ما و انقلاب رباتیک
شاید مقاله‌ی زیر را در سایت‌های مختلفی دیده باشید و شاید بدانید که نویسنده‌ی آن آقای محمّد عطاری (مدیرعامل موسسه) هستند. اما لازم دیدیم آن را در پایگاه اینترنتی موسسه منتشر کنیم. به امید آن که مفید واقع شود.
تعریف ربات
با اینکه علم رباتیک علمی جدید است، اما سابقه ای قدیمی و طولانی دارد و کلمه روبوت از سالها پیش مطرح و استفاده شده است. در قرن هفدهم ماشینهایی به صورت عروسکهای کوکی وجود داشته که قادر به حرکت وانجام عملیات مختلف بوده اند. در قرن نوزدهم رباتهای نوازنده مطرح شدند. این رباتها علی رغم عدم استفاده از کامپیوتر در آنها، قادر به برنامه ریزی و نواختن نتهای مختلف و متنوع بوده اند. «لئوناردو داوینچی» نیز در سال 1900، طرحهایی از رباتهای آدم نما در کتابهای خود رسم کرده است که امروزه از روی آنها رباتهایی را ساخته اند. اما آن چیزی که ربات را مشهور کرد نمایشنامه ای بود که در سال 1920 در پاریس به روی صحنه رفت و از کلمه «روبوت» برای موجودات سخت کوش استفاده شد.
«روبوت» از کلمه روسی «روبوتا» به معنای سخت کوش گرفته شده است. در سال 1950 «آسمیوف» داستانهایی نوشته و کلمه ربات را معرفی کرد. در نوشته های او ربات به موجودات شیطان صفتی اطلاق می شدکه با انسان مقابله می کردند. اما امروزه امروزه هر ماشینی که سه ویژگی زیر را داشته باشد، ربات تلقی می گردد.
1. دریافت اطلاعات : یک ربات باید قادر باشد از محیط اطراف خود اطلاعاتی را دریافت کند. به عنوان مثال اگر یک ماشین لباسشویی اطلاعاتی راجع به میزان چکه آب دریافت کند، یک ربات محسوب می شود. ولی اگرتنها یک وسیله برای شستشوی لباسها باشد دیگر یک ربات نیست.
2. قابلیت انجام کارهای مختلف را داشته باشد. مثلاً یک ربات صنعتی اگر ابزار مناسب داشته باشد باید بتواند کارهایی مانند جوشکاری، رنگرزی و یا حمل و نقل اشیاء را انجام دهد. یعنی توانایی انجام کارهای شخص انسان را داشته باشد.
3. قابل برنامه ریزی باشد. این ویژگی یکی از قابلیتهای مهم ربات محسوب می شود. و یک ربات برای قابل برنامه ریزی شدن حتماً باید مجهز به وسیله برنامه پذیر یعنی کامپیوتر باشد.
تعریف علم رباتیک
علم مطالعه ربات را علم رباتیک گویند. علم رباتیک علم وسیعی است که شامل علوم الکترونیک، مکانیک، کامپیوتر و سخت افزار می باشد، که از آن اصطلاحاً با نام «مکاترونیک» نیز یاد می شود. اما تعریف دیگر علم رباتیک این است که علم رباتیک سعی می کند یک ارتباط هوشمند بین اطلاعاتی که از محیط ادراک می شود و فعالیتی که در رابطه با محیط باید انجام شود برقرار کند.
قسمتهای مختلف یک ربات
1. قسمت مکانیکی که شامل بازوها، تنه و ابزار آلاتی که برای کار ربات لازم هستند. (مثلاً برای جوشکاری، رنگرزی و...)
2. محرک ها که قسمتهای مکانیکی را به حرکت در می آورند. (مانند یک موتور که باعث حرکت بازو می شود.)
3. سنسورها (حسگرها) که اطلاعات را از محیط دریافت می کنند. که شامل سنسورهای پیچیده (سنسور بینایی) و سنسورهای ساده (سنسور برخورد، سنسور تعیین فاصله با اشیا و ...) می باشند. (سنسورها وظیفه سنس کردن موقعیت را بر عهده دارند.)
4. کنترل کامپیوتری که ارتباط بین اطلاعاتی که ادراک می شود، اهدافی که باید انجام شود و موتورها و محرکها را برقرار می کند.
میادین حضور رباتها
رباتها معمولا در سه موقعیت استفاده می شوند :
1. موقعیت های خطرناک مانند نیروگاه های هسته ای و میادین جنگ که برای انسان خطرناک است.
2. مکان هایی که کارها سخت و تکراری است. مثلاً در کارخانه هایی که کارگران موظفند کاری را به دفعات انجام دهند و خستگی، منجر به کاهش کیفیت تولید می شود.
3. مکان های آلوده مانند داخل لوله ها و فاضلابهای شهری.
رباتهای صنعتی
تصور اکثر ما از ربات این نوع ربات است. ربات صنعتی یا بازوی صنعتی کاربرد وسیعی در صنایع الکترونیک، رنگرزی، حمل و نقل وسایل (20%) و جوشکاری (70%) دارد.
ربات صنعتی معمولا یک پایه دارد که روی زمین به صورت بسیار محکم پیچ (ثابت) می شود و دارای 6 درجه آزادی است و می تواند هر نقطه ای از محیط و فضا را برای کار در اختیار داشته باشد و این کار را با استفاده از بازوهای خود انجام می دهد. این رباتها کامپیوتری نیز دارندکه برنامه ریزی لازم را انجام می دهد. مثلاً اینکه بازوها در کجا قرار بگیرند و یا چه کاری انجام دهند.
مزایای استفاده از ربات در صنعت
به عنوان نمونه می توان از کشور هایی همچون ژاپن یاد کرد که بیشترین تعداد ربات دنیا در آنجا یافت می شود. ژاپن دومین قدرت اقتصادی دنیا و پادشاه ربات سازی محسوب می شود. در مرحله دوم، اروپا که شامل چهار قطب صنعتی جهان (آلمان، انگلستان، فرانسه و ایتالیا) می باشد، قرار گرفته است. ژاپن 3 تا 4 برابر کل اروپا ربات ساخته و در صنعت استفاده می کند. در مرحله بعد آمریکا و دیگر کشورها قرار دارند. با این اطلاعات متوجه می شویم که استفاده از ربات در صنعت تا آنجا موثر است که می تواند کشورها را به عنوان قدرتهای اقتصادی دنیا مطرح کند.
از جمله مزایای استفاده از ربات می توان به موارد زیر اشاره کرد :
1. افزایش محصول : تیراژهای بالا نیاز به ربات دارد.
2. انعطاف پذیری در تولید : چند خط تولید همزمان با یک ربات ولی با برنامه های مختلف می توانند کارکنند بدون اینکه در کار یکدیگر خللی وارد کنند. (مثلا خط تولید همزمان تلویزیون و یک قطعه از اتومبیل)
3. قابلیت اطمینان : رباتها اشتباه و یا کوتاهی نمی کنند. همچنین کار طولانی موجب خستگی و بالا رفتن اشتباه در آنها نمی شود.
4. دقت در تولید و افزایش کیفیت تولید : مثلاً رنگ آمیزی یک اتومبیل با ربات بسیار دقیق تر و تمیزتر و شیک تر از رنگ آمیزی با دست است.
5. ایمنی در کار : مثلاً در جوشکاری ها و یا جابجایی هایی که برای بدن انسان مضر است، ربات بسیار مناسب است.
جالبترین رباتها، رباتهای انسان نما هستند. روز به روز به تعداد رباتها و تنوع آنها افزوده می شود. شرکت هوندا در سال 1996 طلسم تولید رباتهای انسان نما را شکست. بیست سال تحقیقات و صرف نزدیک به 100 میلیون دلار هزینه باعث شد تا ربات انسان نما تولید شود.
رباتهای انسان نما چه از لحاظ تکنیکی و چه از لحاظ کاربردی به شدت در حال گسترش هستند. این رباتها می توانند از پله ها بالا و پایین بروند، چهره مالک خود را بشناسند، اشیاء را جابجا کنند، گوش بدهند و صحبت کنند. و جالبتر اینکه شما می توانید با کمتر از 1000 دلار یک ربات انسان نما بخرید و با خود به جامعه ببرید.
مشخصات ربات هوشمند انسان نما
1. یادگیری : یک ربات خانگی باید کاملاً هوشمند باشد و یاد بگیرد. مثلا یک صندلی را در هر جای خانه که باشد تشخیص دهد. (زیرا مسلماً لوازم خانه همیشه در یک جای مشخصی نیستند.) به طورکلی رباتهایی که ساخته می شوند یاد می گیرند که صاحب خود را بشناسند و چگونه با او رفتارکنند.
2. برنامه ریزی : ربات باید برای انجام عملیات مختلف و اهداف و فرامین انجامی برنامه ریزی (planing) شود. ربات باید بتواند هر کاری را به کارهای کوچکتر بشکند و با انجام آنها به اهداف بزرگتری برسد.
3. استدلال : ربات باید توانایی استدلال در انجام فرامین داشته باشد. مثلاً اگر به او دستور داده می شود که به آشپزخانه برود ولی در عین حال در آشپزخانه بسته باشد و یا مانعی مثل یک صندلی سر راه او باشد، باید بتواند استدلال کند و عکس العمل مناسب را انجام دهد. یعنی در آشپزخانه را باز کند یا از کنار مانع عبور کند.
4. بینایی : یک ربات هوشمند باید بینایی داشته باشد. همانطور که ما حدود 90% اطلاعاتمان را از طریق بینایی به دست می آوریم او نیز باید بتواند اطلاعات را از همین طریق بدست آورد.
رباتها به جای آدمها
شرکت «سونی» به کمک کشور آمریکا فیلمی ساخته است که در آن همزیستی انسان و ربات را نشان می دهد. رباتی که به مهد کودک می رود. آری بعید نیست روزی به همراه کودکانمان رباتها را نیز در کلاس درس ببینیم. همانطور که اکنون رباتها در بسیاری از موقعیتها ظاهر می شوند. ربات راهنمای موزه، ربات پیش خدمت رستورانها، ربات جاروبرقی، ربات ماشین ظرفشویی و حتی پیشرفته تر از آن ربات فضایی که «ناسا» آن را برای تعمیر دستگاهها به فضا فرستاد. و رباتهای نظامی که آمریکا و اسرائیل هم اکنون در جنگهای خود از آنها استفاده می کنند. ربات پرنده که 6 مورد از آن در اسرائیل وجود دارد.
ما و انقلاب رباتیک
ایران در انقلاب صنعتی نقشی نداشت. اما اکنون انقلاب IT و انقلاب رباتیک در پیش است. تحقیق و مطالعه در زمینه هوش مصنوعی و رباتیک بسیار وسیع و گسترده است. حتی این سخن مطرح است که هوش مصنوعی زمینه ای است که دانشمندان اکثر علوم حسرت می خورند که چرا در این زمینه حاضرنشدند و از آن آگاهی پیدا نکردند . علت این حسرت این است که در سایر علوم پیشرفتهای زیادی انجام شده و لذا رسیدن به یک پیشرفت جدید احتیاج به کار زیادی دارد. مثلا برای ارائه یک مقاله در زمینه فیزیک، شیمی یا ریاضی سالها باید زحمت کشید تا یک مقاله جدید با مسئله جدید ارائه کرد ولی هوش مصنوعی و رباتیک به دلیل تازه بودن بسیار وسیع و گسترده است و با صرف وقت کم و انرژی معمولی می توان پیشرفت زیادی در این زمینه به دست آورد. دنیا در ابتدای راه رباتهاست. بیایید با این قافله همراه شویم تا نه از دنیا و علم عقب بمانیم و نه از آبادی و پیشرفت کشورمان.
روبوکاپ
روبوکاپ مجموعه مسابقات، کنفرانسها و برنامه های آموزشی پژوهشی است که با هدف گسترش علم رباتیک برگزار می شود. در واقع روبوکاپ بستری برای توسعه رباتیک با سرعتی بیشتر است. در روبوکاپ برای اینکه یک ایده اصلی وجود داشته باشد یک هدف مطرح شده است و آن این است که قهرمان تیم های رباتیک فوتبال در سال 2050 با قهرمان تیم فوتبال جهان مسابقه بدهد و احتمالا برنده شود. این یک هدف نمادین است. مساله این است که بشر بتواند بسیاری از مشکلات تکنیکی وکاربردی را در زمینه استفاده از ربات حل کند و اگر بتواند به این مهم دست یابد یعنی کار علمی، صنعتی و فنی مهمی انجام داده است و بسیاری از مشکلات را حل کرده است.
روبوکاپ دارای یک فدراسیون جهانی است. این فدراسیون تعیین می کند که هر سال مسابقات در کدام کشور برگزار شود. همچنین تعیین قوانین و نحوه امتیاز گذاری و غیره بر عهده این فدراسیون است. کمیته های ملی روبوکاپ درکشورهای مختلف دنیا وجود دارد. ایران نیز یکی از این کشورها می باشد.
ربوکاپ در ایران
ایده اصلی مسابقات روبوکاپ از سال 1992 مطرح شد و مسابقات در این زمینه آغاز گردید. ایران برای اولین بار به طور رسمی در سال 1997 در این مسابقات شرکت کرد. در سال 1998 تیمی از دانشگاه صنعتی شریف با حضوری قدرتمند در این مسابقات ظاهر شد. در سال 1999 دو تیم از ایران در این مسابقات شرکت داشتند که یکی از آنها قهرمان مسابقات شد. امروزه ایران سهم زیادی در این مسابقات دارد و یکی از قطبهای ربوکاپ محسوب می شود. سال گذشته مسابقات در ژاپن برگزار شد و حدود 14 مدال توزیع شد که نیمی از این مدالها به ایرانی ها رسید. لذا ما باید بر علم خود بیالیم و بر پیشرفت آن بکوشیم تا همچنان در جهان بدرخشیم و با اجرای اهدافمان ایرانی بسازیم آبادتر از همیشه .
اهداف ما از شرکت در روبوکاپ
هدف اول : گسترش رباتیک همراه با جذابیت
روبوکاپ یک فعالیت سالم است و می تواند دروس مختلف را به صورتی کاملاً کاربردی درآ ورد.
هدف دوم : روبوکاپ یک زمینه مناسب برای تبادلات فرهنگی با دیگرکشورهاست.
امروزه وقتی با دانشجویان، اساتید و دانشمندان خارجی صحبت می شود، ایران را با روبوکاپ می شناسند و آن را به خاطر پیشرفتی که در زمینه روبوکاپ داشته یک کشور علمی قلمداد می کنند. خوب است بدانید اکثر تیمهایی که در مسابقات روبوکاپ موفق می شوند معمولاً یک متخصص ایرانی دارند.
هدف سوم : و هدف اصلی این است که روبوکاپ را به سمتی که نیازهایمان را برآورده سازد هدایت کنیم.
انتظارات ما از روبوکاپ
انتظارات ما از روبوکاپ بسیار زیاد است. اگرچه برخی از آنها غیرواقعی است زیرا فقط از طریق علم نمی توان به آنها رسید. دستیابی به این اهداف نیاز به پایگاههای اقتصادی و حمایتهای دولتی فراوانی دارد.
1. کشور ما با شرکت در مسابقات و قهرمانی در آنها به یک کشور دارنده علم وسازنده علم رباتیک در جهان مبدل می شود. البته این یک انتظار غیرواقعی است که می تواند به راحتی تحقق یابد.
2. ما انتظار داریم به کمک علم رباتیک پتانسیل علمی کشور را بالا ببریم. مثلاً وقتی یک دختر رباتی می سازد، در آینده حتی اگر خانه دار هم شود به راحتی می تواند از وسائل تکنولوژیک آینده استفاده کند و اگر وارد صنعت شود می تواند بسیار مثمرثمر باشد. یعنی در واقع ما نیرویی تربیت می کنیم که می تواند با تکنولوژی روز دنیا پیش رود و ازآن بهره بگیرد.که البته انتظاری مثبت و واقعی است.
3. انتظار داریم به کمک روبوکاپ اعتباری صنعتی وعلمی به دست آوریم. همانگونه که امروزه اکثر دانشگاههای دنیا، ایران را به عنوان یک قطب قوی در روبوکاپ و علم رباتیک می شناسند.
4. و انتظاری که اگر برآورده شود بیش از هر چیز به آبادی کشور می انجامد، افزایش اعتماد به نفس هر انسان است. و اینکه ایرانیان بدانند نه تنها از هیچ کشوری کمتر نیستند، بلکه می توانند با علم خود کشوری بسازند که از زندگی درآن لذت ببرند.کشوری آبادتر، کشوری سالمتر و کشوری شادابتر.