در این جلسه انواع ربات‌ها را برسی می‌کنیم.
دسته بندی انواع ربات‌ها
مراجع مختلف دسته بندی‌های متفاوتی را برای ربات‌ها ارئه کرده اند، ما می‌تواينم ربات‌ها را بر مبنای قطعات به کار رفته، نوع کار برد، تکنولوزی ساخت و… دسته بندی کنيم، در زير دسته بندی ربات‌ها بر مبنای نوع کاربرد ارائه شده است.
ربات‌های مين ياب
اين ربات بايد بدون نياز به کمک انسان به ميادين مين برود و مين را غير فعال نمايد، ربات‌های مين ياب درای چندين نمونه می‌باشند.
انواع ربات‌های مين ياب
- ربات‌های که به محض پيدا کردن مين آن را منفجر می‌کنند، در اين روش دوحالت وجود دارد: يا ربات از بين می‌رود و يا ربات به مسافتی دور پرت می‌شود، در مورد دوم ربات بايد قابليت حفظ تعادل و برگشتن به حالت عادی را داشته باشد، همچنين بدنه و اجزای آن در برابر ضربه محکم باشد.
- ربات‌های که با پيدا کردن مين، موقعيت آن را به مرکز کنترل گزارش مي‌کند، برای ارسال اطلاعات از ماژول‌های راديويی استفاده مي‌شود.
- ربات‌های که با پيدا کردن مين آن را خنثی مي‌کنند. ربات ابتدا اطراف مين را از خاک جدا مي‌کند و سپس طبق قوائد خاص مين را خنثی مي‌کند، ممکن است ربات موقعيت مين خنثی شده را به مرکز گزارش دهد. ربات‌های خنثی کننده مين بايد در برابر ضربه محکم باشند، چون در هنگام کار با مين امکان انفجار آن وجود دارد.
اصول کار ربات‌های مين ياب
در اين ربات‌ها قسمتی برای تشخيض فلز وجود دارد، اين قسمت معمولا به فلز و بدنه مين حساسيت نشان مي‌دهد در جنگ معمولا مين‌ها در زير خاک گذاشته مي‌شوند وبه محض فشرده شدن، منفجر مي‌گردند.
در عمل ربات را در ميدان مين رها مي‌کنند، ربات در ميدان شروع به جستجو مي‌کند و به محض پيدا کردن مين، وظيفه اش را انجام مي‌دهد.
نکاتی که در ساخت ربات‌های مين ياب بايد در نظر گرفت
- معمولا اين ربات‌ها چندین ساعت در حال حرکت مي‌باشند، باطری آنها بايد بسيار قوی باشد.
- بر روی ربات سيستمی نصب شود، که ربات بتواند موقعيت خود را گزارش کند.
- قسمت فلز ياب فقط به بدنه مین حساس باشد.
- ربات توانايی حرکت در مسيرهای ناهموار را داشته باشد.
- ربات توانايی برگشتن به حالت عادی، در مواقع واژگون شدن را داشته باشد.
ربات‌های آتش نشان
از اين ربات‌ها عموما برای خاموش کردن آتش و پيشگيری از آتش سوزی‌های بزرگ استفاده مي‌شود، معمولا اين ربات‌ها در سطح جنگل‌ها و مراتع خشک رها می‌شوند و آتش‌های کوچک را خاموش می‌کنند، در صورتی که آتش سوزی بزرگ باشد، اين ربات توانایی درخواست کمک را دارد.
- در ساختمان اين ربات‌ها از سنسورهای حساس به دود ،نور ،و گازهای متصاعد شده از سوختن مانند دی‌اکسيد کربن، گرم، و… استفاده مي‌شود.
- اين نوع ربات‌ها نيز بايد مانند ديگر ربات‌ها قابليت حرکت در انواع سطوح ناهموار را داشته باشند، همچنين در آنها بايد سيستم‌های موقعيت ياب و مسير ياب، برای جلوگيری از گم شدن ربات در منطقه عمليات نصب شود.
- برای خاموش کردن آتش، بر روی ربات مخزن آب يا پودر خاموش کننده آتش نصب می‌شود.
- اين ربات‌ها مجهز به صفحات خورشيد برای شارژ باطری می‌باشند، معمولا ربات دارای دو باطری مي‌باشد، در صورتی که ربات در مکانی دچار مشکل و نقص فنی شود، شروع به ارسال پيام به مرکز کنترل می‌نمايد، در مرکز کنترل با رد يابی علایم ربات را پيدا می‌کنند و آن را تعمير می‌نمايند.
ربات‌های امدادگر
کار این ربات‌ها پیدا کردن مصدومان در حوادث طبیعی مانند زلزله، سیل، و در حوادث انسانی مانند جنگ، آتش سوزی، بمب گذاری و… است.
این ربات‌ها در سطح منطقه‌ی آسیب دیده پخش می‌شوند و تمامی قسمت‌ها را به دنبال افراد زنده جست و جو می‌کنند، این ربات‌ها به محض پیدا کردن یک فرد زنده موقعیت آن را به مرکز کنترل گزارش می‌کنند.
ویژگی‌های ربات‌های امدادگر
- پیدا کردن مصدومان
- اندازه کوچک، تا بتواند از شکاف‌ها و … عبور کند و خود را به داخل ساختمان‌های خراب شده برساند.
- مجهز به سیستم موقعیت یاب قوی، برای جلوگیری از گم شدن ربات.
- توانایی حرکت در انواع مسیر‌ها ناهموار، کج و ….
- توانایی ارسال صدا مصدوم به مرکز کنترل
طرز کار ربات‌های امدادگر
این نوع ربات‌ها از چند طریق متوجه وجود انسان می‌شوند که در ادامه به بررسی سه مورد می‌پردازیم.
- گرمای بدن، در این روش با استفاده از سنسور‌ها ی تشخیص جسم گرم، (مانند ) pir بدن انسان از دیگر اجزا تشخیص داده می‌شود.
- ربات به طرف جسم گرم می‌رود و بعد از اطمینان از زنده بودن شخص موقعیت آن را برای مرکز ارسال می‌کند.
- تشخیص مقدار گاز دی اکسید کربن، می‌دانید که انسان در هنگام تنفس مقداری اکسیژن را به داخل شش‌های خود می‌کشد و گاز دی اکسید کربن پس می‌دهد، با نصب کردن سنسور حساس به گاز دی‌اکسید می‌توان تنفس انسان را تشخیص داد و موقعیت آن را به مرکز گزارش کرد.
- تشخیص صدا، در این مورد، با ردیابی ناله‌ها یا صدا‌های فرد مسدوم موقعیت آن پیدا می‌شود.
- روش‌های دیگر، مانند تشخیص ضربان قلب، تشخیص حرکت، امواج تلفن همراه فرد و….
ربات‌های نظامی
از آنجا که منابع مالی برای ساخت اين نوع ربات‌ها مهيا مي‌باشد، اين ربات‌ها بيشترين پيشرفت را داشته‌اند، از اين ربات‌ها برای مقاصد جاسوسی، تخريب، دفاع و …. استفاده مي‌شود.
ربات BigDog
BigDog رباتی با هوش و غول پيکر می‌باشد که توسط کمپانی رباتيک بوستون ديناميک ساخته شده و دارای پيشرفته‌ترين هوش مصنوعی و تجهيزات ره‌يابی و هدايتی می‌باشد. در حقيقت ارتش آمريکا از رفتارهای برنامه ريزی شده آن و نيز اين که ربات چقدر می‌تواند در ميدان‌های نبرد مفيد باشد حيرت زده شده است.
از مهمترين ويژگی اين ربات‌ها مي‌توان به داشتن حواس 5گانه انسان نام برد، اين ربات‌ها بايد بتوانند هر چيزی را حس کنند و در مواقع اضطراری بهترين تصميم را بگيرند.
هر سالاله مسابقات زيادی در رابطه با ربات‌های جنگنده بر گزار مي‌شود، در اين مسابقات ربات‌ها با انواع ابزار و مواد تخريب کننده به جان هم مي‌افتند و رباتی که سالم بماند برنده مسابقه خواهد بود.
BigDog می‌تواند همراه با سربازان بدود يا به آرامی حرکت کند و از موانع سخت و صعب العبور بگذرد و…
نکته مهم در طراحی اين ربات استفاده از ژيرسکوپ پيشرفته‌ای هست که سبب شده تا ربات در هر حالت مرکز ثقلش معلوم باشد و بتواند تعادل خود را حفظ کند.
اطلاعات بالا از طريق برخی منابع در شرکت بوستون ديناميک انتشار يافته است، بدون شک وزات دفاع آمريکا (و ديگر کشور‌ها) پروژه‌های گسترده‌ای را برای جايگزينی ارتش رباتيک با ارتش انسانی انجام می‌دهند، اما به دليل نظامی بودن پروژه‌ها، آمار و اطلاعاتی از آنها منتشر نمی‌شود.
ربات‌های نظافت چی
اين نوع ربات‌ها که از آنها با نام‌های ربات پرستار و خانه دار نيز ياد مي‌شود، از اصل ربات‌های ميکروموس پيروی می‌کنند، در واقع اين ربات‌ها يک جارو برقی هستند که می‌توانند در يک اتاق يا خيابان يا … حرکت کرده و کليه آشغال‌ها را جمع آوری کنند، معمولا ربات از يک گوشه مکان شروع به حرکت و جمع‌آوری زباله‌ها مي‌کند و در نهايت کل مکان را تميز مي‌کند، بدون آنکه از مسيری دوبار عبور کنند، از آنجا که اين ربات‌ها خستگی ناپذيرند و شب و روز برايشان فرقی ندارد، جايگزين مناسبی برای انسان‌ها هستند.
در بعضی از اين ربات‌ها ممکن است از پردازش تصوير برای تشخيص مکان زباله‌ها استفاده شود، در بعضی ديگر ممکن است، قسمت مکنده هميشه روشن باشد و ربات مدام حرکت کند که اين بدترين نوع ربات است.
معمولا يک ربات خانه دار مناسب بايد دارای امکانات زير باشد
- توانای شارژ کردن خود را داشته باشد ( بتواند خود را به پريز برق بزند )
- بتوند مقدار کثيفی مکان را تشخيص دهد ( اين کار مي‌تواند با نمونه برداری از مقدار زباله جمع وری شده در نوبت‌های مختلف باشد) و ساعت کار خودرا تنظيم کند.
- بتواند موانع را تشخيص داده و آنها را دور بزند.
- – توانايی جمع آوری انواع زباله را داشته باشد.
- هنگام پر شدن مخزن خود، آن را خالی کرده و دوباره مسير را از سر گيرد.
- وجود افراد در مکان را تشخيص دهد و در مواقعی خلوت اقدام به کار نمايد.
ربات‌های ميکروموس
ربات‌های ميکروموس، نمونه‌ای از ربات‌ها هستند که مي‌تواند يک مسير را بدون راهنمايی يا برنامه قبلی طی کنند. ربات‌های مسير ياب و ميکروموس مبنايی کار اکثر ربات‌های معرفی شده هستند.
اطلاعات بیشتر در مورد ربات‌های مسیریاب:
پردازش تصوير در ربات‌ها
پردازش تصوير يکی از جديد ترين راهکار‌های تشخيص مانع و مسير در ساخت ربات مي‌باشد، پردازنده ربات توسط دوربين تصوير مکان پيش رو را ضبط مي‌کند و با انجام فرايند‌های کنترل رنگ، موانع را تشخيص مي‌دهد.
ربات‌های انسان‌نما و حيوان‌نما
همان‌گونه که می‌دانيد، انسان کامل ترين موجود روی زمين است، دست و پا و انگشتان و…. انسان به بهترين شکل بوجود آمده‌اند، انسان با انگشت‌هايش مي‌توانيد همه کار‌ها از نوشتن و تهيه غذا تا ساخت اجسام و… را انجام دهد.
در علم رباتيک، ساخت يک ربات با تمام قابليت‌ها نيازمند تقليد از انسان است، در دنيا کشور ژاپن پيشتاز در ساخت ربات‌های نسان نما مي‌باشد. البته هنوز اين صنعت آنقدر پيشرفت نکرده که رباتی دقيقا مانند انسان با قدرت تفکر وتصميم گيری ساخته شود، ولی سرعت پيشرفت اين علم بسيار زياد است بطوری که ساخت بازوها و … روزانه است.
يکی ديگر از منابع مطالعه حرکت، حيوانات و پرندگان می‌باشند، به همين دليل ربات‌های حيوان نما به وجود آمدند،اين ربات ها شبيه به حيوانات هستند و در آينده از آنها به عنوان حيوان خانگی استفاده می‌شود.
طبق نظريه کارشناسان اين حيوان رباتيک می‌تواند به عنوان پرستار نيز عمل نمايد و تاريخ مصرف دارو و….را به صاحبش يادآوری کند. به علاوه استفاده از حيوان رباتيک خطر انتقال بيماری‌هايی که بين انسان و حيوان مشترک است را به صفر می‌رساند.
ربات انسان‌نمای Asimo
يکی از پيشرفته‌ترين ربات‌های انسان نمای ساخته شده Asimo می‌باشد، اين ربات می‌تواند در يک سطح صاف بر روی دو پا راه برود و بعضی از رفتارهای انسانی را بروز دهد. اين ربات توسط شرکت هوندای ژاپن طراحی و ساخته شده است و دارای هوش زيادی نسبت به ساير ربات‌ها می‌باشد.
ربات حيوان‌نما Sony’s Dog
يکی از پيشرفته‌ترين ربات‌های حيوان‌نما Sony’s Dog نام دارد، اين ربات به شکل يک سگ می‌باشد و توسط شرکت SONY ساخته است. اين ربات تمامی حرکات سگ را انجام می‌دهد و نمونه‌ای کامل از يک ربات حيوان نما می‌باشد.
مشکلات ساخت انواع ربات‌ها انسان‌نما
يکی از مشکلاتی که بر سر راه ساخت ربات‌های انسان‌نما وجود دارد، عدم حفظ تعادل در آنها می‌باشد. ربات‌های ساخته شده فقط می‌توانند در مسيرهای صاف و هموار بر روی دو پا راه بروند و از حرکت در مسيرهای نا هموار عاجزند.
نظريه انسان رباتيک
در سال‌های اخير دانشمندان نظريه انسان رباتيک را مطرح کرده‌اند، بر اساس اين پروژه بعضی از بخش‌های بدن انسان به سيستم‌های رباتيک تبديل می‌شود، بازوها و پاهايی جديد، قدرت و سرعت انسان را به طرز چشم گير افزايش خواهند داد.
ربات‌های صنعتی
از اين نوع ربات‌ها معمولا در صنعت استفاده می‌شود. اين ربات‌ها در مکانی ثابت نصب می‌شوند و می‌توانند بازوهای خود را طبق برنامه قبلی جابجا کنند، اين ربات‌ها توانايی تصميم گيری در مواقع اضطراری را دارند و می‌تواند از وقوع حادثه در خط توليد يا کم شدن کيفيت محصول جلوگيری کنند، نمونه استفاده شده از ربات‌ها در کارخانه‌های ماشين سازی می‌باشد، اين ربات‌ها تاکنون بيشترين عامل بيکار شده انسان‌ها بوده‌اند.
برای مثال ربات در مکانی نصب می‌شود، بازوی ربات می‌توان دوقطعه را به هم متصل يا از هم جدا کند، بازوی اين ربات توسط پمپ‌های هيدروليک (روغن ) جابجا می‌شود، همچنين پمپ توسط يک پردازنده کنترل می‌گردد.
در اين ربات‌ها از يک PLC به عنوان کنترل کننده اصلی استفاده می‌شود، دستگاه PLC بر کار کليه ربات‌ها نظارت دارد و گزارش کار آنها را به مرکز کنترل ارسال می‌کند.
دیگر انواع ربات‌ها و خلاصه بحث
انواع ربات‌ها را معرفی کرديم، در اين بين ربات‌های ديگری نيز وجود دارند که عضو خانواده‌های بالا می‌باشند و فقط نام آنها در انواع ربات‌ها متفاوت است، مانند: ربات جراح ، ربات بانک دار (دستگاه خودپرداز نيز نوعی ربات است )، ربات کاوش گر، ربات فوتباليست و… .
در ربات‌هايی که معرفی شده، دو چيز مشترک بود: 1- پيدا کردن مسير (ربات مسيرياب ) 2- -قدرت انتخاب از روی شرايط (ربات ميکروموس ) با اين تعريف می‌تواينم ربات ميکروموس و مسيرياب را به عنوان ربات‌های پايه برگزينيم.
منابع :
مجله رباتیک ir-man
