الروبوت الالي 3

موضوع: الروبوت الالي 3 السبت أبريل 24, 2010 12:38 am

فكرة الروبوت في التاريخ القديم

نظم الروبوت

يمكن مقارنة أجزاء و نظم الروبوت بمثيلاتها في الجسم البشري ، فالأذن و الصوت البشري تستبدلان بميكرفون يحول موجات الصوت إلى نبضات كهربائية بينما يقوم مكبر صوت آخر بالعملية العكسية. و تقوم خلية كهروضوئية أو كاميرا تلفزيونية بتحويل موجات الضوء إلى نبضات كهربائية و هي في هذا بديلة عن العين البشرية. و النبضات الكهربائية التي تصدر عن الميكروفون أو الكاميرا التلفزيونية في الروبوت ، تشبه الإشارات و النبضات التي تتدفق خلال الجهاز العصبي للإنسان ، و هي تنقل في الروبوت بواسطة أسلاك من النحاس أو الدوائر الكهربائية المطبوعة على صفيحة السليكون ، و بدلا من الأوعية الدموية في الإنسان فإن الروبوت يحتوي على شبكة من الأنابيب تحتوي على سوائل لها قوة ضغط معينة حيث يتحرك الروبوت عن طريق الضغط الهيدورليكي لهذه السوائل.

عين الروبوت القديمة إلى اليمين و عين أرجوس الحديثة المتعددة الأبعاد إلى اليسار

الأعين الانسالية

في الانساليات القديمة كان العين عبارة عن كاميرا تنقل المعلومات المرئية إلى البرمجيات لغرض تحليلها وكان هناك صعوبة في هذا النموذج حيث كانت الانسالة يجد صعوبة في التمييز فيما إذا كان يتحرك بخطوات نحو الأمام اويتحرك بشكل دائري في حلقة مفرغة وكان سبب هذه الصعوبة هو الإعتماد على كاميرا (عين) واحدة . منذ عام 2003 يعمل الباحثون على الأعتماد على اكثر من كاميرا واحدة ويشبه الباحثون الأسلوب القديم للرؤية في الروبوت بالنظر من خلال إسطوانة ضيقة يصعب فيها رؤية شمولية وخاصة عند الإلتفات والحل حسب الباحثين في جامعة ميريلاند في الولايات المتحدة هو نصب عين متطورة في مؤخرة الجزء العلوي من الروبوت وهذا العين عبارة عن 9 كاميرات رقمية بجم كرة قدم مصغرة وتم تسميتها بعين أرجوس Argus eye تيمنا بالإله اليوناني الذي كان جسمه مغطى بمئات العيون. يختلف نظم العين في الروبوت حسب نوع الروبوت ففي الروبوتات البسيطة يكون نموذج العين عبارة عن مقاومة كهربائية إلى كاميرات فيديو فائقة الدقة مزودة ببرمجيات معالجة الضوء light detection and processing systems في الروبوتات المتطورة ويفضل العلماء محاكاة نموذج عين الحشرات لصناعة وتصميم الأعين الروبوتية وذلك لصغر حجم الدماغ و مركز معالجة المرئيات في عقل الحشرات ^[22] . يحوي الأعين الروبوتية في روبوت سبيرت Spirit الموجود على سطح المريخ على كاميرا بانورامية Pancam بإستطاعتها الإلتفات 360 درجة ونقل صورة شمولية للسطح المحيط بالروبوت يبلغ وزن هذه الكاميرا 270 غرام وحجمها بقدر قبضة اليد وبإستطاعتها إنتاج صور يبلغ مقدار عنصر الصورة فيها إلى 24,000 بكسل ^[23].

اللغة الروبوتية

نظام تمييز وتحليل الأصوات المسموعة في الروبوت عبارة عن تحويل إشارات صوتية يتم إلتقاطها بواسطة ميكروفون إلى مجموعة من الكلمات المكتوبة المفهومة للروبوت والمخزونة في برمجيات الروبوت التي تقوم بتحليل ومحاكاة فهم اللغات الطبيعية ويطلق على هذه العملية معالجة اللغات الطبيعية وهناك العديد من التقنيات المستخدمة في تمييز وتحليل الأصوات منها الشبكات العصبونية الاصطناعية و شبكات عصبونية أمامية التغذية خلفية النقل و تحويل فوريي السريع و الشبكات العصبونية . يوجد هناك برمجيات تمييز المحادثة Speech Recognition Software ونموذج العتاد الصلب لتمييز المحادثة Speech Recognition Hardwarew Module وتعتبر الأولى اكثر تطورا من الثانية ولكنها متوفرة للغات محدودة [مصدر رسالة ماجستير في علوم الحاسوب ، جامعة UMEA السويد 2005, www.cs.umu.se].

على سبيل المثال عندما يصدر إيعاز إلى الروبوت بالذهاب إلى غرفة معينة كالمطبخ مثلا فإن الروبوب سوف يلتقط كلمة المطبخ مع كل البيانات المتعلقة بكلمة المطبخ من ناحية الوظيفة و الأجواء المتعلقة بالكلمة والمخزونة في عتاد الحاسوب وعندما يعطى إيعاز غير مفهوم او إيعاز غير منطقي كإختراق جدار مثلا فإن الروبوت ومن خلال عملية التغذية الراجعة حسب منظور علم السيبرنيتيك سوف يرسل إيعازا جوابيا مضمونه إما ان الإيعاز غير مفهوم او غير منطقي . في الثمانينيات كان الباحثون يغذون برمجيات الروبوت بإيعزات مكونة من جملة او جملتين مثل "تحرك" ، إلتفت يمينا" ولكن بدأ التركيز مؤخرا على جمل طويلة ومعقدة مشابهة لأساليب التحدث في الإنسان.

الحواس الانسالية

المستشعرات هي نظم حسية تحاكي حواس الإنسان يقوم المستشعر بإلتقاط نمط معين من البيانات التي يجب تحليلها بواسطة البرمجيات لإنتاج ردة الفعل المناسبة و المبرمجة في الروبوت وفيما يلي بعض المستشعرات التي لاتتوفر كلها في جميع انواع الروبوتات ^[24] :

المستشعر	نموذج	الوظيفة

مستشعر الدوران		يقيس دوران المركز حول المحور ومدى إنحراف عجلات الروبوت.
مستشعر موقعية عامة		يستلم إشارات من الأقمار الصناعية وغرضها تحديد البقعة الجغرافية الدقيقة التي يتواجد فيها الروبوت.
مستشعر الليزر		يستخدم الليزر لقياس البعد عن جسم معين لغرض الإستدلال على الحواجز و العوائق.
مستشعر اللمس		الكشف عن إتصال الروبوت بجسم خارجي كحائط وجسم داخلي كذراع الروبوت ويستند هذا المستشعر على تغير الضغط المسلط.
مستشعر الضوء		يقيس مستوى الإضاءة من 0% (معتم جدا) إلى 100% (مضيئ جدا) بإعتمادها على ترانزستور ضوئي

الأذرع الروبوتية

ذراع روبوتي اثناء اعمال صيانة في مركبة فضائية

يحتوي أذرع الروبوت على نظام يقوم بعملية التغذية الراجعة feedback-driven connection بين الإيعاز الحسي و ردة الفعل الناتجة من ميكانيكيات الإستجابة الآلية Actuator التي يقوم بتنظيمها وحدة المعالجة المركزية كإستجابة للإيعاز المرسل من قبل المستشعرات . يختلف عدد ونوع المفاصل في ذراع الروبوت حسب الغرض ويعتبر المفاصل الدورانية rotary و الخطية linear من اكثر الأنواع شيوعا ^[25]. في الروبوتات المتطورة و المتخصصة بحقل الفضاء الخارجي يحوي الذراع على نظام تطويع ذو تحكم بعيد Remote Manipulator System وتقوم بإلتقاط ونقل ادوات ومعدات ، تم إستعمالها لأول مرة عام 1981 وتم تطويرها و التركيز عليها بعد حادثة تحطم مركبة الفضاء كولومبيا لغرض برمجة الذراع للقيام بأعمال الصيانة والتصليح ^[26].

يستخدم ذراع الانسالة في مجال الطب ايضا وخاصة الجراحة وفي يونيو 2006 قام ذراع انسالي بالقيام بأول عملية جراحية كاملة بدون اية مساعدة في مستشفى مدينة بوسطن وإستغرقت عملية القلب لعلاج إرتجاف الأذينين 50 دقيقة على مريض عمره 34 سنة ^[27] . هناك محاولات لصنع مستشعرات لمسية بالغة الدقة تتمكن من قراءة الكتابات البارزة مثل الكتابات على العملات المعدنية بمجرد اللمس ^[28] وهناك محاولات لتصنيع جلد صناعي في الولايات المتحدة ولكن المشروع لايزال في الأطوار التمهيدية ^[29].

إن محاولة إنتاج جهاز يؤدي عمل الذراع البشرية ، لهو أمر بالغ الصعوبة ، إن أعقد جهاز يشبه الذراع البشرية يؤدي فقط من 10 إلى 20 حركة مستقلة ، بينما تؤدي الذراع البشرية حوالي 40 حركة مستقلة. و تتميز النماذج المتقدمة من الروبوت بأن أصابع يدها مرنة و تحتوي على أجهزة إحساس بحيث تدرك ما تلمسه ، أما البعض الآخر فيتوافق مع عيون الكترونية حتى يمكن أن يعمل مستقلا كاليد البشرية. فاليد البشرية توجه إلى هدفها لا شعوريا وفق ما تراه العين. و يمكن بسهولة أن نجعل الروبوت يتحرك بوضعه فوق العجلات ، و لكن قد يحدث هذا إذا أردنا أن نحركه فوق سطح أملس ، أما إذا كان السطح وعرا فلا تصلح هذه الطريقة.

الهيكل العظمي الخارجي

السيقان الروبوتيةيحوي سيقان الروبوت المتطور في بعض الأحيان على اكثر من 40 مستشعر و أداة ميكانيكية مائعية (هايدروليكية) ويقوم المستشعرات بصورة مستمرة بقياس توزيع الضغط المسلط على السيقان وقد تم في عام 2004 صناعة سيقان انسالية يمكن تركيبها على سيقان الإنسان لتساعد في تحويل الخطوات البشرية الإعتيادية إلى خطوات سريعة و عملاقة دون بذل مجهود عضلي للإنسان ^[30] وتم تسمية هذا الإختراع بالهيكل العظمي الخارجي exoskeleton ويلغ وزنها حوالي 50 كغم . في الروبوتات يعتبر تنسيق الخطوات بشكل يحاكي خطوات الإنسان عملية معقدة جدا ^[31] ويكون من الأسهل إستعمال العجلات بدلا من السيقان . من انواع الروبوتات المتطورة التي تتحرك بإستعمال ساقين روبوت سيغمو SIGMO و روبوت كريو QRIO و روبوت أسيمو ASIMO. في الروبوتات القديمة كان التركيز على نصب سيقان متعددة تصل إلى 6 سيقان وكان تعدد السيقان يوفر الثبات و التوازن. إن تقليد الساق البشرية أصعب من تقليد اليد البشرية. و من المشاكل الرئيسية التي تقابل صناع الروبوت مشكلة التوازن. و من الإفضل أن يكون للروبوت أربع سيقان بدلا من اثنين. و ليست فكرة انتاج آلات تستطيع المشي و الإنتقال بفكرة حديثة العهد. فقد استخدم البعض منها خلال السنين الماضية في العمليات الزراعية و الحفر. و من أشهر تلك الآلات المتحركة شاحنة ذات أربع سيقان أنتجتها شركة جنرال الكتريك للجيش الأمريكي ، و يتحكم السائق في الشاحنة بتحريك يديه و سيقانه التي تتصل بسيقان الشاحنة

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