مقاله مبانی مهندسی رباتیک

[am in 25041]

رابط (link)

رابط یک جسم مکانیکی صلب است که دو مفصل را به یکدیگر وصل می نماید . البته رابط آخر ربات ممکن است فقط به یک مفصل متصل شده باشد .

[am in 25041]

بازو و مچ ربات های صنعتی پایه ثابت ( arm & wrist )

ربات های صنعتی پایه ثابت معمولا دارای 6 درجه آزادی و 6 درجه حرکت می باشند . یادآوری می شود برای مشخص کردن یک جسم صلب در فضا به 6 مختص لازم داریم . بنابراین ربات ها اکثرا دارای 6 درجه آزادی می باشند . همان طور که گفتیم درجه حرکت بیشتر باعث افزایش هزینه و کنترل سخت تر می شود . بنابراین سعی می شود که کمترین درجه حرکت را داشته باشیم . بنابراین بیشتر ربات ها داری 6 درجه حرکت می باشند . بنابراین معمولا ربات ها داری 6 مفصل می باشند 3 مفصل اول برای تعیین موقعیت و 3 مفصل دوم برای تعیین جهت مجری نهایی مورد استفاده قراری می گیرند .

به قسمتی از ربات ( مفصل و رابط ) که برای تعیین موقعیت استفاده می شود ، بازو می گویند . همان طور که در قسمت های قبل ذکر شد ربات ها بر اساس بازو نام گذاری می شوند .

به قسمتی از ربات که برای تعیین جهت استفاده می شود ، مچ می گویند . اغلب ربات ها از مچ کروی استفاده می کنند .

سیگنال

به هر کمیت فیزیکی که مقدار آن برای ما مهم است یا در ربات اثر می گذارد سیگنال گویند . مثلا ولتاژ دو سر موتور ، روشنایی محیط ، دمای محیط ، سرعت چرخ ها ، زاویه مجری نهایی و ....

[am in 25041]

مدل سازی

بیان قوانین فیزیکی بر اساس ریاضی را مدل سازی می گویند . ما برای طراحی ربات مجبور به مدل سازی ربات و قطعات آن می شویم . این مدل ها همواره دقیق نیستند برای همین ربات ها خطا دارند . هر چه مدل سازی دقیق تر باشد ربات نیز دقیق تر کار می کند . علت دقیق نبودن مدل ها نبود دانش کافی فیزیکی و یا نادیده گرفتن بعضی از کمیت های فیزیکی است و ریاضی را نمی توان ناقص دانست ریاضی کامل ترین علم جهان است و از هر گونه قوانین فیزیکی مجرد است . می توان گفت مهم ترین مرحله از طراحی ربات ، مدل سازی می باشد . اهمیت آن به حدی است که پایان نامه دکترای بعضی از مهندسین رباتیک ، مدل سازی یک ربات خاص می باشد .

[am in 25041]

کنترل ربات

منظور از کنترل ربات ، تنظیم سیگنال خروجی بر اساس سیگنال ورودی است . این عمل توسط کنترلر ها صورت می پذیرد . هر ربات دارای یک یا چند کنترلر است . یکی از کنترلر ها را کنترلر مرکزی می نامیم که وظیفه آن کنترل کل ربات به تنهایی و یا به کمک کنترلر های دیگر می باشد . کنترلر ها به دو صورت حلقه باز و حلقه بسته موجود اند . منظور از کنترل حلقه باز این است که وروی از خروجی تاثیر نگیرد و منظور از کنترل حلقه بسته تاثیر پذیرفتن وروی از خروجی است . برای حلقه بسته بودن یک کنترلر احتیاج به حسگر ( sensor ) داریم . به عنوان مثال برای تنظیم روشنایی محلی ؛ یک روش این است که بگوییم ساعت خاصی چراغ روشن شود (کنترل حلقه باز ) روش دیگر آن است که بگوییم اگر روشنایی از حدی کمتر شد روشن شود (کنترل حلقه بسته) . هر دو روش مزایا و مشکلاتی دارد مزیت کنترل حلقه باز ، هزینه کمتر و ساخت راحت تر می باشد و مزیت کنترل حلقه بسته دقت آن است مشکل اصلی کنترل حلقه باز این است که اگر در ورودی سیستم اغتشاش ایجاد شود این اغتشاش در خروجی کاملا ظاهر می شود و مشکل کنترل حلقه بسته هزینه ی بالای آن است . کنترل حلقه بسته را می توان به صورت های مشتقی یا انتگرالی یا تناسبی یا ترکیب هایی از آن ساخت . مثلا برای تنظیم سرعت ربات می توان از مسافت پیموده شده (انتگرالی) یا سرعت کنونی ربات (تناسبی) یا شتاب ربات (مشتقی) و یا ترکیب آن استفاده نمود البته نمی توان گفت کنترل حلقه بسته همیشه دقت بیشتری دارد حتی ممکن است در مواردی باعث ناپایدار شدن سیستم گردد . مانند تنظیم سرعت موتور الکتریکی، اگر موتور با مانعی برخورد کند که سرعت آن را بگیرد در کنترل حلقه بسته برای جلوگیری از کاهش سرعت ،کنترلر به موتور ولتاژ بیشتری اعمال می شود و این ولتاژ اگر از حدی بیشتر شود باعث سوختن موتور می گردد. در صورتی که کنترلر حلقه باز بود موتور با سرعت کم تر ادامه می داد و نمی سوخت .کنترلر مرکزی باید قابل برنامه ریزی باشد . از جمله کنترلر های مرکزی می توان به رایانه های رومیزی (pc) ، رایانه های صنعتی (pg) ، مدار های منطقی یا fpga ها ، میکروکنترلر ها (mcu) ، دیجیتال سیگنال کنترلر ها (dsc) ، رله های برنامه پذیر (plc) و ... اشاره کرد . ربات ها معمولا دارای چند کنترلر هستند و این کنترلر ها توسط شبکه به کنترلر مرکزی متصلند به عنوان مثال ربات های پایه ثابت هر مفصل دارای کنترلر مجزا می باشد و تمام آن ها با کنترلر مرکزی ارتباط دارند یا چراغ های راهنمایی سطح شهر که هر کدام جداگانه کنترل می شوند و تمام آن ها با مرکز کنترل ترافیک ارتباط دارند و با یک دیگر ارتباط دارند .

جهت طراحی کنترلر ما نیاز به مدل سازی داریم . علت خطای ربات نیز دقیق نبودن مدل سازی ها می باشد . مدل سازی ربات های متحرک نسبت به ربات های پایه ثابت ، بسیار پیچیده تر و مشکل تر است . بنابراین کنترل ربات متحرک بسیار مشکل تر از ربات پایه ثابت است .

[am in 25041]

دستگاه مختصات در طراحی ربات

در طراحی ربات ، برای توصیف وضعیت ربات ، از دستگاه های مختصات استفاده می شود . که محل و جهت دستگاه ها برای ما همیت دارد . مثلا در ربات های پایه ثابت هر رابط دارای 3 دستگاه مختصات اول ، انتها و مرکز جرم می باشد یا ربات مار که هر مهره ی ربات دارای چند دستگاه مختصات می باشد .

دستگاه مختصات مرجع

یکی از دستگاه های مختصات را مرجع می دانیم و جهت و موقعیت سایر دستگاه های مختصات را با آن می سنجیم . دستگاه مختصات مرجع در ریات های پایه ثابت معمولا در رابط صفر ( رابطی که به زمین پیچ شده است) قرار دارد . در ربات های متحرک اگر برای ما موقعیت ربات نسبت به نقطه خاص و ثابت ( محل شارژ یا ... ) اهمیت داشته باشد دستگاه مختصات مرجع را در خارج از ربات و روی زمین در نظر می گیریم و اگر موقعیت نسبت به نقطه ای ثابت اهمیت نداشته باشد دستگاه مختصات مرجع را روی شاسی ربات در نظر می گیریم .

[am in 25041]

ماتریس تبدیل transformation

 

همان طور که گفته شد برای بیان وضعیت ربات از دستگاه های مختصات استفاده می کنیم وضعیت هر دستگاه مختصات را می توان با یک ماتریس 4 در 4 نمایش داد . که به این ماتریس ، ماتریس تبدیل می گویند . به عبارت دیگر ماتریس تبدیل ، ماتریسی است که یک وضعیت دستگاه مختصات را در دستگاه مختصات دیگر نمایش می دهد .

 

برای نمایش موقعیت دستگاه مختصات از سه مولفه استفاده می کنیم و آن را بردار انتقال می گویند بردار انتقال را با حرف d نمایش می دهند .

برای نمایش جهت دستگاه مختصات از نه مولفه استفاده می کنیم و آن را ماتریس دوران می گویند ماتریس دوران را با حرف R نمایش می دهند .

بنابراین با داشتن بردار انتقال و ماتریس دوران می توان هر دستگاه مختصات را نمایش داد یعنی ماتریس 3 در 4 . چون این ماتریس مربعی نیست نمی تواند وارون داشته باشد ، برای مربعی شدن این ماتریس سطر چهارم را اضافه می کنیم .

 

 

T11 این درایه جهت محور X دستگاه مختصات فعلی را نسبت به محور X دستگاه مختصات مرجع نشان می دهد . حاصل ضرب داخلی دو بردار یکه Xi و X0 ؛ به عبارت دیگر کسینوس زاویه بین محور Xi و X0

T21 این درایه جهت محور X دستگاه مختصات فعلی را نسبت به محور Y دستگاه مختصات مرجع نشان می دهد . حاصل ضرب داخلی دو بردار یکه Xi و Y0 ؛ به عبارت دیگر کسینوس زاویه بین محور Xi و Y0

T31 این درایه جهت محور X دستگاه مختصات فعلی را نسبت به محور Z دستگاه مختصات مرجع نشان می دهد . حاصل ضرب داخلی دو بردار یکه Xi و Z0 ؛ به عبارت دیگر کسینوس زاویه بین محور Xi و Z0

T41 این درایه مقدارش برابر صفر می باشد .

T21 این درایه جهت محور Y دستگاه مختصات فعلی را نسبت به محور X دستگاه مختصات مرجع نشان می دهد . حاصل ضرب داخلی دو بردار یکه Yi و X0 ؛ به عبارت دیگر کسینوس زاویه بین محور Yi و X0

T22 این درایه جهت محور Y دستگاه مختصات فعلی را نسبت به محور Y دستگاه مختصات مرجع نشان می دهد . حاصل ضرب داخلی دو بردار یکه Yi و Y0 ؛ به عبارت دیگر کسینوس زاویه بین محور Yi و Y0

T23 این درایه جهت محور Y دستگاه مختصات فعلی را نسبت به محور X دستگاه مختصات مرجع نشان می دهد . حاصل ضرب داخلی دو بردار یکه Yi و X0 ؛ به عبارت دیگر کسینوس زاویه بین محور Yi و Z0

T24 این درایه مقدارش برابر صفر می باشد .

T31 این درایه جهت محور Z دستگاه مختصات فعلی را نسبت به محور X دستگاه مختصات مرجع نشان می دهد . حاصل ضرب داخلی دو بردار یکه Zi و X0 ؛ به عبارت دیگر کسینوس زاویه بین محور Zi و X0

T32 این درایه جهت محور Z دستگاه مختصات فعلی را نسبت به محور Y دستگاه مختصات مرجع نشان می دهد . حاصل ضرب داخلی دو بردار یکه Zi و Y0 ؛ به عبارت دیگر کسینوس زاویه بین محور Zi و Y0

T33 این درایه جهت محور Z دستگاه مختصات فعلی را نسبت به محور Z دستگاه مختصات مرجع نشان می دهد . حاصل ضرب داخلی دو بردار یکه Zi و Z0 ؛ به عبارت دیگر کسینوس زاویه بین محور Zi و Z0

T34 این درایه مقدارش برابر صفر می باشد .

T41 این درایه مولفه X بردار مکان مبدا دستگاه مختصات فعلی را در دستگاه مختصات مرجع نشان می دهد . به عبارت دیگر حاصل ضرب داخلی بردار یکه X0 در Oi

T42 این درایه مولفه Y بردار مکان مبدا دستگاه مختصات فعلی را در دستگاه مختصات مرجع نشان می دهد . به عبارت دیگر حاصل ضرب داخلی بردار یکه X0 در Oi

T43 این درایه مولفه Z بردار مکان مبدا دستگاه مختصات فعلی را در دستگاه مختصات مرجع نشان می دهد . به عبارت دیگر حاصل ضرب داخلی بردار یکه X0 در Oi

T44 این درایه مقدارش برابر یک می باشد .

[am in 25041]

حرکت شناسی (Kinematics )

 

سینماتیک ریات ، علم مطالعه حرکت ربات می باشد . در حرکت شناسی ربات ؛ مکان ، جابجایی ، سرعت ، شتاب و تکان تمام رابط ها یا قسمتی از ربات ، بدون در نظر گرفتن عامل بوجود آورنده ی آن ، بررسی می شود . سینماتیک ربات به دو بخش مستقیم و وارون تقسم می شود . نوع دیگری تقسیم بندی سینماتیک ربات وجود دارد که آن را به چهار بخش ؛ حرکت شناسی ربات های پایه ثبات سری ، حرکت شناسی ربات های پایه ثبات موازی ، حرکت شناسی ربات های موبایل و حرکت شناسی ربات های انسان نما ؛ تقسیم می نماید .

 

حرکت شناسی مستقیم ( سینماتیک مستقیم ، Forward Kinematics )

 

منظور از سینماتیک مستقیم ، به دست آوردن وضعیت ابزار ربات ( ماتریس تبدیل ) از روی زوایا و طول های مفاصل ربات ، می باشد .

 

حرکت شناسی وارون ( سینماتیک معکوس ، Inverse Kinematics )

 

منظور از سینماتیک وارون ، به دست آوردن وضعیت زوایا و طول های متغییر مفاصل ربات از روی موقعیت ابزار ( ماتریس تبدیل ) و طول های ثابت ربات ، می باشد .

[am in 25041]

چند اصطلاح

 

fpk حرکت شناسی مستقیم موقعیت

 

fvk حرکت شناسی مستقیم سرعت

 

fak حرکت شناسی مستقیم شتاب

 

fjk حرکت شناسی مستقیم تکان

 

ffk حرکت شناسی مستقیم نیرو و گشتاور

 

ipk حرکت شناسی وارون موقعیت

 

ivk حرکت شناسی وارون سزعت

 

iak حرکت شناسی وارون شتاب

 

ijk حرکت شناسی وارون تکان

 

ifk حرکت شناسی وارون نیرو و گشتاور

[am in 25041]

سیستم های رباتیک بازوهای پایه متحرک

 

Mobile manipulators Robotic Systems

 

 

به تمامی سیستم های رباتیکی که از یک بازوی مکانیکی نصب شده بر روی پلتفرم متحرک ساخته شده باشند ؛ بازوهای پایه متحرک گویند . ترکیب ربات های بازو و ربات های پایه متحرک ، سیستمی ایجاد می نماید که اشکالات ربات های جدید را نسبت به حالت قبل کاهش می دهد . به عنوان مثال بازو های سنتی محدود به یک فضای کار محدود بوده اند اما ربات های نوین دیگر این مشکل را ندارند .

 

سیستم های رباتیک بازوهای پایه متحرک از دو درجه آزادی ربات های پایه متحرک و از اندی درجه آزادی ربات های بازو بهره می برند . همچنین از چالاکی ربات های موبایل و مهارت ربات های بازو بهره می برند . علاوه براین بهره گیری از پلتفرم متحرک باعث ایجاد فضای کار نامحدود می شود . اما تعداد درجات آزادی بسیار زیاد و محیط غیر ساخت یافته این سیستم ها یکی از چالش برانگیزترین مسائل بکارگیری این ربات ها است .

 

 

در حال حاضر موضوع اصلی تحقیقات ، مطالعات و پژوهش های سیستم های رباتیک بازوهای پایه متحرک چه خودکار و چه کنترل راه دور که در حوزه های مختلف کاری (فضایی - نظامی - خانگی - درمانی) ، محیط می باشد . با وجود این که صنعت ، نیازمند اتوماسیون انعطاف پذیر و هوشمند است ، بکارگیری سیستم های رباتیک بازوهای پایه متحرک صنعتی محدود است . علاوه براین تکنولوژی های لازم برای ساخت این ربات های در بیشتر حوزه ها از دسترس عموم خارج است . (تکنولوژی انحصاری در دست چند کمپانی)

یکی از دلایلی که کارخانه داران از بکارگیری این ربات های خودداری می کنند ، ترس سنتی از بکارگیری تکنولوژی و ابزار های جدید است . همچنین در سیستم های رباتیک بازوهای پایه متحرک ، بهینه سازی بازوی ربات و ابزار آن ، مرکز توجه قرار گرفته است در حالی که یکپارچه سازی و کاربرد آن مورد غفلت قرار گرفته است . تعداد کمی از بکارگیری این ربات ها در محیط تولید و صنعت گزارش شده است . [1و2]

 

1- H. Liu, P. Meusel, G. Hirzinger, M. Jin and Y. X. Liu: The Modular Multisensory DLR-HIT-Hand: Hardware and Software Architecture, IEEE/ASME Transactions on Mechatronics, vol. 13, no. 4, pp. 461-469, 2008

2- A. Stopp, S. Horstmann, S. Kristensen and F. Lohnert: Towards Interactive Learning for Manufacturing Assistant, IEEE Transactions on Industrial Electronics, pp. 705-707, 2003

[am in 25041]

ربات‌های زیر آبی خودکار و بدون نیاز به کابل

 

در اغلب ربات‌های زیرآبی از کابل برای انتقال توان به راه‌اندازها و نیز انتقال فرامین استفاده می‌شود و نیز داده‌های حسگرها و دوربین‌ها نیز از طریق کابل به کاربر انتقال داده می‌شوند. اما کابل از طرفی باعث افت انرژی شده و برای عمق‌های زیاد و محدوده‌های عملکرد وسیع، میزان توان مصرفی را افزایش می‌دهد. از سوی دیگر برای انتقال توان بالا، افزایش قطر کابل سبب افزایش نیروهای هیدرودینامیکی وارده و افزایش اغتشاش وارده به سیستم می‌شود. لذا در بسیاری از کاربردها استفاده از ربات‌های زیرآبی دارای کابل، مشکلات و محدودیت‌های فراوانی دارد. تکنولوژی ساخت این‌گونه از ربات‌های زیرآبی‌ که کار برروی آن‌ها از اوایل دهه هشتاد آغاز شده‌است٬ هنوز دوران آغازین خود را می‌گذراند. این ربات‌ها مجهز به سیستم کنترل و هدایت مرکزی، سیستم ارتباطی پیشرفته و سیستم تولید توان هیدرولیکی به منظور تولید انرژی لازم جهت پروانه‌ها و دیگر ابزارها و بازو‌های مکانیکی است. تاکنون در مجموع بیش از هفتاد گونهٔ مختلف از ربات‌های خودکار توسط دوازده کشور ساخته شده‌است. علاوه بر انواع ذکر شده برخی دیگر از ربات‌های زیرآبی متناسب با نوع کاربری طراحی و ساخته شده‌اند که به عنوان مثال می‌توان ربات‌هایی که توسط کشتی یا قایق پشتیبان به صورت یدک‌کش به‌کار می‌روند را نام برد که در بازرسی از خطوط لوله٬ نقشه‌برداری و مشاهدات علمی‌کاربردهای وسیعی دارند.

مبانی طراحی ربات‌های زیرآبی

 

امروزه به کمک روش‌های پیشرفته طراحی کامپیوتر٬ طراحی ربات‌های زیرآبی نیز پیشرفته‌تر و دقیق‌تر شده‌است. بدیهی است اکنون که طراحی و ساخت ربات‌های پیچیده و چند منظوره و دارای توان دستیابی به اعماق بسیار زیاد دریا و اقیانوس مورد نظر است، دستیابی به سطوح بالایی از دانش طراحی نیز لازم و ضروری خواهد بود. این ربات‌ها باید داری انعطاف‌پذیری مطلوبی باشند، چنان که قابلیت انجام فعالیت‌ها و ماموریت‌های متنوعی برای آن‌ها مهیا باشد. به منظور تامین اهداف مطلوب در طراحی ربات‌های زیرآبی باید دو نکته را مد نظر داشت: نوع عملکرد مورد نظر و مقدار عمقی که ربات در آن باید به کار بپردازد. علی رغم موارد بالا طراحی ربات زیرآبی باید به صورت مجموعه‌ای واحد و با در نظر گرفتن تمامی ملاحظات طراحی لازم و مرتبط صورت پذیرد که برخی از آن‌ها عبارت‌اند از:

• هزینه‌ی‌ تمام شده
  
• اندازه و ابعاد مطلوب با توجه به نیازمندی‌ها و قابلیت‌های مورد نظر
  
• تکنولوژی موجود و در دسترس
  
• توان و قدرت مورد نیاز
  
• ابعاد
  
• وزن
  
• فضای مورد نیاز در عرشه کشتی
  
• حداکثر عمق
  
• نوع شرایط دریایی که ربات در آن امکان کار دارد
  
• حداکثر بار مفید قابل حمل
  
• کاربرد
  
• چندمنظوره بودن
  
• ایمنی
  
• اطمینان‌پذیری
  
• ثبت مسیر حرکت (در صورت لزوم)
  
• قابلیت تعمیر و نگهداری
  
• اجزا و سیستم‌های واسط جهت هدایت و راهبری و قابلیت‌های دردسترس این سیستم
  

چنان که ذکر شد ربات‌های زیر آبی اجزا مختلف و متعددی دارند که عموما شامل موارد کلی و اساسی زیر است:

• بدنهٔ ربات
  
• سیستم رانش و حسگرها
  
• واسط(های) کنترلی و نمایشی
  
• سیستم توزیع قدرت
  
• کابل‌های هدایتی و ارتباطی
  
• سیستم هدایت و کنترل
  

در نهایت طراح با در نظرگرفتن عوامل موثر در طراحی باید مدل بهینه‌ای برای طراحی ربات پیشنهاد کند. ربات‌هایی زیرآبی در نهایت به واسط‌هایی متصل هستند که منظور و هدف کاربر را محقق می‌سارند. بازوهای مکانیکی ماهر که قادر به انجام کار فیزیکی هستند٬ دوربین‌های تلویزیونی، نورافکن‌ها و دیگر لوازم ره‌گیری که امکان کارکرد، هدایت، مسیریابی، کنترل و ناوبری ربات را فراهم می‌سارند، از این جمله‌اند.

[am in 25041]

چند کتاب مهندسی رباتیک

 

 

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام

 

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام

 

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام

 

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام

 

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام

 

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام

[am in 25041]

سنسورها در ربات

 

سنسورها اغلب برای درک اطلاعات تماسی، تنشی، مجاورتی، بینایی و صوتی به‌کار می‌روند. عملکرد سنسورها بدین‌گونه است که با توجه به تغییرات فاکتوری که نسبت به آن حساس هستند، سطوح ولتاژی ناچیزی را در پاسخ ایجاد می‌کنند، که با پردازش این سیگنال‌های الکتریکی می‌توان اطلاعات دریافتی را تفسیر کرده و برای تصمیم‌گیری‌های بعدی از آن‌ها استفاده نمود.

[am in 25041]

سنسورها را می‌توان از دیدگاه‌های مختلف به دسته‌های متفاوتی تقسیم کرد که در ذیل می‌آید:

 

a.سنسور محیطی: این سنسورها اطلاعات را از محیط خارج و وضعیت اشیای اطراف ربات، دریافت می‌نمایند.

 

b.سنسور بازخورد: این سنسور اطلاعات وضعیت ربات، از جمله موقعیت بازوها، سرعت حرکت و شتاب آن‌ها و نیروی وارد بر درایورها را دریافت می‌نمایند.

 

c.سنسور فعال: این سنسورها هم گیرنده و هم فرستنده دارند و نحوه کار آن‌ها بدین ترتیب است که سیگنالی توسط سنسور ارسال و سپس دریافت می‌شود.

 

d.سنسور غیرفعال: این سنسورها فقط گیرنده دارند و سیگنال ارسال شده از سوی منبعی خارجی را آشکار می‌کنند، به‌ ‌همین دلیل ارزان‌تر، ساده‌تر و دارای کارایی کمتر هستند.

[am in 25041]

سنسورها از لحاظ فاصله‌ای که با هدف مورد نظر باید داشته باشند به سه قسمت تقسیم می‌شوند:

 

§سنسور تماسی: این نوع سنسورها در اتصالات مختلف محرک‌ها مخصوصا در عوامل نهایی یافت می‌شوند و به دو بخش قابل تفکیک‌اند.

i.سنسورهای تشخیص تماس

ii.سنسورهای نیرو-فشار

 

 

§سنسورهای مجاورتی:این گروه مشابه سنسورهای تماسی هستند، اما در این مورد برای حس کردن لازم نیست حتما با شی در تماس باشد. عموما این سنسورها از نظر ساخت از نوع پیشین دشوارترند ولی سرعت و دقت بالاتری را در اختیار سیستم قرار می‌دهند.

دو روش عمده در استفاده از سنسورها وجود دارد:

i.حس کردن استاتیک: در این روش محرک‌ها ثابت‌اند و حرکت‌هایی که صورت می‌گیرد بدون مراجعه لحظه‌ای به سنسورها صورت می‌گیرد.به عنوان مثال در این روش ابتدا موقعیت شی تشخیص داده می‌شود و سپس حرکت به سوی آن نقطه صورت می‌گیرد.

ii.حس کردن حلقه بسته: در این روش بازوهای ربات در طول حرکت با توجه به اطلاعات سنسورها کنترل می‌شوند. اغلب سنسورها در سیستم‌های بینا این‌گونه‌اند.

[am in 25041]

حال از لحاظ کاربردی با نمونه‌هایی از انواع سنسورها در ربات آشنا می‌شویم:

 

a.سنسورهای بدنه (Body Sensors) : این سنسورها اطلاعاتی را درباره موقعیت و مکانی که ربات در آن قرار داردفراهم می‌کنند. این اطلاعات نیز به کمک تغییر وضعیت‌هایی که در سوییچ‌ها حاصل می‌شود، به دست می‌آیند. با دریافت و پردازش اطلاعات بدست آمده ربات می‌تواند از شیب حرکت خود و این‌که به کدام سمت در حال حرکت است آگاه شود. در نهایت هم عکس‌العملی متناسب با ورودی دریافت شده از خود بروز می‌دهد.

b.سنسور جهت‌یاب مغناطیسی(Direction Magnetic Field Sensor): با بهره‌گیری از خاصیت مغناطیسی زمین و میدان مغناطیسی قوی موجود، قطب‌نمای الکترونیکی هم ساخته شده است که می‌تواند اطلاعاتی را درباره جهت‌های مغناطیسی فراهم سازد. این امکانات به یک ربات کمک می‌کند تا بتواند از جهت حرکت خود آگاه شده و برای تداوم حرکت خود در جهتی خاص تصمصم‌گیری کند. این سنسورها دارای چهار خروجی می‌باشند که هرکدام مبین یکی از جهت‌ها است. البته با استفاده از یک منطق صحیح نیز می‌توان شناخت هشت جهت مغناطیسی را امکان‌پذیر ساخت.

c.سنسورهای فشار و تماس (Touch and Pressure Sensors) : شبیه‌سازی حس لامسه انسان کاری دشوار به نظر می‌رسد. اما سنسورهای ساده‌ای وجود دارند که برای درک لمس و فشار مورد استفاده قرار می‌گیرند. از این سنسورها در جلوگیری از تصادفات و افتادن اتومبیل‌ها در دست‌اندازها استفاده می‌شود. این سنسورها در دست‌ها و بازوهای ربات‌ هم به منظورهای مختلفی استفاده می‌شوند. مثلا برای متوقف کردن حرکت ربات در هنگام برخورد عامل نهایی با یک شی. همچنین این سنسورها به ربات‌ها برای اعمال نیروی کافی برای بلند کردن جسمی از روی زمین و قرار دادن آن در جایی مناسب نیز کمک می‌کند. با توجه به این توضیحات می‌توان عملکرد آن‌ها را به چهار دسته زیر تقسیم کرد: 1- رسیدن به هدف، 2- جلوگیری از برخورد، 3- تشخیص یک شی.

d.سنسورهای گرمایی (Heat Sensors): یکی از انواع سنسورهای گرمایی ترمینستورها هستند. این سنسورها المان‌های مقاومتی پسیوی هستند که مقاومتشان متناسب با دمایشان تغییر می‌کند. بسته به اینکه در اثر گرما مقاومتشان افزایش یا کاهش می‌یابد، برای آن‌ها به ترتیب ضریب حرارتی مثبت یا منفی را تعریف می‌کنند. نوع دیگری از سنسورهای گرمایی ترموکوپل‌ها هستند که آن‌ها نیز در اثر تغییر دمای محیط ولتاژ کوچکی را تولید می‌کنند. در استفاده از این سنسورها معمولا یک سر ترموکوپل را به دمای مرجع وصل کرده و سر دیگر را در نقطه‌ای که باید دمایش اندازه‌گیری شود، قرار می‌دهند.

e. سنسورهای بویایی (Smell Sensors): تا همین اواخر سنسوری که بتواند مشابه حس بویایی انسان عمل کند، وجود نداشت. آنچه که موجود بود یک‌سری سنسورهای حساس برای شناسایی گازها بود که اصولا هم برای شناسایی گازهای سمی کاربرد داشتند. ساختمان این سنسورها به این صورت است که یک المان مقاومتی پسیو که از منبع تغذیه‌ای مجزا، با ولتاژ 5+ ولت تغذیه می‌شود، در کنار یک سنسور قرار دارد که با گرم شدن این المان حساسیت لازم برای پاسخ‌گویی سنسور به محرک‌های محیطی فراهم می‌شود. برای کالیبره کردن این دستگاه ابتدا مقدار ناچیزی از هر بو یا عطر دلخواه را به سیستم اعمال کرده و پاسخ آن را ثبت می‌کنند و پس از آن این پاسخ را به عنوان مرجعی برای قیاس در استفاده‌های بعدی به کار می‌‌برند. اصولا در ساختمان این سیستم چند سنسور، به طور همزمان عمل می‌کنند و سپس پاسخ‌های دریافتی از آن‌ها به شبکه‌ عصبی ربات منتقل شده و تحلیل و پردازش لازم روی آن صورت می‌گیرد. نکته مهم درباره کار این سنسورها در این است که آن‌ها نمی‌توانند یک بو یا عطر را به طور مطلق انداره‌ بگیرند. بلکه با اندازه‌گیری اختلاف بین آن‌ها به تشخیص بو می‌پردازند.

f.سنسورهای موقعیت مفاصل : رایج‌ترین نوع این سنسورها کدگشاها (Encoders) هستند که هم از قدرت بالای تبادل اطلاعات با کامپیوتر برخوردارند و هم اینکه ساده، دقیق، مورد اعتماد و نویز ناپذیرند. این دسته انکدرها را به دو دسته می‌توان تقسیم کرد:

i.انکدرهای مطلق: در این کدگشا ها موقعیت به کد باینری یا کد خاکستری BCD (Binary Codded Decible ) تبدیل می‌شود. این انکدرها به علت سنگینی و گران‌قیمت بودن و اینکه سیگنال‌های زیادی را برای ارسال اطلاعات نیاز دارند، کاربرد وسیعی ندارند. همانطور که می‌دانیم به‌کار گیری تعداد زیادی سیگنال درصد خطای کار را افزایش می‌دهد و این اصلا مطلوب نیست. پس از این انکدرها فقط در مواردی که مطلق بودن مکان‌ها برای ما خیلی مهم است و مشکلی هم از احاظ بار فابل تحمل ربات متوجه ما نباشد، استفاده می‌شود.

ii.انکدرهای افزاینده: این کدگشا ها دارای قطار پالس و یک پالس مرجع که برای کالیبره کردن بکار می‌رود هستند، از روی شمارش قطارهای پالس نسبت به نقطه مرجع به موقعیت مورد نظر دست می‌یابند. از روی فرکانس (عرض پالس‌ها) می‌توان به سرعت چرخش و از روی محاسبه تغییرات فرکانس در واحد زمان (تغییرات عرض پالس) به شتاب حرکت دوارنی پی برد. حتی می‌توان جهت چرخش را نیز فهمید. فرض کنید سیگنال‌های A و B و C سه سیگنالی باشند که از کدگشا به کنترل‌کننده ارسال می‌شود. B سیگنالی است که با یک چهارم پریود تاخیر نسبت به A. از روی اختلاف فاز بین این دو می‌توان به جهت چرخش پی برد.

[samyar 3407]

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام

موضوع روباتیک یکی از معدود مباحثی است که طیف وسیعی از اقشار مختلف جامعه را به خود جذب کرده است. دانشمندان دهه های متمادی‏، در پی ارائه وسیله (یا موجودی!) هستند که قادر باشد از بار فعالیت انسان کم نموده و کار مربوطه را با دقت بیشتر و بدون خستگی به انجام برساند. از طرف دیگر مردم عادی نیز به موضوع روباتیک به عنوان یک موضوع جنجالی می نگرند،‏‏‏‏‏‏‏‏‏ برخی دیدگاهی تحسین آمیز و برخی دیگر دیدگاهی توبیخی نسبت به روبات و سازندگان آن دارند.

قبل از اینکه بطور کامل وارد بحث شویم بهتر است کمی به تاریخچه واژه روبات بپردازیم و ببینیم کلمه روبات از چه زمانی در میان مردم به عنوان یک مفهوم رواج یافت ( قبل از این اسم گذاری، طراحی های مختلفی با اسم های متفاوتی ارائه شدند که مفهوم روبات را با خود به یدک می کشیدند ) .

یک نمایشنامه نویس اهل چکسواکی بنام Karel Capek (۱۹۳۸-۱۸۹۰) در سال ۱۹۲۱ برای اولین بار واژه ”روبات“ را در نمایشنامه خود استفاده نمود که بمعنی «کارگر اجباری» یا «کارگر مزدور» است.

"کارل چاپک" علاوه بر عرضه آثار به یاد ماندنی و تأثیرگذار بسیاری، بارها به عنوان نامزد دریافت جایزه نوبل، معرفی گردید. نمایشنامه مزبور با عنوان «روباتهای جهانی بنام روسوم» در ژانویه ۱۹۲۱ برای اولین بار به صحنه رفت. در این نمایشنامه ابتدا فوائد چنین موجوداتی را معرفی و در پایان با اشاره به مضرات اجتماعی آن، همچون بیکار ماندن قشر وسیعی از مردم به پایان می رسد(بسیاری گمان می کنند که چاپک از اینکه واژه روبات به یک واژه و مفهوم جهانی تبدیل شده است بسیار خرسند است اما من اینگونه گمان نمی کنم. زیرا به عقیده چاپک، روبات توسط فعل و انفعالات شیمیایی و بیولوژیکی بوجود می آید وکاملا مخالف نظریه مکانیکی بودن آنها بود. با این حال واژه روبات برخلاف نظریه چاپک در تمامی جهان یک وسیله مکانیکی در نظر گرفته می شود و این برای چوپک اصلا خوشایند نیست! ).

روباتها دو رکن اساسی دارند که هر یک بدون دیگری ناقص هستند. اولین رکن، داشتن مغزی متفکر که توانایی نتیجه گیری و در نهایت تصمیم گیری را داشته باشند و دومین رکن، داشتن تحرک فیزیکی دستگاه ساخته شده می باشد، بدین معنا که سیستمی که توانایی تصمیم گیری را داشته باشد ولی فاقد هر گونه تحرک فیزیکی باشد، روبات نامیده نمی شود.

در مواردی که سیستم مکانیکی روبات توانایی حمل مغز متفکر خود را نداشته باشد (همچون مسابقات روبوکاپ یا فوتبال روبات ها) اطلاعات از طریق اشعه مادون قرمز یا امواج مافوق صوت به بخش مکانیکی ارسال و حرکت مورد نظر اجرا می شود. بیش از آنکه بصورت دقیقتر وارد بحث شویم، بهتر است با قوانین یکی از محبوبترین بازی های روباتیک آشنا شده و سپس مطالب را با داشتن پیش زمینه ای شفافتر، دنبال کنیم. در هنگام مطالعه، به شیوهای تصمیم گیری روبات ها و محدودیتهای آنها توجه نمایید، تا در قسمت نتیجه گیری، بهترین، صحیح ترین و معقولترین دید را نسبت به این موجودات جدید داشته باشیم.

نکته :دلیل استفاده از این نوع روبات در ارائه مطلب، علاوه بر جذاب بودن آن، این است که اینگونه مسابقات از طیف وسیعی از تکنولوژی موجود در روباتیک بهره می برند.

● مسابقات روبوکاپ:

قوانین مسابقات روبوکاپ (روبات های فوتبالیست) در ابعاد کوچک بر اساس استانداردهای جهانی به شرح زیر است:

۱) ابعاد زمین مسابقه:

زمین مسابقه ربوکاپ به اندازه یک میز تنیس تقریبا ۲۷۴ × ۵ / ۱۵۲ سانتیمتر است که رنگ آن در استانداردهای جهانی سبز می باشد. معمولا مسطح بودن زمین مسابقه از گزینه های پیش فرض می باشد. اما گاهی مسابقات را با فرض اینکه روبات باید زمین شیب دار را نیز بپیماید نیز انجام می دهند.

چهار پانل کوچک به طول تقریبی۲ / ۴ سانتیمتر در گوشه زمین قرار داده می شود تا از محصور ماندن توپ در آن اماکن جلوگیری شود. گوشه های انتهایی این پانل ها با رنگ سبز مشخص می شوند.

ارتفاع زمین استاندارد خاصی ندارد، تنها نکته مهم این است که ارتفاع میز جلوی دید سیستم جامع نظارت بصری(Global Vision System ) را نگیرد (در ادامه این مقاله با این سیستم اشنا خواهید شد ).

۲) خصوصیات روبات:

کل مساحت اشغال شده توسط روبات نباید از ۱۸۰ سانتیمتر مربع تجاوز کند. ماکزیمم طول روبات میتواند ۱۸ سانتیمتر باشد در صورتیکه مسابقه از سیستم جامع نظارت استفاده نماید، ارتفاع روبات نباید بیش از ۱۵ سانتیمتر باشد، در غیر اینصورت، ماکزیمم ارتفاع به cm ۲۲ می رسد.

۳) تعداد اعضای تیم:

یک تیم روبوکاپ می تواند تا پنج روبات را مورد استفاده قرار دهد.

۴) دروازه:

عرض دروازه ۵۰ سانتیمتر است که تقریبا یک سوم عرض زمین است. دروازه ۱۸ سانتیمتر عمق دارد. یک جدار ۱۰ سانتی در انتهای دروازه قرار دارد (تور دروازه، در بازی روبوکاپ استفاده نمی شود) که از افتادن روباتها جلوگیری به عمل می آورد. رنگ جدار و دیواره دروازه آبی تیره با زرد مات است. روباتها نمی توانند وارد محوطه دروازه شوند.

۵) توپ :

ابعاد توپ همان ابعاد توپ گلف است که رنگ نارنجی دارد.

۶) رنگ ها :

رنگهای استفاده شده در بازیهای روبوکاپ به این شرح هستند:

▪ رنگ زمین سبز تیره می باشد (از آنجا که قوانین ITTF متغیر میباشد، طراح روبات باید تدابیری را برای احتمال هر گونه تغییر جزئی در نظر بگیرد

▪ دیواره زمین سفید است.

▪ توپ نارنجی رنگ است.

▪ رنگ دروازه، زرد یا آبی تیره است.

▪ خطوط زمین، سفید رنگ است.

۷) علائم استفاده شده در زمین بازی:

خطی سفید رنگ به عرض یک سانتیمتر در طول زمین (وسط) کشیده شده است. همچنین دایره ای به شعاع ۲۵ سانتیمتر در مرکز زمین رسم شده است.

۸) مدت زمان مسابقه:

زمانبندی مسابقه بدین صورت است :

نیمه اول، استراحت بین دو نیمه و نیمه دوم. مدت زمان هر نیمه ۱۵دقیقه می باشد.

۹) دیوار زمین مسابقه :

دیواری به ارتفاع۱۰ سانتیمتر سرتاسر زمین بازی را احاطه کرده است. رنگ دیوار اطراف زمین سفید است و رنگ دروازه ها به همان ترتیبی است که در قسمت بالا توضیح داده شد.

۱۰) محوطه جریمه:

محوطه جریمه ۵ / ۲۲ سانتیمتر از دروازه فاصله و۱۰۰ سانتیمتر پهنا دارد. رنگ استفاده شده برای مشخص کردن محوطه، سفید و پهنای آن ۱ سانتیمتر است.

نکته جالب اینجاست که از هر تیم، تنها یک روبات اجازه دارد وارد این محوطه شود. در صورتیکه روبات دروازه بان توپ را در اختیار داشته باشد یا با توپ در تماس باشد، روبات مهاجم می بایست مأدبانه به عقب برگردد و محوطه را ترک گوید. همچنین تنه زدن به دروازه بان، ایجاد مزاحمت یا سر راه ایشان قرار گرفتن مجاز نیست!

۱۱) ارتباطات بی سیم :

روبات ها می توانند به صورت بی سیم با مرکز کنترل ارتباط برقرار کنند. به منظور جلوگیری از تداخل امواج و اطلاعات ارسالی دو تیم با یکدیگر، هر تیم قبل از شروع بازی، میبایست فرکانسی غیر از فرکانس تیم رقیب خود را برگزیند.

۱۲) سیستم جامع نظارت بصری:

استفاده از این سیستم در بازی روبوکاپ مجاز است. این سیستم به منظور هماهنگ کردن روباتها با یکدیگر و مشخص کردن محل هر کدام مورد استفاده قرار می گیرد. برای این منظور، یک یا دو دوربین مدار بسته مورد بهره برداری قرار می گیرد. حداقل ارتفاع دوربین ها از روی زمین بازی دو متر است. محل قرار گرفتن دوربین ها اختیاری می باشد. تیم ها برای اولویت در تعیین محل دوربین های خود، قرعه کشی می کنند تا مشخص شود کدام تیم می تواند پیش از رقیب، محل دوربین های خود را تعیین کند.

۱۳) نور دهی :

زمین مسابقه میبایست نور دهی مناسبی داشته باشد که میزان آن به صورت استاندارد معین شده است.

۱۴) دروازه بان:

مدت زمانی که دروازه بان می تواند در محوطه جریمه، توپ را در اختیار داشته باشد ۱۵ ثانیه می باشد. دروازه بان تنها پس از اینکه با یکی از روبات های رقیب، در داخل محوطه جریمه یا با یکی از روبات های هم تیم، خارج از محوطه تماس پیدا کند، می تواند توپ را در اختیار بگیرد.

۱۵) در طول بازی:

▪ تعویض بازیکن زمانی امکان پذیر است که روبات آسیب ببیند. در آن صورت تنها ۵ دقیقه به تیم فرصت داده می شود که بازیکن را معالجه (!) یا تعویض نماید.

▪ زمان اضافه در پایان هر نیمه به زمان بازی افزوده می شود.

▪ روبات ها اجازه ندارند از دست خود استفاده نمایند (البته در صورتیکه دست داشته باشند).

۱۶) چگونگی توقف بازی:

داور توقف بازی را شفاهاً یا بوسیله سوت اعلام می کند و هر تیم موظف است روبات های خود را از این تصمیم داور مطلع نماید.

قوانین متعدد دیگری نیز در اینگونه مسابقات وجود دارد ولی گمان می کنم که تا به اینجا خوانندگان به مفهومی کلی از چگونگی هدایت روبات ها و نحوه عملکرد آنها پی برده باشند.

روباتها به صورت کلی (هر کدام در کار مخصوص به خود) خواهان « تقلید از انسان » می باشند. بعنوان مثال، در صورتیکه یکی از روبات های بازیکن در مسابقه روبوکاپ بدلیل رفتار ناشایست و دشمنانه با بازیکنان تیم رقیب بعنوان متخلف تشخیص داده شود، با دریافت کارت قرمز از زمین بازی اخراج می شود. ممکن است این سؤال در ذهنتان ایجاد شود که چگونه ممکن است یک روبات از خود رفتار خصمانه نشان دهد.

● آیا روزی خواهد رسید که ما بتوانیم ربات های کشتی گیر یا زورخانه ای طراحی کنیم؟

این مسئله را می توان اینگونه بیان کرد که طراح روبات هنگام تعلیم دادن به یکی از بازیکنان خود از او می خواهد که در صورت مشاهده توپ در دست دروازه بان جلوی مسیر وی قرار گیرد و مزاحم حرکت آزاد او شود. در اینصورت طراح یا برنامه نویس روبات می تواند باعث این رفتار غیر دوستانه باشد. شاید بپرسید، آیا ممکن است یک روبات اخلاق ورزشی را که با آن توسط برنامه نویس آموزش دیده است، رها سازد و روشی غیر ورزشی را بر خلاف میل طراح خود پیش رو بگیرد؟ در جواب این سوال باید گفت، تنها عاملی که می تواند منجر به چنین تغییری در رفتار یک روبات شود، وجود اشکال فنی در روبات است در غیر این صورت یک روبات (هر چند هم که ناهنجاری اجتماعی داشته باشد!!) بر خلاف میل مربی خود کاری انجام نمی دهد. یکی از جنجالی ترین مباحث فلسفی هوش مصنوعی که به موضوع ما مربوط می شود، جمله زیر است:

«روبات دروغ نمی گوید و همچنین یک روبات حقیقت را نیز نمی گوید» »No machine can lie. Not it can tell the truth«

از شما می خواهم که خود کمی در این زمینه فکر کنید. تنها بعنوان نقطه شروع این نکته را یادآور می شوم که ”نظریه نسبیت انیشتن“ علاوه بر داشتن بُعد علمی، بُعد فلسفی را نیز در بر داشت. بعنوان نمونه، زیبایی تنها زمانی معنا پیدا می کند که با چیزی یا کسی مقایسه شود و به خودی خود مفهومی ندارد. بدین معنی که زیبایی یک مفهوم مطلق نیست. مفهوم دروغ و حقیقت را نیز می توان به گونه ای مشابه مورد بررسی قرار داد که آن را بر عهده خوانندگان عزیز می گذاریم.

در زمینه روباتیک، این مسئله هم مفید و هم مضر است. مفید است بدین دلیل که تمام حرکات و فعالیت های روبات زیر نظر است و مضر است زیرا اجازه خلاقیت و ابتکار را از روبات می گیرد.

اشاره به این نکته را ضروری میدانم که در دنیای روباتیک نیز قاعده ”پسر نوح با بدان بنشست ... “ مصداق دارد بدین صورت که هر چقدر یک روبات مؤدب و سر به زیر باشد، در صورتیکه توسط یک مربیِ ناشایست، تحت تعلیم قرار گیرد تبدیل به یک ربات بد می شود!

حال با داشتن معلوماتی که در اختیارتان قرار گرفت می توانیم کمی فنی تر به موضوع روباتیک بنگریم.

در مسابقات روبوکاپ، زمین مسابقه از لحاظ اندازه، ابعاد مشخصی دارد. این ابعاد از قبل به روبات ها شناسانده می شوند. در این مسابقه همچون بسیاری از موارد، روبات ها در طول مدت هر نیمه، بدون دخالت خارجی انسان و تنها بر اساس عملکرد داخلی خود و گزارشی که توسط دوربین ها برایشان ارسال می شوند به ادامه مسابقه می پردازند. همانطوری که اشاره شد روبات های مسابقات روبوکاپ، وضعیت بازی را از طریق دوربینی که بالای زمین بازی قرار دارد پیگیری می کنند. در روبات های کاوشگر که به مناطق خطرناک و یا ناشناخته ارسال می شوند، روبات ها معمولا خود، دوربین ها را حمل می کنند. از آنجا که وجود تنها یک دوربین امکان شناسایی فاصله مانع، از روبات را نمی دهد، این روبات ها به دو دوربین که در قسمت پیشین آنها نصب می شود، مجهز می شوند. در این حالت زاویه بوجود آمده میان دوخط (خط مانع تا دوربین شماره یک، و خط مانع تا دوربین شماره دو) نمایانگر نسبت فاصله مانع از روبات خواهد بود(همانطور که میدانید در هندسه نیز اندازه زاویه محاطی از زاویه مرکزیِ روبرو به همان کمان، کمتر است، زیرا فاصله نقطه تقاطع دو خط، از کمان دورتر است ).

در توضیحات مسابقات روبوکاپ شاهد بودید که بیشترین تاکید روی رنگ ها بود. روبات ها برای تشخیص و حرکت نیاز به یک شاخص منحصر به فرد دارند و به سختی می توانند از چیزهای غیر قابل تشخیص یا جزئی همچون ساختار فیزیکی روبات های تیم رقیب، برای شناسایی آنها استفاده نمایند. بنابراین رنگ بهترین انتخاب برای تشخیص اماکن و بقیه فاکتورهای فیزیکی بشمار می آید. این موضوع تنها به مسابقات روبوکاپ منحصر نمی شود، بلکه در بیشتر فعالیت های روباتیک از همین رویه استفاده می شود.

از دیگر انواع روبات ها می توان به بازوهای مکانیکی اشاره نمود که می توانند به صورت شبانه روزی در کارخانه های صنعتی (همچون صنایع ماشین سازی) مورد استفاده قرار گیرند. این نوع روبات ها به دلیل فعالیت در یک محدوده مکانی مشخص، ساده تر از انواع سیار (Mobile ) روبات ها می باشند. در روبات های سیار (همچون روباتهای Puppet که در قعر اقیانوس ها و داخل آتشفشان ها مورد استفاده قرار می گیرند) بدلیل گسترده بودن حیطه مکانی فعالیت، به امکانات حساس تر و دقیق تری نیاز دارند تا بتوانند با شرایط جدید و غیر قابل پیش بینی مقابله کنند.

در روبات های سیار بعد از انجام برنامه نویسی و قرار دادن روبات در محیط فعالیت یا کاوش، روبات میبایست بدون دخالت خارجی و تنها بر اساس شرایط محیطی، بهترین عکس العمل را از خود نشان دهد. در بسیاری از این روبات ها برای تشخیص موانع، که سر راه روبات ها قرار می گیرند، از اشعه مادون قرمز یا امواج ماورای صوت استفاده می شود (دقیقاً همان کاری که خفاش در تاریکی انجام می دهد تا به مانع برنخورد). بعنوان مثال، در روبات های کاوشگر در صورتیکه روبات بر روی یک منطقه ناهموار قرار گیرد، با استفاده از این تکنیک سعی می کند راهی را برای خود برگزیند. در صورتیکه هیچ راه همواری را پیدا نکرد، یکی از راه ها را بصورت تصادفی انتخاب نموده سعی می نماید مسیر خود را با نیروی بازو باز نماید.

موضوع دیگری که در مورد روبات ها جالب توجه است این است که ساختن روبات دو پا (همچون انسان) از پیچیده ترین موضوعات دانش روباتیک به حساب می آید که نیاز مبرمی به سیستم تعادل(Balance System ) دارد. بدین دلیل بیشتر روبات های ساخته شده از چهار یا شش پا (همچون حشرات) یا چرخ برای کنترل تعادل استفاده می کنند.

در حال حاضر افزایش روز افزون تعداد علاقمندان به روباتیک این دانش را از حیطه قلمرو صنعتی و تحقیقاتی به یک دانش جذاب عمومی تبدیل کرده است، نتیجه این فرایند تبدیلی، حضور روزافزون روباتهای خانگی در فعالیت های روزمره است.

در پایان ، آشنایی با یکی از تعاریف روبات مناسب بنظر می رسد:

▪ تعریف روبات:

روبات وسیله ای اتوماتیک است که توانائی انجام کارهایی را در حیطه فعالیت انسان، داشته است.

[spow 44197]

آموزش ساخت ربات

 

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام

[spow 44197]

آموزش رباتیک الکترونیک

 

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام