ابزار کار است.قسمت بدنه ی اصلی بازوی ربات متشکل از سه درجه آزادی متحرک است. مجموعه این سه حرکت مشخص کننده ی مکان مچ ربات در فضاست.قسمت مچ معمولا از دو و یا سه درجه آزادی متحرک تشکیل شده که مجموعه ی حرکتهای آن جهت ابزار ربات را مطابق با ساختمان جسم یا قطعه کار مورد نظر که باید به وسیلهی ابزار ربات برداشته و یا کار روی آن انجام شود مشخص میکند.حرکت اجزای قسمت مچ اکثرا به صورت پایین و بالا، راست وچپ،دورانی است.

راههای مختلف برنامه ریزی ربات

مسلما اطلاعاتی که از طریق سیستمهای حسی یا سنسورهای ربات به کنترلر ربات فرستاده و یا برگردانده میشود باید مورد بررسی قرار گیرد و این خود مساله مهمی در کنترل کردن به حساب می آید.اکثرا و شاید تمامی رباتها میتوانند سنسورهای ساده ای را در خود به کار گیرند مانند: سنسورهای کلید پیوسته، سنسورهای نوری، سنسورهای هدایت کننده، سنسورهای خازنی و نوعهای دیگر.سیگنال های لازم جهت بررسی از طریق دریچه ورود و خروج کنترلر ربات به سنسورهای حسی فرستاده میشوند ولی هنوز کنترلر رباتها آن هوشمندی کافی را ندارند که بتوانند از این اطلاعات در رابطه با اصلاح کردن رفتار و حرکت ربات طبق یک برنامه مشخص قبلی و به صورت بلادرنگ یا در یک زمان واقعی مورد استفاده قرار گیرند.

روشهای انتخاب شده در نحوه ی کاربرد ربات اکثرا بستگی به محدودیتهای کنترلر دارد

که ما در اینجا 4روش را به اختصار بیان میکنیم:

1- برنامه ریزی دستی:

متصدی دستگاه یا اپراتور با استفاده از کلیدهایی مانند قطع کننده یا متوقف کننده برنامه مورد نظر را برای ربات مشخص میکند.البته این نحوه ی برنامه ریزی در کارهای خیلی ساده مانند برداشتن و گذاشتن مورد استفاده قرار میگیرد.

2- برنامه ریزی هدایت مستقیم:

متصدی دستگاه یا اپراتور با استفاده از بازآموز دستی ربات و یا سیستمهای صدا که به کنترلر ربات مرتبط شده است کارگیر یا موثر نهایی را برای جا به جایی در دست میگیرد.وقتی که موثر نهایی به مکان مورد نظر میرسد مقدار تغییر در مفصلها و یا بازوهای ربات در حافظه کنترلر ربات ضبط میشود.استفاده از این روش رد مواقعی که نشان دادن مسیر مورد تقاضا از نظر ریاضی خیلی مشکل ولی انجام آن به وسیله ی متصدی ساده باشد انجام میگیرد، همچنین در مواقعی که رباتها برای داخل کردن قطعات حساس در یکدیگر به کار گرفته میشوند استفاده از برنامه ریزی هدایت مستقیم میتواند مناسبترین نوع برنامه ریزی برای رباتها باشد.

3- برنامه ریزی مسیر حرکت ربات:

این شیوه برنامه ریزی، متداولترین نوع برای رنگرزی، جوشکاری و کارهایی از این قبیل است.در اینجا اپراتور میتواند دسته ی گیرنده ی ربات را که به سادگی قابلیت جداشدن

از ربات را دارد در دست گرفته و ابزار کار مورد نیاز را به آن متصل کند و برای کار مشخصی مورد استفاده قرار دهد.

4- برنامه ریزی ربات خارج از تولید:

در این نوع برنامه ریزی از زبان برنامه نویسی سطح بالا استفاده میشود.خاصیت استفاده از این زبان برنامه نویسی نزدیکی آن به زبان انسان است، چون نحوه ی نوشتن و مدیریت آن آسانتر است.گاهی این برنامه به طریق کنترل از راه دور و یا خارج از خط تولید تهیه میشود.بدین طریق که برنامه کامپیوتری مورد نظر که در فاصله دور و جدا از خط رباتیک است از طریق خطوط ارتباطی به کنترلر فرستاده میشود.بعضی از زبانهای برنامه نویسی که برای استفاده کنندگان و یا محققان از اهمیت زیادی برخوردار است عبارتنداز:

WAVE – AL – AUTOPASS- POINTY- SIGLA- MAL- HELP- PART- ROBOX- MCL- AML- VAL – RAP.

برنامه نویسی و شبیه سازی گرافیکی ربات

در حال حاضر علاقه زیادی در ایجاد توانایی رابطه سیستمهای CAM/CADبا برنامه نویسی های ربات و ماشینهای CN وجود دارد.ایجاد کردن مدلهای سه بعدی با استفاده از متد اسکلت سیمی که به صورت خطهای متصل است میتواند ساده باشد ولی اطلاعات دقیقی را از سطح جسم مورد نظر در اختیار نمیگذارد.بعضی از طرحهایی را که میتوان به وسیله گرافیک کامپیوتری حل و یا حداقل شبیه سازی کردعبارتند از:

احتیاج به مسیرهای بدون تلاقی، صفحه آرایی حرکتها و قسمتهایی که کار باید در آنجا صورت گیرد به علاوه زمان سیکل مطلوب و انیمیشن یا نقاشی متحرک سه بعدی در رابطه با حرکتهای ربات.

کنترلر ربات

کنترلر ربات قسمتی ازسیستم رباتیک و کنترل کننده ی حرکات ربات است که با فاکتورهای خارجی مانند ناقلها، دستگاههای جوش، رنگرزی و دستگاههای دیگر ارتباط دارد و این فاکتورها در طراحی شبکه تولید مورد استفاده قرار میگیرند.یک کنترلر متشکل از قسمتهای مختلف است که هر قسمت در انجام وظیفه ای فعالیت میکند.

اکثر شرکتهای تولیدکننده ی ربات دارای کنترلرهای استانداردی هستند که فقط در رباتهای تولید شده ی آن شرکت قابل بهره برداری است.تنها اختلافی که کنترلرهای یک شرکت تولیدکننده ی ربات ممکن است با هم داشته باشند نیاز به مدارهای حرکت دهنده ی موتورهایی است که دارای اندازه ها و قدرتهایی متفاوت هستند.قسمتهای مشترک کنترلرها امر مهمی در اقتصادی بودن سیستم رباتیک است.

سنسورهای ربات

رباتها دارای دو دوره هستند: روباتهای دوره ی امل هیچ آگاهی نسبت به محیط اطراف خود ندارند و بی توجهی به تغییراتی که ممکن است در اطرافشان به وجود آید تنها دستوری را انجام میدهند که به آنها داده شده است.در واقع برای اینکه یک برنامه به خوبی انجام شود باید ربات را در محیطی که به دقت زیرنظر است قرار داد.

تکامل علم رباتیک باعث به وجود آمدن دوره ی دوم رباتها شده است که دارای حسهای بینایی، لامسه، شنوایی، و حتی بویایی و چشایی هستند.این حواس خارجی خصوصا در کار مونتاژ اتوماتیکی که اطلاعات بینایی و لامسه در آنها ضروری است اهمیت دارد.

سنسورها از اهمیت بسیار زیادی برخوردارند که ما باختصار آنها را توضیح میدهیم:

سنسورهای لامسه:

سنسورهای لامسه در رباتیک برای گرفتن اطلاعات در رابطه با تماس بین بازوی مکانیکی و اجسام به کار میروند.اطلاعات لامسه میتوانند استفاده هایی در مشخص کردن مکان و شناسایی اجسام داشته و همچنین نیرویی را که به وسیله ی بازوی مکانیکی بر روی اجسام به وجود می آید کنترل کنند.سنسورهای لامسه بر سه نوع اند:

سنسورهای نزدیک شونده یا بدون برخورد:

سنسور نزدیک شونده یا بدون برخورد تعیین کننده ی وجود یا عدم وجود جسم یا قسمتی از جسم در محدوده ی میدان عمل کارگیر یا موثر نهایی است.سنسورهای لامسه برای پیدا کردن جای دقیق و برداشتن جسم از طریق تماس عمل میکند.سنسورهای بدون برخورد دو مزیت برسنسورهای لامسه دارند:

اول اینکه اجسامی که باید شناسایی شوند صدمه نمی بینند و دوم اینکه سنسورهای نزدیک شونده در برخورد دایم با اجسام نیستند و این امر باعث میشود عمر آنها بیشتر باشد.

سنسورهای بردسنج:

همان طور که عنوان شد سنسورهای بدون برخورد یا نزدیک شونده برای آشکارسازی و یا تعیین فاصله اجسام در محدوده ای مشخص مورد استفاده قرار مگییرند که معمولا میتوانند بین میلیمتر تا سانتیمتر را اندازه گیری کنند.اما زمانی که فاصله ها زیادتر میشود (مانند متر و یا کیلومتر) باید از سنسورهای بردسنج کهمعمولا از روش فرستادن موج مافوق صوت یا نور بهره میبرد استفاده کرد.

استفاده سیستم رباتیکی در امر بازبینی

در حال حاضر 95درصد از رباتها در شش مورد زیر به کار گرفته میشوند: جوشکاری، بارگیری، انتقال قطعه در ماشین، رنگرزی، مونتاژ، استفاده از ماشین.درصد کمی از رباتها نیز هستند که در کار بازبینی یا نظارت مورد بهره برداری قرار میگیرند مثلا پیدا کردن نشت گاز و مایعات در سیستمهای لوله کشی یکی از این موارد است البته باید متذکر شویم که استفاده از علم رباتیک در بازبینی و شناسایی اخیرا به علت نیاز فراوان مورد تحقیقات بیشتر قرار گرفته است.

هدف از سیستم بازرسی رباتیکی نیز این است که بتواند پیشرفته ترین سیستم بازبینی و بازرسی از مکانها و مراکزی که به آسانی امکان دست به آنها میسر نیست به عهده گیرد.مانند داخل لوله و یا محیط هایی که آغشته به مواد خطرناک و یا آلوده است.

مراکز استفاده کننده از سیستم بازبینی رباتیکی

1- شرکت نفت

2- شرکت گاز

3- کارخانه های تهیه مواد شیمیایی، شیمی و پتروشیمی

4- مراکز اتمی

5- فسیل شناسان

6- نیروگاههای آبی

7- شرکتهای تولیدکننده ی برق

8- پخش کنندگان گاز طبیعی

9- شرکتهای نقل و انتقال نیرو

10- سازمان آب شهرداری

11- اداره دفع فاضلاب

12- حفاران چاه آب

13- نمایندگی های نظارت بر آبهای زیرزمینی

14- مهندسین مشاور

15- نمایندگی های محیط زیست و…

امتیاز سیستم بازبینی رباتیک

شرکتهای خدماتی که در رفع احتیاجات مردم فعالیت دارندمیتوانند با به کارگیری سیستم بازرسی رباتیک در مخارجی مانند تعمیرات ساختمان، کارهای اجرایی صرفه جویی کنند و همچنین از این سیستم برای ایمنی کارهای اجرایی از قبیل سیستم پخش گاز استفاده کنند.مسلما استفاده چنین سیستمی باعث صرفه جویی زیادی در کار حفاری، اصلاح یا ترمیم لوله ها و همچنین بهبود در اجرای کار میشود.

مزایای سیستم بازرسی رباتیک به علت قابلیتهایش اثر مثبتی در امر تاسیسات پخش گاز طبیعی برای شرکتهای مربوطه و همچنین کمک در جهت بهبود محیط زیست دارد.

قابلیت استفاده ازسیستم رباتیک

با در اختیار گذاشتن و آزمایش دادن چنین سیستمی در امور اجرایی، ایمنی و تعمیر به شرکتهای مورد نیاز میتوان کمک فراوانی به ارتقای توانایی موجود آنها کرد.در ضمن اگر شرکتهای خدماتی به این سیستم مجهز باشند میتوانند به صورت قراردادی و یا در مواقع ضروری به شرکتهای مورد نیاز سرویس و خدمات ارایه دهند.

وضعیت ایمنی ربات

در مقایسه با دیگر ابزارهای ماشینی رباتها از درصد ایمنی خوبی برخوردارند.رباتها به علت انجام کارهای خطرناک به جای انسان در امر ایمنی نقش بزرگی را ایفا کرئه اند.اگر چه رباتها میتوانند از ایمنی بالایی برخوردار باشند ولی برای به وجود آمدن این محیط امن انجام و اجرای برنامه ریزی درست امری ضروری است.که باید آن را ابتدای برنامه ریزی نصب رباتها مورد بررسی قراردهیم.

شناسایی خطرات ناشی از ربات

غیر قابل انتظار بودنعمل ربات یکی از تفاوتهای اساسی میان ربات و دیگر ماشین ها است.اشتباهات زیادی که اپراتورها در رابطه با عمل ربات ممکن است انجام دهند عبارتنداز:

- اگر بازوی ربات در حال حرکت نباشد ممکن است فرض شود که ربات حرکت نخواهد کرد.

- اگر بازوی ربات در حال حرکت آهسته باشد ممکن است فرض شود که حرکت آهسته را ادامه خواهد داد.

- اگر به بازوی ربات دستور حرکت دهند ممکناست فرض شود که ربات همان دستور را حتما انجام خواهد داد.

- اگر بازوی ربات یک مسیر مشخصی را تکرار کند ممکن است فرض شود که بازوی ربات این مسیر مشخص را دائما تکرار خواهد کرد.

منابع خطرناکی که درکاربری یک ربات مشاهده میشود:

- کنترلهای اشتباهی که در اثر خرابی سیستم کنترل در نرم افزار و یا ارتباط الکترونیکی به وجود می آید.

- خرابی سیستم برق، هیدرولیک و پنوماتیک

- ورود بدون اجازه به محدوده ی ربات

- اشتباه انسان هنگام کار کردن نزدیک به ربات مخصوصا در زمان برنامه نویسی، آموزش و تعمیر

- خطر ناشی از کاربریهای ربات در محیطهای نامطبوع و خطرناک (خاک، دود و امواج رادیواکتیو)

- خطرهای مکانیکی ناشی از حمل قطعات و ابزار به وسیله ی ربات یا اضافه بار، خوردگی و سستی

به غیر از موارد ذکر شده ی بالا که از طریق کاربری ربات ناشی میشودانسان به طور کلی با دو خطر در مقابل ربات مواجه است:

1- ضربه یا برخورد

2- در دام افتادن یا اسیر شدن

ضربه یا برخورد با ربات:

برخورد با قطعات متحرک ربات و یا وسایلی که به وسیله ی آن حمل میشود.هرچه سرعت عمل ربات زیادتر باشد امکان رها شدن قطعات از گیرنده ی ربات زیادتر و در نتیجه خطر ناشی از آن بیشتر است.در نتیجه محیط و محدوده ی خطرآفرین ربات به طور مشخصی از یگر محیطهای کاری مجزا باشد.

اسیر شدن یا به دام افتادن به وسیله ربات:

نقاطی که امکان دارد انسان اسیر شود و در دام ربات افتد در میدان عمل ربات قرار دارد.این نقاط میتوانند بین اجزای متحرک خود ربات و یا درکلیه ی مکانهای ثابتی باشند که قسمتهای مختلف ربات و محموله اش به آن نزدیک میشوند.بدین ترتیب برای آسودگی خاطر باید میدان عمل ربات را به علاوه ی حداقل1متر مسافت اضافه شده به این میدان به عنوان محیط خطرناک در نظر گرفت.

سیستمهای ایمنی ربات

سه سطح حفاظتی در مقابل خطرهای احتمالی موجود است که عبارتند از:

1- سیستم حفاظت کننده ی اپراتور در موقعیتهای خطرناک.

2- سیستم حفاظت کننده ی اپراتور در زمانی که خطر به وقوع می پیوندد.

3- سیستم امتحان کننده ی سطح دوم به صورت اتوماتیک.

چرا ربات !؟

چرا ربات !؟

دليل کليدی که سبب می­گردد استفاده از ربات، اقتصادی­تر از به کار بردن يک ماشين مخصوص باشد، در انعطاف­پذيری ربات است؛ يعنی توانايی آن در انجام گستره­ای وسيع از اعمالی که بدان سپرده می­شود. اين قابليت، يک ويژگی ارزشمند به شمار می­آيد؛ چرا که با توجه به درخواست­های متغير و پياپی صنايع برای اجرای اتوماسيون در فرايند توليد، ربات می­تواند به آسانی برای به کار گرفته شدن در يک عمليات جديد آماده شود و راهی عملی را برای انجام زنجيره­ای از کارهای تکراری و سنگين فراهم آورد.

با وجود عمر مفيد بيست ساله برای هر ربات بازسازی شده و زمان بازگشت سرماية کمتر از دو سال، ربات­ها به لحاظ اقتصادی يک گزينة فنی مناسب به شمار می­آيند، به ويژه هنگامی که قابليت برنامه دهی دوباره به آنها و نيز امکان تجهيزشان با ابزارهای جديد برای انجام کارهای متفاوت در نظر گرفته شود، مشخص می­گردد استفاده از ربات چگونه می­تواند تغيير برنامة توليد از يک محصول به محصول جديد مورد نياز بازار را به سهولت امکان­پذير سازد

Automation Advantages مزايای استفاده از ربات

هزينه ­هاي پايين Low Costs

كيفيت برتر High Quality

كاهش ضايعات توليد Decreased Waste

تكرارپذيري Repeatability

تندي Rapidity

شتاب Acceleration

دقت Precision

سرعت Speed

اطمينان Reliability

سازگاري Consistency

انعطاف پذيري Flexibility

گوناگون­سازي Productivity

كار در محيط ­هاي خطرناك Hazardous Environments

ايجاد فضاي كاري ايمن Secure Work-cell

توليد انبوه Mass Production

زمان توليد طولاني­تر Longer Shift Run-time

اشغال فضاي كمتر Reduced Floor Space

همسويي با كارگران Compliance with work

چارت مهندسی رباتیک

چارت مهندسی رباتیکhttp://i7.tinypic.com/6gxa1dv.jpg

مشخصات کلی برنامه و سرفصل دروس دوره ی کارشناسی مهندسی رباتیک

مشخصات کلی برنامه و سرفصل دروس دوره ی کارشناسی مهندسی رباتیکدانلود کنید

رباتیک و جایگاه آن در ایران

رباتیک و جایگاه آن در ایران

مقدمه

رباتیک علمی است که با هدف راحتی انسان و افزایش وقت مفید او به وجود آمده است . متاسفانه در کشور ما آن طور که شایسته است شناخته نشده است . در این مقاله سعی می کنیم به وضعیت ایران در علم رباتیک در ایران بپردازیم . بدین منظور ابتدا تاریخچه و تعریف مختصری از ربات ارائه می نماییم . سپس به و ضعیت رباتیک در کشور های صنعتی می پردازیم و سرانجام و ضعیت ایران را بررسی می نماییم و برای بهبود آن راهکاری را مشخص می نمایییم .

تاریخچه ی رباتیک

در گذشته کشورهای استعمارگر برای افزایش سرمایه وپیشرفت خود به کشور های ضعیف حمله می کردند و با تصرف کشور قربانی ، مردم آنجا را به عنوان برده به خدمت می گرفتند و از آنها به عنوان نیروی کار رایگان بهره می بردند و آنها را در مزارع کارخانه ها آشپزخانه ها و… به کار می گرفتند . اما این برده ها چند عیب بزرگ داشتند . مهمترین عیب آن اسارت یک انسان و ظلم به او بود و دیگر عیب آن خستگی برده ها بود . برده ها نمی توانستند 24 ساعت شبانه روز کار کنند . باید به آن ها وقت استراحت می دادند . دیگر عیب آن ها این بود که ارباب باید آن ها را مداوم کنترل می کرد . در آن زمان آرزوی اربابان این بود که برده ای غیر انسانی داشته باشند که بتواند 24 ساعته کارکند و دچار خستگی نشود و نیاز به کنترل مداوم نداشته باشد . با توجه به علم آن زمان این رویایی بیش نبود و فقط در تئاتر به نمایش در می آمد و به این برده های آسمانی (( ربات )) می گفتند .
با پیشرفت علوم در طی گذشت زمان و انقلاب صنعتی اروپا ، نیاز به برده هایی بیشتر با سرعت بالاتر دقت بیشتر و خستگی کمتر ، بیشتر احساس می شد . بنابراین دانشمندان به فکرساخت ماشین های خود کار افتادند . (تا آن زمان علم در زمینه ی برق و مکانیک مقداری پیشرفت کرده بود . ) از آن به بعد در قسمت هایی از کارخانه ها از ماشین های الکترومکانیکی استفاده می شد . بدین شکل مکانیزاسیون صنعتی آغاز شد . عیب بزرگ این دستگاه ها تک منظوره بودن و عدم انعطاف پذیری آن ها بود . یعنی با تغییر قسمتی از کارخانه یا محصول تولیدی می بایست کل دستگاه ها دوباره طراحی می شدند . با پیشرفت هر چه بیشتر علم ، کامپیوتر ها اختراع شدند و گسترش یافتند . تا حدی که در خانه ها نیز یافت می شد . سپس صنعت گران به فکر ترکیب ماشین ها ی الکترومکانیکی با کامپیوتر ها افتادند تا بتوان آن ها را برنامه نویسی کرد [ یکی از ویژگی های کامپیوتر قابل برنامه نویسی بودن آن است ] و بایک دستگاه بتوان چندین کار را انجام داد (مثلا دستگاهی که یک نوع ماشین را رنگ می زند بتواند با عوض شدن مدل و طرح آن ، آن ها را نیز رنگ بزند ) . بدین صورت ربات ها ساخته شدند

تعریف ربات و رباتیک و مزایای آن

با توجه به توضیحاتی که داده شد :
ربات ماشینی هوشمند ، قابل برنامه نویسی و انعطاف پذیر است که برای بدست آوردن اطلاعاتی از محیط خود دارای حسگرهایی است .
رباتیک علم طراحی ، ساخت ، نگهداری و تعمیر ربات ها است
مهندسی رباتیک علم هوشمند کردن و الکترونیکی کردن ماشین ها ی مکانیکی است ( در جهت مصارف صنعتی ) [مهندسی رباتیک = مهندسی برق + مهندسی مکانیک]
مزایای ربات عبارتند از : افزایش بهره ، افزایش تولید ، بهبود کیفیت کار ، افزایش دقت ، جلوگیری از اتلاف نیروی انسانی ، افزایش سرعت ، کاهش هزینه ، کاهش ضایعات ، چند منظوره بودن ، هوشمند بودن ، عدم خستگی

مثال هایی از ربات

کلمه ربات مانند کلمه ی ماشین ، یک کلمه ی کلی است و به چند مورد خاص خلاصه نمی شود . به عنوان نمونه چند مورد را ذکر می نماییم :
بازو های ربات های صنعتی ، ربات کنترل چاه های نفت ، یخچال های خانگی ، آسانسور ها ، اسباب بازی کودکان ، هواپیما های بدون سرنشین ، سیستم های دفاع ضد موشکی ، پرینتر ها ، دستگاههای تراش خودکار ، نوشابه پرکن ها و …
این ها فقط نمونه هایی از بی نهایت انواع ربات بود . ربات ها آنقدر گسترده اند که امروزه نمی توان بدون آن ها زندگی کرد . ولی در مهندسی منظور از ربات ، ربات های صنعتی می باشد .

رباتیک و کشور های صنعتی

کشور ها صنعتی به این حقیقت رسیده اند ، که کشوری پیشرفت نمی کند مگر این که در تمام علوم پیشرفت کند . بنابراین ، با توجه به این که رباتیک یکی از علوم اصلی سرنوشت ساز قرن است و به آن احساس نیاز می کنند . در این راستا فعالیت های بسیاری را انجام داده اند. آن ها آن قدر پیشرفت کرده اند که هدف خود را اینگونه ذکر می کنند ” در سال 2050 ربات هایی خواهیم ساخت شبیه انسان که بتواند با قوی ترین تیم فوتبال انسان ها بازی کند و بدون انجام خطا ، انسان ها را شکست دهد .”
آن ها هر ساله مسابقات رباتیک جهت کسب علم و استفاده نمودن از آن در صنعت برگزار می نمایند .
همچنین در راستای تربیت نیروی انسانی جهت گسترش این علم ، رشته ی مهندسی رباتیک را ایجاد نمودند . مهندسی رباتیک در واقع تلفیقی از رشته ی مهندسی برق و مهندسی مکانیک است که هدف آن تربیت نیرویی که بتواند به تنهایی ربات های صنعتی را طراحی کند و آن را بسازد . این رشته در اکثر دانشگاه های کشور های صنعتی تدریس می شود .
کارخانه های خصوصی آن ها علاوه بر رباتیکی کردن فرایند تولید ، مقداری از درآمد های ناخالص خود را جهت تحقیق و گسترش رباتیک صرف می نمایند .

وضعیت رباتیک در ایران

وضعیت رباتیک در ایران فاجعه بار است . به طوری که می توان گفت : رباتیک در ایران هنوز شناخته شده نیست . این وضعیت در حالی است که ایران یکی از بزرگترین وارد کنندگان ربات های صنعتی است . هر ساله ارز زیادی بابت خرید ربات ، از کشور خارج می شود . در بیشتر کارخانه های ما از رباتها استفاده می شود . کارخانه هایی مانند فولاد ، خودروسازی ، مواد غذایی و … را می توان تقریبا تمام رباتیک دانست . اما متاسفانه تمام ربات های آن وارداتی است و حتی نصب و کنترل و تعمیر آن بر عهده ی خارجی ها می باشد
به منظور عقب نماندن کشور در علم رباتیک ، رشته ی مهندسی رباتیک در سال 1381تاسیس شد و متاسفانه تا امسال (1387 ) تنها دانشگاه ارائه کننده ی آن دانشگاه صنعتی شاهرود بود . اکنون این رشته در دانشگاه صنعتی همدان نیز تدریس می شود . اما آیا دو دانشگاه کافی است ؟ پاسخ روشن است با توجه به اهداف کشور و سند چشم انداز 20 ساله هم اکنون باید در تمام دانشگاه های صنعتی ، تدریس شود .
یکی از مشکلات دانش آموختگان این رشته در کشور این است که کسی این رشته را نمی شناسد و اصلا نمی داند ربات چیست . وقتی از ربات صحبت می شود به یاد اسباب بازی آدم آهنی کودکان و فیلم های سینمایی می افتند . دیگر مشکل دانش آموختگان عدم اعتماد صنعت کشور به آن ها است . صنعت گران حاضرند چندیدن برابر آن هزینه کنند ولی از نیروی خارجی استفاده نمایند .دیگر مشکل این رشته کمبود امکانات دانشگاهی و قدیمی بودن امکانات فعلی آن ها است .
بعضی از افراد در ایران استفاده از ربات را مساوی اخراج نیرو کار می دانند و با توسعه ی آن مخالفت می کنند . اما آنها از این قافل هستند که گماردن نیروی انسانی به کار های روزمره و تکراری ، اتلاف نیروی انسانی است . به جای انجام کار بیهوده می توان آن ها را در جایی دیگر به خدمت گرفت .
هر ساله چندین مسابقات رباتیک در سطح کشور برگزار می شود که می توان گفت همه ی آن ها دارای قوانین ثابت و یک شکل و تکراری است و هیچ کدام قوانین بومی ندارند . متاسفانه در ایران به این مسابقات به چشم هدف نگریسته می شود . (بر عکس کشور های صنعتی که مسابقات را ، وسیله ای برای ارتقاء صنعت خویش می دانند . ) و تمام وقت دانشجویان را می گیرند که رباتی با هدف پوچ ( مانند مسیریاب که در این مسابقات ربات باید مسیر خط سیاه را دنبال کند ) بسازند .
متاسفانه هیچ یک از ما ، هیچ روز یا هفته ای در سال را به عنوان هفته ی رباتیک ، حداقل برای یادآوری اهمیت آن بر نگزیده ایم . و برای بهبود وضعیت آن کوششی نکردیم و نمی کنیم .

نتیجه گیری

اگر می خواهیم ایران به پیشرفت شایسته ی خود برسد . باید موانع را از جلو آن برداریم . در اولین قدم بهتر است در موارد زیر گامی محکم برداریم .
1- آشنایی مردم با علم رباتیک و مزیت استفاده از ربات ها
2- تاسیس رشته ی مهندسی رباتیک در تمامی دانشگاه های صنعتی کشور
3- برگزاری هدفمند مسابقات رباتیک در رشته های بومی در راستای تولید ثروت از راه علم
4- جلب اعتماد صنعت به نیرو های داخلی
5- مشخص کردن هفته ای خاص به نام هفته ی رباتیک
6- و … .

نویسنده محسن جعفرزاده