الروبوت الالي 2

موضوع: الروبوت الالي 2 السبت أبريل 24, 2010 12:29 am

فكرة الروبوت في التاريخ القديم

عالم الرياضيات أركيتاس (428 - 374 قبل الميلاد)

يمكن أن نرجع جذور الروبوت الحديث ، إلى اأجهزة آلية اخترعت في الماضي البعيد و أطلق عليها "الآلات ذاتية الحركة". ففي طيبة في عهد قدماء المصريين حوالي عام 1500 قبل الميلاد كان يوجد تمثال للملك ممنون يصدرأصواتا جميلة في الصباح. و في اليونان - في القرن الرابع ق.م. - اخترع أركيتاس عالم الرياضيات ، حمامة آلية يمكنها الطيران. و في القرن الثالث قبل الميلاد ، اخترع ستيسيبيوس العديد من الأجهزة الآلية و منها آلة موسيقية تشبه الأرغن تعمل بالمياه و ساعة مائية. و لم تكن هذه أول ساعة مائية في التاريخ ، فقد عرفها القدماء المصريون ، و لكن تميزت ساعة ستيسيبيوس بأنها مزودة بجهاز يجعل مستوى المياه ثابتا ، و هي تعمل بنفس طريقة الغرفة العائمة في كاربريتور السيارة الحديثة.

وكان هيرون الأسكندري الذي عاش حوالي 150 ميلادي مخترعا فذا. فقد اخترع آلات تعمل بتدفق المياه ، و بالثقل و حتى بالبخار ، و من أهم اختراعاته آلة aeolipile التي تعتبر الشكل الأول للتوربين الذي يدار بقوة البخار ، كما صمم أيضا آلة ميكانيكية توزع المياه المقدسة ، و طائرا آليا يمكنه الطيران و الشرب و الغناء ، و مسرحا آليا ، و تمثال هرقل و هو يصارع التنين و الذي يمكنه تحريكه بتدفق المياه داخله. و شرح هيرون الاسكندري معظم هذه الأجهزة الآلية في كتابه automatopoietica و عبر القرون التالية ، ظهرت مخترعات رائعة في الشرق الأقصى و الأوسط ، في الصين ، و في الهند و في اليابان و في الجزيرة العربية. و في كتاب رسالة الجزاري الذي يتضمن سردا للأجهزة الآلية التي اخترعها العرب - وصفا لأحد هذه الأجهزة و التي أطلق عليها نافورة الطاووس التي كانت تستخدم لغسل الأيدي ، فتقدم المياه و الصابون و المنشقة آليا.

في أوروبا في القرون الوسطى ، اهتم الفيلسوفان ألبرت فاجنوس و روجر باكون إهتماما كبيرا بالآلات ذاتية الحركة ، بل و صنعا البعض منها. و أدى اختراع الساعة الآلية في أواخر القرن الثالث عشر ، إلى إمداد الآلات الذاتية الحركة بالقوة الميكانيكية اللازمة لها ، و هكذا أمكن اختراع الساعةالتي تدق الأجراس لتعلن الوقت. في القرن الثامن عشر ، أنتج صناع اللعب عددا كبيرا من الآلات الذاتية الحركة و التي كانت في شكل الإنسان و يمكنها الكلام و عزف الموسيقى و الكتابة و حتى لعب الشطرنج. و من أشهر المخترعين لهذه اللعب رجل فرنسي اسمه جاك دي فوكاسون الذي صمم نولا نسيجيا آليا(ذاتي الحركة) و في عام 1801 استخدم هذا التصميم مخترع فرنسي آخر يندعى جوزيف ماري جاكار ، لينتج نولا للنسيج يعمل بتحكم مجموعة من البطاقات المثقبة. في القرن الثامن عشر استخدم جهازين آليين آخرين ، تطبيقا لمبدأ التغذية الراجعة feed back التي تعتبر شرطا أساسيا لنظم الرقابة الآلية ذاتية التغذية (أوتوماتيكية). و هذان الجهازان الآليان هما مروحة الطاحونة الهوائيةالتي تبقي الريش متجهة نحو الريح و من ثم تستمر الطاحونة الهائية في الدوران ، أما الجهاز الثاني فكان المنظم و المتحكم الآلي للمحرك البخاري و هو الذي يجعله مستمرا في الدوران بسرعة ثابتة.

الروبوت من نسج خيال الأدباء

كان الأديب التشيكي كارل كابك هو أول من اطلق كلمة robot و كان ذلك في أوائل القرن العشرين ، و من ثم ذاع استخدام هذه الكلمة ، و بعد انتاج روايته الشهيرة روبوت روسوم العالمي rossum's universal robots في مدينة براغ سنة 1921 حيث صور الكاتب الروبوت و كأنه انسان humanoid و لكنه آلة يمكن إنتاجها في المصنع بسرعة و بتكلفة قليلة. و قد اشتقت كلمة روبوت من الكلمة التشيكية روبوتا robota و تعني أعمال السخرة أو العبودية. و هكذا اعتبر الروبوت عبدا للجنس البشري ، أو مجرد إنسان آلي أو أوتوماتيكي . بعد سنتين من صدور الرواية تمت ترجمتها إلى الإنجليزية وفي اكتوبر 1922 تم تحويل الرواية إلى عمل مسرحي تم تقديمه على مسرح جاريك في نيويورك وفيه يسافر البروفيسور روسوم إلى جزيرة نائية لغرض دراسة أمواج البحر ويحاول اثناء وجوده على الجزيرة تصنيع مادة حية من مزج مواد كيميائية ويحاول لسنوات خلق هذا الكائن فتفشل محاولاته في خلق كلب وبعد 10 سنوات يتمكن من تصنيع روبوت بمساعدة إبنه ^[10].

و لا يقتصر ظهور الانسالة على الخيال الأدبي الحديث ، ففي عام 1818 صدرت أول رواية عن الإنسان الآلي و هي فرانكشتاين التي كتبتها ماري شيللي الزوجة الثانية عشر للشاعر المعروف شيللي ، و كانت تتميز هذه الرواية بالرعب ، و تتلخص بأن عالما يدعى فرانكشتاين قد استطاع أن يجمع إنسانا حيا من أجزاء الجثث الآدمية و لكن هذا الإنسان تحول إلى مسخ خاف منه الناس و طردوه و بالتالي ثار على خالقه و أصبح أداة للشر ، و قد وضعت ماري شيللي عنوانا مرعبا لقصتها "برميثيوس الحديث" و هي بهذا تقصد اسطورة بروميثيوس اليونانية ، و الذي خلق الإنسان من الماء و الطين ثم نفخ فيه الآلهة أثينا من أنفاس الحياة.

ظهر العديد من الروبوت و الاندرويد(الروبوت الذي على شكل الإنسان) في الأفلام السينمائية و التلفزيونية عبر السنين ، و البعض منهم ودود و يلقى الإعجاب من المشاهدين ، ففي فيلم الكوكب المحرم forbidden planet يظهر الروبوت "روبي الودود" ويظهر الروبوت ايضا في فيلم حرب العوالم (فيلم 2005) و في فيلم حرب النجوم star war يظهر الثنائي الهزلي r2d2 ، c3po و ثمة أنواع أخرى تبدو في صورة شريرة مثل الروبوت كوج و داليكس المرعب من المسلسل التلفزيوني dr.who و هذه النماذج الشريرة هي التي أساءت إلى الروبوت ، حتى أن البعض يتخوف من استخدام الروبوت في الأعمال اليومية ، و بذلك لا يعتمد الناس عليهم تماما في حياتهم. و للتخفيف من هذه المخاوف ، اقترح كاتب الخيال العلمي الشهير إسحق أزيموف أن يبرمج الروبوت بحيث يلتزم بالمبادئ التالية و التي أطلق عليها قوانين الروبوت laws of robotics.

الروبوت جورج

كان جورج من أوائل الانسالات التي ظهرت. يقوم جورج بقيادة الطائرات معظم الوقت ، إنه الطيار الآلي ،وتم إختراعه من قبل المهندس الكهربائي إلمر سبيري مؤسس شركة سبيري للكهربائيات ^[11] في عام 1913 ، وكان نموذج الطيار الآلي الأول عبارة عن بوصلة مغناطيسية مرتبطة مع جهاز لقراءة الأرتفاع و جهاز يؤشر إلى الإتجاه الذي تسير فيه الطائرة (جيرسكوب) و يتميز الجيروسكوب بأنه يظل محافظا على الإتجاه الذي تسير فيه الطائرة ، و يترك الطيارون البشر مسؤولية الطيران إلى الروبوت جورج ، و بمجرد أن تستقر الطائرة في الإتجاه الصحيح لرحلتها ، و يلاحظ جورج أي تغير رأسي أو أفقي أثناء الطيران و يتخذ الإجراءات التصحيحية فورا. قام المخترع الأمريكي Elmer Ambrose Sperry إلمر سبيري (1860 - 1930) بتجربته للطيار الآلي على الملأ بقيادة طائرة ويداه في الهواء ^[12] . في عام 1954 تم تصميم اول انسالة صناعية كان اسم مخترعها جورج ، ايضا ، تم تصميمه من قبل المهندس George Devol جورج ديفول (مواليد 1912) الذي لم يتخرج من اية كلية للهندسة وإنما إستند على التعلم الذاتي و المراقبة ويعتبر من رواد مخترعي الروبوت الصناعي ^[13] وكان مهمة هذا الروبوت الرئيسية إلتقاط وتحويل الأجسام الثقيلة من مكان لآخر وتم تطويره لاحقا للقيام بتلحيم المعادن ^[14].

تشريح الروبوت

تشريح الروبوت
الجزء	الصورة	نبذة
المستشعرات		ويسمى Sensors يستعمل لمساعدة الروبوت لتحسس المؤثرات الخارجية فالبعض منها قادر على تحسس الحرارة العالية مثل احتراق شمعة على بعد 2 متر ^[15].
معالج		ويسمى Microcontrollers وهو بمثابة عقل الروبوت و بقدرته القيام بالعديد من الوظائف كتمييز الأنماط الخارجية ويقوم المعالج ايضا بتوجيه الروبوت. كما يقوم بالتعرف على الأشكال IdentifyForm. أي باختصار هو الجزء المكلف بتطبيق الخوارزميات المختلفة التي يحتاجها اللإنسان الآلي في تأدية مهمته. و يمكن للروبوتات أن يحتوي كل منها على معلج خاص به أو أن يشتركوا كلهم في معالج مركزي يسير العديد من الروبوتات ^[16]
متحكم المحرك		ويسمى Motor Controllers ويتراوح فولتياتها في الروبوتات الصغيرة من 4.5 فولت إلى 36 فولت وإذا إرتفعت الفولتية المتولدة عن هذا الحد فيجب نصب ادوات تبريد في الروبوت ^[17] .
المحرك		وهو الجزء المسؤول عن حركة الروبوت ويستعمل بعض المولدات تكنولوجيا نموذخ النصف خطوة half step mode مما يساعد على الدقة العالية ^[18] تختلف الطاقة المستعملة في تحريك الروبوت حسب النوع و الغرض فقد تكون طاقة هوائية او الكترونية ^[19] او قوة الموائع hydraulic
أدوات الإتصال		و هي نقاط تبادل المعلومات بين الروبوت و عالمه الخارجي. ولبعضها قدرة للتعامل في ذبذبات تصل إلى 2.4 جيجاهرتز GHz. و يمكن تبادل المعلومات لا سلكيا أو عن طريق أسلاك باإستعمال بروتوكولات GPIB و RS232.
برمجيات		ويسمى Software وهي برامج ومنها وندوز 95 ، 98 ، XP للسيطرة والتحكم بحركات الروبوت وإحداث سلسلة من الحركات المتناسقة ^[20]
بطاريات واداة شحن		ويسمى Batteries and Chargers وهي على الأغلب خلايا شمسية مربوطة بمحولات للطاقة وشاحنة صغيرة لإعادة شحن البطارية ^[21].

لقد كان هدف العلماء إختراع انسالة تستطيع القيام بالأعمال التي يؤديها الإنسان البشري ، و بالتالي احلاله محل الإنسان في وظائف معينة و خاصة في مجال الصناعة. و يتكون الروبوت من نظم الكترونية و أجهزة حساسة تناظر الجهاز العصبي و أعضاء الحس للإنسان البشري. و للروبوت أيضا عقل الكتروني هو عبارة عن حاسبة الكترونية و بتطور استخدام الشرائح الألكترونية في الحاسبة سيمكن تجهيز الروبوت بعقل الكتروني بالغ القوة ، و من ثم فمن الممكن برمجته ليكون قادرا على أداء العمليات المعقدة. و في الواقع أن تطور هذا العقل الألكتروني قد فاق النظم الاخرى من أجهزة الروبوت ، و أصبح ذا كفاءة عالية في التشغيل. إن التخاطب مع الروبوت أمر صعب ، و لا بد من استخدام إحدى لغات الحاسبة الإلكترونية ، يستفيد علماء الروبوت في تجاربهم من دراسة أوجه التشابه بين نظم الإتصال و التحكم في الإنسان البشري و نظيرها في الآلة. و يعرف هذا الفرع من العلم بإسم السايبرناتيكا cybernetics ، و قد اشتق هذه الكلمة لاول مرة العالم الرياضي الأمريكي نوربرت فاينر في كتاب نشر له عام 1948. عندما يكون مطلوبا صناعة روبوت شبيه للإنسان العادي فإنه يمكن توظيف قواعد الالكترونيات البيولوجية biological electronics (نبضات مصدرها عضوي حيوي). و باختصار بيونيك bionics فمثلا تستخدم أذرع و أيدي صناعية و لكنها حساسة و تستجيب في حركتها إلى النبضات الكهربائية الدقيقة و التي تنشأ عن عضلات الجسم البشري العادية و كذلك أيضا أجزاء غير متحركة مثل العيون البلاستيكية و الشرايين الصناعية و مفاصل الورك المصنوعة من المعدن أو الخزف.

و يعكف العلماء على اختراع المزيد من الأطراف و الأجزاء الصناعية التعويضية للجسم البشري مثل ضابطة النبض التي تعمل بالنظائر المشعة و تستخدم في تقوية القلب البشري. و إذا ضعف قلب الإنسان أو كليته لأمكن استبدالهما من زرع أعضاء جديدة في شخص آخر يتبرع بهما. و ربما في المستقبل القريب ، يمكن زرع قلوب صناعية كاملة لمن يحتاجها من المرضى بالقلب. و يتنبأ العلماء بأنه في نهاية القرن الواحد و العشرين سيمكن إستبدال كافة أجزاء الجسم البشري بأخرى صناعية ، و ربما يؤدي هذا إلى وجود الشخص الذي جزء منه آدمي و الجزء الآخر آلي مثل الرجل الألكتروبيولوجي bionic man بطل المسلسل التلفزيوني الشهير رجل الستة ملايين دولار و هو إنسان مختلط أعيد بناء جسمه من بقايا جسم رائد فضاء يحتضر بعد تحطم سفينته أثناء عودتها لكوكب الأرض ، و أمكن بإستبدال أجزاء من جسمه بأخرى صناعية أن يأتي بأعمال خارقة.

» الروبوت الالي
» الروبوت الالي 2
» الروبوت الالي 3
» الروبوت الالي 4
» مخترع الرشاش الالي (الكلاشنكوف)