رباتیک
چکیده
این مقاله الگوریتمی جدید برای مسئله برنامه ریزی مسیرکلی به یک هدف ، برای ربات متحرک را با استفاده از الگوریتم ژنتیک ارائه می دهد .الگوریتم ژنتیک برای یافتن مسیر بهینه برای ربات متحرک جهت حرکت در محیط استاتیک که توسط نقشه ای با گره ها و لینک ها بیان شده است ،بکار گرفته شده است.موقعیت هدف و موانع برای یافتن یک مسیر بهینه در محیط دو بعدی داده شده است .هر نقطه اتصال در شبکه ژنی است که با استفاده از کد باینری ارائه شده است.تعداد ژن ها در یک کروموزوم تابعی از تعداد موانع در نقشه (نمودار)می باشد.
بنابراین از یک کروموزوم با طول ثابت استفاده کردیم.مسیر ربات ایجاد شده ، در مفهوم کوتاهترین مسیر ،بهینه است .ربات دارای محل آغاز و محل هدف تحت فرضیه ای است که ربات از هر محل فقط یکبار می گذرد یا اصلا نمی گذرد.نتایج بدست آمده در شبیه سازی ؛قدرت الگوریتم پیشنهادی را تایید می نماید.
مقدمه
مسئله طراحی مسیر ربات متحرک را می توان بصورت ذیل بیان کرد:
داده های مسئله (محل شروع،محل هدف، نقشه ای دو بعدی مسیرهاکه شامل موانع ساکن می باشد).هدف بدست آوردن یک مسیر بدون تصادم بین دو نقطه خاص در ایفای معیار بهینه سازی با در نظر گرفتن محدودیت ها (به احتمال زیاد:کوتاهترین مسیر)می باشد. مسئله طراحی مسیر از نظر محاسباتی بسیار پر هزینه است.
با اینکه حجم زیادی از تحقیقات برای حل بیشتر این مسائل انجام شده است،با این وجود،روش های معمول ،غیر قابل انعطاف می باشند.
1.اهداف مختلف بهینه سازی و تغییرات اهداف
2. عدم قطعیت ها در محیط ها
3. محدودیت های متفاوت برای منابع محاسباتی
مرور و بازنگری روش های موجود برای حل مسئله طراحی مسیر ،در [1] ارائه شده است . روش های زیادی برای ایجاد یک مسیر بهینه از قبیل برنامه ریزی دینامیک و روش های تبدیل مسافت گزارش شده است .
در روش برنامه ریزی دینامیک اگر نقطه ی شروعSP و نقطه ی هدف GP باشد ، نقطه ی زیر هدف IP است.و روش تولید مسیر ،نحوه تعیین توالی زیر اهداف است که زیر اهداف خود از مجموعه IP (I=1,2,3,…) انتخاب می شوند.ما باید تمام مسیرهای ممکن را بررسی کرده و مسیر با کمترین مقدار هزینه را به عنوان مسیر بهینه انتخاب نمائیم.توان محاسباتی بسیار فراوانی بویژه در محیط های دارای زیر اهداف فراوان مورد نیاز است . در روش تبدیل مسافت ،کارطراحی مسیر ،محیطی را با شبکه یکنواخت می پوشاند و فواصل را از طریق فضای خالی ،از سلول هدف،منتشر می کند.قسمت پیشین موج مسافت ،حول موانع و در نهایت از طریق تمامی فضاهای آزاد در محیط جریان می یابد.برای هر نقطه شروع در محیط نمایانگر محل اولیه ربات متحرک ،کوتاهترین مسیر به مقصد،از طریق رفتن به قسمت پائین و از طریق شیب دارترین مسیر نزولی رسم شده است.با این وجود به هنگام وجود دو سلول یا بیشتر جهت گزینش با همان حداقل تبدیل فاصله ابهام مسیرهای بهینه وجود دارد. دو روش مذکور ملزم توان محاسباتی بسیار بالا در محیطی است که دارای تعداد زیاد اهداف فرعی (زیر اهداف)و موانع است.
محققان روش های فراوان را برای حل مسائل طراحی مسیر ربات های متحرک با وجود موانع ایستا و متحرک بر مبنای soft computing ،بیان کرده اند. soft computing متشکل از منطق فازی،شبکه های عصبی و محاسبات تکاملی است (الگوریتم های ژنتیک و تکاملی GA & EA).تاکنون تلاش های زیادی در استفاده از منطق فازی برای طراحی و برنامه ریزی حرکت ربات متحرک وجود داشته است .اخیرا استفاده از محاسبات تکاملی رواج فراوانی پیدا کرده و در واقع روشی است که به منظور بکارگیری در موقعیت هایی که دانش اولیه راجع حل مسئله وجود نداشته و یا اطلاعات محدود می باشد،قابلیت استفاده به گونه ای موثرتر،عمومی تر و راحت تر را داراست.
الگوریتم های ژنتیکی و تکامکلی نیازمند اطلاعات اشتقاقی یا برآوردهای فرمال اولیه از راه حل نیستند و از آنجائیکه طبیعتا تصادفی می باشند دارای قابلیت جستجوی کل فضای جواب با احتمال بیشتر پیدا کردن بهینه عمومی می باشند.
می توان تحقیق قبلی راجع طراحی مسیر را به صورت یکی از دو روش مقابل طبقه بندی کرد: مبتنی بر مدل و مبتنی بر سنسور .
در حالت مبتنی بر مدل ،مدل های منطقی از موانع شناخته شده ،برای تولید تصادم بدون مسیر بکار گرفته می شوند.در حالیکه در روش مبتنی بر سنسور ، کشف و اجتناب از موانع ناشناخته است.در این مقاله الگوریتمی جدید جهت بدست آوردن مسیر بهینه بر مبنای مدل پیشنهاد شده است.
ادامه مطالب مقاله بصورت ذیل مرتب شده اند :
در بخش 2 ،مقدمه ای مختصر راجع الگوریتم ژنتیک ارائه شده است .در بخش 3 ،فرمول سازی مسئله مورد بررسی واقع شده،در بخش 4 الگوریتم پیشنهادی ، معرفی و در بخش 5 نتایج شبیه سازی نشان داده شده است.
1.مسیریابی
مسئله مسیریابی ربات در چند حالت قابل بررسی است :
در یک مفهوم می توان مسیریابی روبات را در قالب تعقیب خط (عموما مسیری از پیش تعیین شده با رنگ متفاوت از زمینه ) معرفی نمود.روبات هایی با این کاربرد تحت عنوان مسیریاب شناخته می شوند . یکی از کاربرد های عمده این ربات ، حمل و نقل وسایل و کالاهای مختلف در کارخانجات ، بیمارستان ها ، فروشگاه ها ، کتابخانه ها و ... میباشد .
ربات تعقیب خط تا حدی قادر به انجام وظیفه کتاب داری کتابخانه ها می باشد . به این صورت که بعد از دادن کد کتاب ، ربات با دنبال کردن مسیری که کد آن را تعیین میکند ، به محلی که کتاب در آن قرار گرفته می رود و کتاب را برداشته و به نزد ما می آورد .مثال دیگر این نوع ربات در بیمارستان های پیشرفته است ، کف بیمارستان های پیشرفته خط کشی هایی به رنگ های مختلف به منظور هدایت ربات های مسیریاب به محل های مختلف وجود دارد . (مثلا رنگ قرمز به اتاق جراحی یا آبی به اتاق زایمان.) بیمارانی که توانایی حرکت کردن و جا به جا شدن را ندارند و باید از ویلچر استفاده کنند ، این ویلچر نقش ربات تعقیب خط را دارد ، و بیمار را از روی مسیر مشخص به محل مطلوب می برد .
با توجه به وجود موانع (استاتیک و دینامیک) در محیط ،مسیریابی روبات در مفهومی کاربردی تر ،پیمودن مسیر مبدا تا مقصد بدون برخورد با موانع می باشد.مسلما با وجود تعداد زیاد موانع ،تعداد مسیرهای قابل عبور روبات بسیار زیاد خواهد بود و یقینا انتخاب کوتاه ترین مسیر توسط روبات برای حرکت از مبدا به مقصد ،دارای ارزش اجرایی بالایی خواهد بود.در این مقاله چنین مسئله ای مورد بررسی واقع شده است.نقاط مبدا و مقصد و نیز محل موانع به عنوان ورودی داده شده است ،نیز می دانیم موانع ایستا می باشند (در حالت وجود موانع پویا در عین نزدیکی بیشتر به شرایط واقعی ،روش های مورد استفاده بسیار پیچیده خواهند بود)و مسئله در حالت دو بعدی بررسی می شود (روبات بر روی صفحه حرکت می نماید). برای این منظور الگوریتم های مسیریابی با هدف انتخاب کوتاهترین مسیر قابل استفاده می باشند ،الگوریتم هایی که به منظور مسیریابی در شبکه ها قابلیت استفاده دارند.با این وجود در این بررسی از الگوریتم ژنتیک استفاده شده است . همچنین الگوریتم های ژنتیک و نیز دیگر روش های مشابه به منظور بهینه سازی مصرف انرژی روبات ،مسیر تغییر زاویه ازوی روبات ،زمان حرکت روبات و... قابل استفاده می باشند .
2.الگوریتم ژنتیک
GA در سال 1975 توسط Holland بر پایه تقلیدی از تکامل طبیعی یک جمعیت پایه ریزی شد به نحوی که کروموزوم ها به منظور خلق نسل جدید اجازه تولید مجدد داشته و جهت بقاء در نسل آینده به رقابت می پردازند.با گذشت زمان ،بر روی نسل ها ، fitness بهبود می یابد و در نهایت بهترین راه حل قابل حصول است .اولین جمعیت p(0) به طور تصادفی با 0و1 کد می شود در هر نسل ،t، مناسبترین عناصر برای حضور در mating pool انتخاب می شوند و با سه عملگر پایه ای ژنتیک ؛ تولید مثل،ادغام و جهش ؛ جهت تولید نسل جدید تکامل می یابند .بر پایه بقاء بهترین هامی توان نتیجه گرفت کروموزوم های بدست آمده با استفاده از روشی منتخب بهترین کروموزوم ها قابل حصول می باشند.
از جمله مزایای GA که این روش را جهت بکارگیری آن در مورد انتخاب متغیر مناسب می نماید می توان به توانایی پیدا کردن بهینه عمومی با سرعت بالا،امکان جستجو موازی چند نقطه و نیز فرار از بهینه های محلی اشاره نمود.
مقدمه ای بر رباتیک
-1مقدمه
اتوماسیون در بخشهای مختلف صنعت و کارهای تولیدی در چند دهه اخیر ظهور پیدا کرده است و روز به روز نیز در حال توسعه می باشد. بیش از چند دهه از ظهور کارخانجات کاملاً مکانیزه که در آنها تمامی پروسه ها اتوماتیک بوده و نیروی انسانی در آن نقش اجرائی ندارد، نمی گذرد. اما در چند ساله اخیر شاهد بوجود آمدن کارخانجات مکانیزه ای بوده ایم که طراحی، ساخت و نحوه کار آنها واقعاً حیرت انگیز است. ایده و دانش کنترل اتوماتیک و استفاده از سیستمهای مکانیزه در کارخانجات به جنگ جهانی دوم می رسد. ما تحولات عظیم و چشمگیر آن در سالهای اخیر بوقوع پیوسته است.
رباتها جدیدترین مرحله تلاش انسان جهت صنایع اتوماتیک به شمار می روند. رباتها آن دسته از ماشینهای ساخت بشر هستند که لزوماً حرکتهایی شبیه انسان ندارند ولی توان تصمیم گیری و ایجاد و کنترل فعالیتهای از پیش تعیین شده را دارند.
شکل 1 : نمونه ای از استفاده از ربات در صنعت
2- تعریف ربات
دو تعریف موجود در رابطه با کلمه ربات از قرار زیر می باشند[9] :
1- تعریفــی که توسطConcise Oxford Dic. صورت گرفتــه است؛ ماشینی مکانیکی با ظاهر یک انسان که باهوش و مطیع بوده ولی فاقد شخصیت است. این تعریف چندان دقیق نیست، زیرا تمام رباتهای موجود دارای ظاهری انسانی نبوده و تمایل به چنین امری نیز وجود ندارد.
2- تعریفی که توسط مؤسسه ربات آمریکا صورت گرفته است؛ وسیله ای با دقت عمل زیاد که قابل برنامه ریزی مجدد بوده و توانایی انجام چند کار را دارد و برای حمل مواد، قطعات، ابزارها یا سیستم های تخصصی طراحی شده و دارای حرکات مختلف برنامه ریزی شده است و هدف از ساخت آن انجام وظایف گوناگون می باشد.
3- دسته بندی رباتها
رباتها در سطوح مختلف دو خاصیت مشخص را دارا می باشند :
1- تنوع در عملکرد
2- قابلیت تطبیق خودکار با محیط
به منظور دسته بندی رباتها لازم است که قادر به تعریف و تشخیص انواع مختلف آنــــــها باشیم. سه
دسته بندی مختلف در مورد رباتها وجود دارد. دسته بندی اتحادیــــــه رباتهای ژاپنی، دسته بندی
مؤسسه رباتیک آمریکا و دسته بندی اتحادیه فرانسوی رباتهای صنعتی.[9]
1-3-دسته بندی اتحادیه رباتهای ژاپنی
انجمن رباتهای صنعتی ژاپن، رباتها را به شش گروه زیر تقسیم می کند :
1- یک دست مکانیکی که توسط اپراتور کار می کند : وسیله ای است که دارای درجات آزادی متعدد بوده و توسط عامل انسانی کار می کند.
2- ربات با ترکیبات ثابت : این دسته رباتها با ترکیبات ثابت طراحی می شوند. در این حالت یک دست مکانیکی کارهای مکانیکی را با قدمهای متوالی تعریف شده انجام می دهد و به سادگی ترتیب کارها قابل تغییر نیست.
3- ربات با ترکیبات متغیر : یک دست مکانیکی که کارهای تکراری را با قدمهای متوالی و با ترتیب تعریف شده، انجام می دهد و این ترتیب به سادگی قابل تغییر است.
4- ربات قابل آموزش : اپراتور در ابتدای امر به صورت دستی با هدایت یا کنترل ربات کاری را که باید انجام شود، انجام می دهد و ربات مراحل انجام وظیفه را در حافظه ضبط می کند. هر وقت که لازم باشد، می توان اطلاعات ضبط شده را از ربات درخواست نمود و ربات وظیفه درخواست شده را بصورت خودکار انجام می دهد.
5- ربات با کنترل عددی : اپراتور وظیفه ربات را توسط یک برنامه کامپیوتری به او تفهیم می نماید و نیازی به هدایت دستی ربات نیست. درواقع ربات با کنترل عددی، رباتی است که با برنامه کامپیوتری کار می کند.
6- ربات باهوش : این ربات درک از محیط و استعداد انجام کار با توجه به تغییر در شرایط و محدوده عمل کار را دارد.
2-3- دسته بندی مؤسسه رباتیک آمریکا
انستیتوی رباتیک آمریکا تنها موارد 3 و 4 و 5 و 6 را به عنوان ربات پذیرفته است.
3-3- دسته بندی اتحادیه فرانسوی رباتهای صنعتی
مؤسسه ربات صنعتی فرانسوی، رباتها را به شکل زیر تقسیم کرده است :
نوع A : دستگاهی که توسط دست یا از راه دور کنترل می شود (مورد 1 طبقه بندی قبل).
نوع B : وسیلة حمل کننده خودکار با یک سیکل محاسبه شده از قبل (موارد 2 و 3 طبقه بندی قبل).
نوع C : دستگاهی قابل برنامه ریزی و با توانایی خود کنترل (موارد 4 و 5 طبقه بندی قبل).
نوع D : دستگاهی که قادر است اطلاعات معینی از محیط را بدست بیاورد و به عنوان ربات باهوش معروف است (مورد 6 طبقه بندی قبل).
4- اجزاء اصلی یک ربات
مهندسی ربات، مهندسیهای نرم افزار، سخت افزار، برق و مکانیک را در خدمت خود گرفته است. بعضی مواقع این علوم به حد کافی پیچیده می باشند. همچنانکه در شکل 2-2 مشاهده می شود هر ربات دارای 5 مؤلفه به شرح ذیل می باشد
بررسی علم رباتیک
پیشگفتار:
هدف این مقاله بررسی علم رباتیک و آشنایی با دانش و فناوری وابسته به ابزارهای مکانیکی کنترل شونده به وسیله رایانه میباشد چون بعضی ها بدین باورند که ربات ها حتماً ماشین های سیار انسان نما هستند که تقریباً قابلیت انجام هر کاری را دارند.
انتظار می رود مطالب این مقاله برای خواننده ای که آشنایی مقدماتی با ربوتیک و یا اصلاً آشنایی ندارد به سادگی قابل فهم باشد.
به منظور آشنایی خوانده به ربوکاپ نیز مطالبی در این مورد در پایان بیان نموده ایم.
چکیده:
رباتیک دانش وابسته به ابزارهای مکانیکی کنتزل شونده به وسیله رایانه میباشد. در اینجا ما شما را با انواع ربات ها از قبیل ساده و پیچیده و ربات هایی که دارای حس‌گر هستند آشنا می کنیم و خواهیم گفت که ربات ها توسط ریزپردازشگرها و ریزکنترل گرها کنترل می شوند. همچنین ویژگی های یک روبات را مطالعه می کنیم.
حرکت در ربات ها مسئله قابل توجهی است و ربات ها را می توان مکرراً برنامه ریزی کرد و چند کاره می باشند و کارآمد و مناسب برای محیط اند. در آخر شما را با تاریخچه Robocup آشنا خواهیم نمود.
مقدمه:
روباتیک:
روباتیک (یا روبوتیک) دانش و فناوری وابسته به ابزارهای مکانیکی کنترل شونده به وسیله رایانه میباشد. برای نمونه ماشین های خودکار روباتیک عموماً در خطوط مونتاژ خودروها مشاهده می گردند.
word: نوع فایل
سایز:18.3 KB
تعداد صفحه:32
علم رباتیک
فهرست مطالب
1- مقدمه ......................................................................... 4
2- روبات چیست؟ ............................................................... 5
3- اهمیت روبات ها ............................................................. 6
4- هدف از ساخت روبات ها .................................................. 6
5- روباتیک چیست؟ ............................................................ 7
6- اجزاء یک سیستم روباتیک ............................................... 7
7- زیر سیستم های اصلی یک روبات ...................................... 8
8- انواع روبات ................................................................. 10
9- مزایای روبات ها ........................................................... 13
10- معایب روبات ها .......................................................... 13
11- روبات هوشمند ........................................................... 13
12- روباتیک و هوش مصنوعی ........................................... 14
13- روبات الگو ............................................................... 16
14- روش های مختلف تعامل روبات با محیط .......................... 17
15- سیر تحول در کنترل روبات ........................................... 18
17- گزارش روبات امدادگر ............................................... 19
مقدمه
براى مطالعه هوش مصنوعى، جالب و مفید، بودن این موجودیت هاى هوشمند
است. هوش مصنوعى محصولات مهم و مؤثر زیادى در مراحل اولیه توسعه اش تولید کرده است. اگر چه هیچ کس نمى تواند آینده را به طور مشخص پیش بینى کند، اما آشکار است که کامپیوتر هایى هوشمند همردیف با انسان، تأثیر بسزایى بر زندگى روزمره و همچنین برآینده خواهد داشت.
در سال ۱۹۵۴ میلادى، عصر روبات ها با ارائه اولین روبات آدم نما از طرف «جرج دوول» (George Devol) شروع شد.
امروزه، ۹۰ درصد روبات ها، روبات هاى صنعتى هستند، یعنى روبات هایى که در کارخانه ها، آزمایشگاه ها، انبارها، نیروگاه ها، بیمارستان ها، و بخش هاى مشابه به کار گرفته مى شوند. در سال هاى قبل، بیشتر روبات هاى صنعتى در کارخانه هاى خودروسازى به کارگرفته مى شدند، ولى امروزه تنها حدود نیمى از روبات هاى موجود در دنیا در کارخانه هاى خودروسازى به کار گرفته مى شوند. مصارف روبات ها در همه ابعاد زندگى انسان به سرعت در حال گسترش است تا کارهاى سخت و خطرناک را به جاى انسان انجام دهند. براى مثال امروزه براى بررسى وضعیت داخلى راکتورها از روبات استفاده مى شود تا تشعشعات رادیواکتیو به انسان ها صدمه نزند. بعدها روبات هاى صنعتى زیادى ساخته شدند و انجمن صنایع روباتیک این تعریف را براى روبات صنعتى ارائه کرد :
« روبات صنعتى یک وسیله چند کاره و با قابلیت برنامه ریزى چند باره است که براى جابه جایى قطعات، مواد، ابزارها با وسایل خاص به وسیله حرکات برنامه ریزى شده، براى انجام کارهاى مختلف استفاده مى شود. »
word: نوع فایل
سایز:72.4 KB
تعداد صفحه:23
رباتیک
فهرست مطالب
1- مقدمه ......................................................................... 4
2- روبات چیست؟ ............................................................... 5
3- اهمیت روبات ها ............................................................. 6
4- هدف از ساخت روبات ها .................................................. 6
5- روباتیک چیست؟ ............................................................ 7
6- اجزاء یک سیستم روباتیک ............................................... 7
7- زیر سیستم های اصلی یک روبات ...................................... 8
8- انواع روبات ................................................................. 10
9- مزایای روبات ها ........................................................... 13
10- معایب روبات ها .......................................................... 13
11- روبات هوشمند ........................................................... 13
12- روباتیک و هوش مصنوعی ........................................... 14
13- روبات الگو ............................................................... 16
14- روش های مختلف تعامل روبات با محیط .......................... 17
15- سیر تحول در کنترل روبات ........................................... 18
16- یادگیری در روبات ...................................................... 18
17- پردازش تصویر ......................................................... 22
18- منطق فازی .............................................................. 29
19- گزارش روبات امدادگر ............................................... 34
20- منابع ..................................................................... 46
مقدمه
براى مطالعه هوش مصنوعى، جالب و مفید، بودن این موجودیت هاى هوشمند
است. هوش مصنوعى محصولات مهم و مؤثر زیادى در مراحل اولیه توسعه اش تولید کرده است. اگر چه هیچ کس نمى تواند آینده را به طور مشخص پیش بینى کند، اما آشکار است که کامپیوتر هایى هوشمند همردیف با انسان، تأثیر بسزایى بر زندگى روزمره و همچنین برآینده خواهد داشت.
در سال ۱۹۵۴ میلادى، عصر روبات ها با ارائه اولین روبات آدم نما از طرف «جرج دوول» (George Devol) شروع شد.
امروزه، ۹۰ درصد روبات ها، روبات هاى صنعتى هستند، یعنى روبات هایى که در کارخانه ها، آزمایشگاه ها، انبارها، نیروگاه ها، بیمارستان ها، و بخش هاى مشابه به کار گرفته مى شوند. در سال هاى قبل، بیشتر روبات هاى صنعتى در کارخانه هاى خودروسازى به کارگرفته مى شدند، ولى امروزه تنها حدود نیمى از روبات هاى موجود در دنیا در کارخانه هاى خودروسازى به کار گرفته مى شوند. مصارف روبات ها در همه ابعاد زندگى انسان به سرعت در حال گسترش است تا کارهاى سخت و خطرناک را به جاى انسان انجام دهند. براى مثال امروزه براى بررسى وضعیت داخلى راکتورها از روبات استفاده مى شود تا تشعشعات رادیواکتیو به انسان ها صدمه نزند. بعدها روبات هاى صنعتى زیادى ساخته شدند و انجمن صنایع روباتیک این تعریف را براى روبات صنعتى ارائه کرد :
« روبات صنعتى یک وسیله چند کاره و با قابلیت برنامه ریزى چند باره است که براى جابه جایى قطعات، مواد، ابزارها با وسایل خاص به وسیله حرکات برنامه ریزى شده، براى انجام کارهاى مختلف استفاده مى شود. »
انگلبرگر شرکت unimate را برگرفته از universal Automation براى تولید روبات پایه گذارى کرد. نخستین روبات هاى این شرکت در کارخانه جنرال موتورز (General Motors) براى انجام کارهاى دشوار در خودروسازى به کار گرفته شد. انگلبرگر را «پدر روباتیک» نامیده اند.
در سال ۱۹۶۲ میلادی شرکت خودروسازى جنرال موتورز نخستین روبات Unimate را در خط مونتاژ خود به کار گرفت.
روبات ها روز به روز هوشمندتر مى شوند تا هر چه بیشتر در کارهاى سخت و پر خطر به یارى انسان ها بیایند.
اکنون اولین روبات انسان نماى خاورمیانه در دانشگاه صنعتى شریف در حال طراحى و ساخت مى باشد.
روبات چیست ؟
روبات یک ماشین الکترومکانیکى هوشمند است که مى توان آن را بارها برنامه ریزى کرد. چندکاره و کارآمد و مناسب براى محیط است. می تواند 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 روبات ها برای کارهای مختلفی می توانند تعریف و ساخته شوند. مانند کارهایی که انجام آن برای انسان غیرممکن یا دشوار باشد.
برای مثال 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 روبات الکترومکانیکی برای این کار استفاده کرد و یا برای جوشکاری و سایر کارهای دشوار کارخانجات هم همینطور، و یا روبات هایی که برای اکتشاف در سایر سیارات به کار می روند هم از انواع روبات هایی هستند که در جاهایی که حضور انسان غیرممکن است استفاده می شوند.
word: نوع فایل
سایز:233 KB
تعداد صفحه:39
آموزه هایی از رباتیک
ربات چیست؟
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.
برای مثال 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.
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.
بیشتر رباتها امروزه در کارخانه‌ها برای ساخت محصولاتی مانند اتومبیل؛ الکترونیک و همچنین برای اکتشافات زیرآب یا در سیارات دیگر مورد استفاده قرار می‌گیرد.
رُبات یا روبوت وسیله‌ای مکانیکی جهت انجام وظایف مختلف است. یک ماشین که می‌تواند برای عمل به دستورات مختلف برنامه‌ریزی گردد و یا یک سری اعمال ویژه انجام دهد. مخصوصا آن دسته از کارها که فراتر از حد توانایی‌های طبیعی بشر باشند. این ماشینهای مکانیکی برای بهتر به انجام رساندن اعمالی از قبیل احساس کردن درک نمودن و جابجایی اشیا یا اعمال تکراری شبیه جوشکاری تولید می‌شوند.
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، 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.
رباتها 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.
رباتها از چه ساخته می‌شوند؟
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.
ربات یک ماشین الکترومکانیکی هوشمند است با خصوصیات زیر:
* می توان آن را مکرراً برنامه ریزی کرد.
* چند کاره است.
* کارآمد و مناسب برای محیط است.
اجزای یک ربات با دیدی ریزتر :
** وسایل مکانیکی و الکتریکی شامل :
* شاسی، موتورها، منبع تغذیه،
* حسگرها (برای شناسایی محیط):
* دوربین ها، سنسورهای sonar، سنسورهای ultrasound، …
* عملکردها (برای انجام اعمال لازم)
* بازوی ربات، چرخها، پاها، …
* قسمت تصمیم گیری (برنامه ای برای تعیین اعمال لازم):
* حرکت در یک جهت خاص، دوری از موانع، برداشتن اجسام، …
* قسمت کنترل (برای راه اندازی و بررسی حرکات روبات):
* نیروها و گشتاورهای موتورها برای سرعت مورد نظر، جهت مورد نظر، کنترل مسیر، …
مزایای رباتها:
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.
معایب رباتها:
1- رباتها در موقعیتهای اضطراری توانایی پاسخگویی مناسب ندارند که این مطلب می تواند بسیار خطرناک باشد.
2- رباتها هزینه بر هستند.
3- قابلیت های محدود دارند یعنی فقط کاری که برای آن ساخته شده اند را انجام می دهند.
برای مثال امروزه برای بررسی وضعیت داخلی رآکتورها از ربات استفاده می شود تا تشعشعات رادیواکتیو به انسانها صدمه نزند.
مزایای 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.
word: نوع فایل
سایز:951 KB
تعداد صفحه:64
تحقیق درباره شغل مهندس رباتیک
فهرست مطالب
مهارت و توانمندی های مورد نیاز مهندسی رباتیک... 5
تحصیلات لازم برای ورود به شغل مهندسی رباتیک... 7
آینده شغلی، بازار کار و فرصت های استخدامی مهندس رباتیک... 7
درآمد و حقوق مهندس رباتیک... 9
شخصیت های مناسب شغل مهندسی رباتیک... 10
تحقیق علم رباتیک
مقدمه ای بر علم ربا تیک
چندین دهه از زندگی ابتدایی‌ترین رباتها می‌گذرد. هر ساله فیلم‌های بسیاری از همزیستی انسان و ربات اکران می‌شود که در برخی از آنها رباتها موجودات پر استفاده و خوبی هستند و در بعضی از آنها باعث نابودی بشریت با کره زمین می‌شوند از تخیلات که بگذریم، هم‌اکنون رباتها سهم بسزایی در پیشبرد اهداف صنعتی بشر دارند و باعث افزایش سرعت تولید، بالا بردن بازدهی و دقت در عملکرد می‌شوند. ولی یکی از نکات جالب توجه دیگر رباتها ذهن بسیاری از دانشمندان دنیا را تسخیر کرده است.
تصور کنید که در یک وضعیت بسیار خطرناک در یک جای بسیار کثیف و مسموم ماموریتی باید انجام شود؛ طبیعتا کمتر انسانی رغبت به انجام چنین مأموریت‌هایی دارد زیرا جانش در خطر است و اینجاست که رباتها بار دیگر پا به عرصه حضور می‌گذارند.
دانشمندان در چندین پروژه عظیم روی ساخت ماشینهای بی‌سرنشین متمرکز شده‌اند که توانایی انجام ماموریت‌های هوایی، زمینی و دریایی را داشته باشند. ماموریت‌هایی که انسانها به سختی انجام می‌دهند و اگر هم انجام دهند بسیار پر خطر است و کوچکترین اشتباهی باعث از دست دادن جانشان می‌شود. نمونه چنین ربات‌هایی هم اکنون در افغانستان و عراق در حال انجام ماموریت هستند.
هواپیماهای بی‌سرنشین (UAV) همواره در حال جاسوسی و عکسبرداری از وضعیت محیط هستند و رباتهای مین‌یاب نیز در حال خنثی کردن مین‌ها و بمب‌های کار گذاشته شده در مناطق مختلف.
ارزیابی عملی رباتها در میدان جنگ، نیروهای نظامی آمریکایی را بر این داشته است که پروژه‌های ساخت رباتهای نظامی را با تلاش بیشتری پیش برند و هم‌اکنون بودجه‌های هنگفتی را از دولت برای این کار می‌گیرند.
در همین راستا چندی پیش در شهر واشنگتن دی‌سی نمایشگاه بزرگی با نام وسائل بی‌سرنشین و سیستمهای بین‌المللی مربوط به وسائل بی‌سرنشین (AUVSI) برگزار شد.
این نمایشگاه در 5 بخش رباتها زمینی، ارزان‌ترین‌ها، رباتهای هوایی یا همان هواپیماهای بی‌سرنشین، کاربرد‌های غیرنظامی و تهدیدات رباتها برای انسانها برگزار شد که هر بخش جذابیت مخصوص به خود را داشت.
رباتهای زمینی:
رباتهای زمینی، اولین نوع رباتهای ساخت بشر بودند و تاکنون پیشرفت قابل توجهی داشته‌اند. به نظر می‌رسد با چنین نرخ رشدی در عرصه ساخت رباتهای زمینی، در سال 2050 اگر کسی بخواهد به سفر یا گردشی برود برایش خیلی امن‌تر، ارزان‌تر و راحت‌تر است که از یک ماشین اتوماتیک یا یک ربات استفاده کند و دیگر خودش فقط از سفر لذت ببرد.
یکی از رباتهای بسیار عجیب و کامل بخش رباتهای زمینی را شرکت جنرال داینامیکز به نمایش گذاشته بود. این ربات به راحتی و با استفاده از چندین کانال هدایتی مسیر خود را تشخیص می‌دهد و در زمان حرکت خود می‌تواند ماموریت‌های فراوانی را انجام دهد.
شرکت جنرال دایتامیکز با انعقاد قراردادی با ارتش آمریکا، باید تعداد زیادی از این نوع ربات را برای ارتش آمریکا بسازد.
ربات مذکور برای مناطق بسیار حساس طراحی شده است که در آنها انواع گوناگون بمب و مواد منفجره وجود دارد. دوربین‌های دقیق و سنسورهای مادون قرمز، توانایی جستجو و تشخیص مکان و نوع مواد منفجره را به آن می‌دهد. با یک تانک سوخت، 16 ساعت بدون وقفه حرکت میکند و دیگر احتیاجی به کنترل از راه دور ندارد زیرا مسیر خود را(حتی در شلوغ ترین و صعب العبور‌ترین مکان‌ها) به صورت هوشمند تشخیص می‌دهد.
جی راسنبلام ، رئیس بخش تحقیقات راباتیک شرکت جنرال داینامیکز می‌گوید: برای فروش این ربات هیچ مشکلی نداریم و در حال حاضر مشتریان دولتی و غیردولتی بسیاری از این مدل در خواست کرده‌اند و ما هم اکنون تنها در فکر تولید ارزان‌تر آن هستیم.
ارزان‌ترین‌ها:
در بخش ارزان‌ترین‌ها شرکت سیستمهای رباتیک جی‌پی‌او(JPO) رباتی را عرضه کرده بود که حضور فعالی در عراق و افغانستان داشته است. این ربات برای موقعیتهای درگیری استفاده می‌شود و به صورت هوشمند عمل میکند و دیگر احتیاجی به یک اپراتور برای هدایت و کنترل آن نیست.
بی‌سرنشین‌های هوایی:
تکنولوژی ساخت هواپیماهای بی‌سرنشین رشد عجیبی داشته است. کمال طراحی یک هواپیمای بی‌سرنشین را می‌توان در شاهین جهان (global hawk) که یک هواپیمای جاسوسی است دید.این بار شرکت لاکهید مارتین یک هواپیمای بی‌سرنشین بسیار کوچک را ارائه کرده است تا ظرافت در طراحی یک پرنده جاسوسی را به رخ رقبای تجاری خود بکشد.
نام این هواپیما استاکر (stalker) است که به چشم طلایی نیز معروف است استاکر می‌تواند بهترین دید را در شب داشته باشد و به صورت عمودی فرود و برخاست میکند. با وجود جثه کوچکش می‌تواند 8 ساعت پرواز کند و3 ساعت به صورت ساکن (hover) در آسمان بماند و هیچ راداری توانایی تشخیص آن را ندارد و همه این‌ها مشتی از خروار است، جنگ‌های آینده، عرصه نبرد رباتها خواهند بود.