نشاط

 بعد الانتهاء من دراسة هذا الموضوع قم بالاجابة على هذه الأسئلة:

1. عرف الانسان الآلى Robot ، ثم قم بتوضيح الفرق بين الربوت وعلم الربوت؟
2. حدد المكونات الرئيسة للانسان الآلى ؟
3. عدد وظائف الانسان الآلى Robot ؟
4. أكتب بإيجاز عن تاريخ الانسان الآلى Robot ؟
5. وضح أهمية الانسان الآلى Robot ؟

حركة الربوت

ماهي أهمية الروبوت ؟

• المهام الخطرة كالبحث عن القنابل أو تفقد الاماكن الملوثة إشعاعيا او انتشال حطام سفينة .
• المهام التي تحتاج للدقة كعمليات التصنيع كما في مصانع السيارات والاجهزه الالكترونيه وغيرها .

كيف يعمل الروبوت ؟

الروبوت مزود بمجسمات إحساس تشابه حواس الإنسان فمنها مايحس بالضوء ومنها مايحس بالحرارة وذلك حتى يكون قادر على الاستجابة والتفاعل طبقا للظروف وتغيراتها من حوله , وبهذا يكون الروبوت آله استشعار ذكية تقوم بعمل عضوي مثل التحرك ومناولة الاشياء وهي ذاتية التحكم بفعل البرمجة المخزنة في داخلها بواسطة الحاسب الآلي.

هل ثقافة الروبوت منتشرة في مجتمعنا ؟

أتمنى من الجهات التعليمية و بالذات التدريبية ( الكليات التقنية ) أن تساهم في نشر ثقافة الروبوت من خلال مناهجها و حقائبها التدريبية لتساعد المتدربين و المتدربات على فهم واستيعاب وتعلم ثقافة الروبوت .
كما أتمنى من المسئولين في ( جامعة جازان ) إنشاء مركز الروبوت كمشروع تعليمي متخصص و إقامة المسابقات العلمية خلال المناسبات كالمهرجانات الصيفية و الربيعية من اجل غرس مفهوم تقنية الروبوت وزيادة العلم والمعرفة بالروبوت واكتساب المهارات الصناعية .

من فوائد الاهتمام بتقنية الروبوت ..

في اليابان مثلاً ( رائدة بحوث الروبوتات في العالم ) يحاولون علماء تقنية الروبوت تطوير الأدوار المطلوبة ان تقوم بها الروبوتات مثل جعل الروبوت رفيقا لكبار السن والمرضى الذين يعيشون في وحدة ودون صديق أو شريك حياة معهم فتبدأ مهمة الروبوت بالنسبة لهم من الإيقاظ وتنظيف البيت أو غسل الملابس وجلب الدواء والشراب والتذكير بمواعيد معينة وقبل ذلك حراسة المنزل في عصر امتلأت مدنه بالجرائم !! وافتقد الأمان في نواحيه .
كما تقفز طموحات المصنعين إلى جعل الروبوت يقوم ببعض أعمال المكاتب والشركات الصغيرة وحتى الكبيرة منها للإشراف على التصنيع بدلا من الإنسان ..

وظائف للروبوت فقط

وظائف للروبوت فقط

منذ اختراع الروبوتات قُسم العمل بين الإنسان والآلة، إلا أنه بسبب ازدياد تطور الروبوتات تقنياً وذاتياً، عرفوا كيف يؤدون الوظائف أسرع وأفضل من البشر، وأسندت إليهم وظائف لا يستطيع البشر القيام بها.

1- الخدمات العسكرية

الروبوتات العسكرية هي جزء من أغلب الروبوتات عالية التكنولوجيا والمهمة المستخدمة اليوم. فتلك الآلات المتطورة تنقذ الأرواح عبر أداء مهام شديدة الخطورة دون تعريض حياة البشر للخطر، فبعض الروبوتات الشائعة التي يستخدمها الجيش هي روبوتات التخلص من المتفجرات القادرة على فحص طرود متفجرة ومحاصرة مناطق للعثور على الأجهزة التفجيرية يدوية الصنع والألغام وإبطال مفعولها. ويمكنها حتى توجيه الأجسام التي لم تنفجر للفحص والتفجير في الوقت المناسب، كما أن الجيش يمكنه أيضاً استخدام طيارات صغيرة بدون طيار في مهام استطلاعية لرصد تحركات العدو والعثور على المتفجرات المخبأة ومنح القوات الجوية مراقبة واسعة المدى لساحة المعركة.

2- إنتاج السيارات

تُستخدم الروبوتات في صناعة السيارات في المساعدة في تجميعها، فتلك الآلات رفيعة المستوى تتمتع بأذرع ميكانيكية بها أدوات، وعجلات، ومجسات تجعلها مثالية لوظائف خط التجميع. ولا توفر الروبوتات المال في تكلفة التصنيع فحسب، بل تؤدي مهام قاسية بوتيرة لا يمكن لأي إنسان أن يقوم بها. كما أن الروبوتات تجعل تصنيع السيارات أكثر أمناً لأنها يمكنها أن تنفذ وظائف خطيرة وصعبة بدلاً من البشر. وتقدر روبوتات صناعة السيارات على أداء مهام على نطاق واسع مثل التركيب والطلاء ولحام المعادن ولا تتقيد بإرهاق أو مخاطر صحية مما يجعلها مفيدة لحد لا يمكن تصديقه وجزء لا بديل له في إنتاج السيارات.

3- اكتشاف الفضاء

واحدة من أهم المناطق المذهلة في علم الروبوتات هو استخدامها في الفضاء، فتلك الآلات المتطورة تمنح رواد الفضاء فرصة اكتشاف الفضاء بأكثر الطرق المحيرة، فالروبوتات الأكثر شيوعاً في استخدامها في الفضاء هي مركبات التحكم عن بعد ونظام المعالجة عن بعد وكلاهما مستخدم بكثرة في مهام الفضاء. فمركبات التحكم عن بعد يمكن أن تكون مركبات فضائية بدون إنسان تدور في مداراتها البحرية أو تهبط حينما تتصل بالفضاء الخارجي وتستكشف الأرض. فكلاهما يحصل على معلومات رائعة ولقطات بصرية لم يكن الإنسان ليستطع الحصول عليها دون مساعدة الروبوتات. وأسلحة نظام المعالجة عن بعد الميكانيكية تساعد أيضاً رواد الفضاء على أداء مهام شديدة الأهمية والصعوبة أثناء مهام الفضاء.

4- الجراحة عن بعد والجراحة محدودة التدخل الجراحي

غيرت الجراحة بمساعدة الروبوت حقاً وجه الطب عبر زيادة قدرات الجراحين بطريقة لا يقدر الإنسان عليها، فالروبوتات الجراحية يوجهها الجراح الذي يستخدم وحدة تحكم الكمبيوتر لتحريك الأدوات المرفقة بأذرع الروبوت، فحركات الجراح يترجمها كمبيوتر ثم تُنفذ على المريض بواسطة الروبوت. والروبوتات الجراحية اليوم شديدة التطور لدرجة أنها تمكن الجراحين من إجراء جراحة عن بعد دون التواجد جسدياً بغرفة الجراحة أو حتى في البلد ذاته. وقد حسنت الجراحة بمساعدة الروبوت محدودية الجراحة محدودة التدخل الجراحي كما تمتعت بميزات على الجراحة المفتوحة التقليدية، بما في ذلك دقة أكبر، وجرح أصغر، وألم أقل، وانخفاض في فقد الدم. وتستخدم الروبوتات مثل نظام دافنشي الجراحي في طب النساء والمستقيم والقولون والبروستات وجراحات سرطان الحلق بالإضافة إلى جراحة علاج البدانة والقسطرة وجراحة تغيير الشرايين.

6- استكشاف ما تحت الماء

تستطيه روبوتات ما تحت الماء يمكنها الغوص لمسافة أطول وأعمق من أي إنسان كما تتيح نظرة عن قرب للحياة البحرية. فتلك الآلات المذهلة زودت بمجسات وكاميرات عالية الوضوح وعجلات وتكنولوجيا أخرى لمساعدة العلماء عندما يستكشفون المراسي وقيعان المحيطات والسدود وبطون السفن وغيرها من الأسطح. وأكثر روبوتات ما تحت الأرض معرفة ويستخدم اليوم هي المركبات التي تعمل عن بعد ويتحكم بها أفراد جالسون في مركز القيادة، وهذه المركبات متصلة عن طريق كابلات بالسفن وهي أفضل وسيلة لجمع معلومات وصور للحياة تحت الماء.

6- تنظيف الأنابيب

تقوم الروبوتات على نحو أفضل بتنظيف الأنابيب لأنها بالفعل تناسب هذه المساحات الخطرة والضيقة. وتوفر الروبوتات تنظيفاً أكثر فاعلية ودقة من الفرشاة اليدوية، كما أن استخدام الروبوتات أكثر أمناً للأسواق الصناعية والمؤسسية حتى لا يتعرض العمال لمواد كيماوية ضارة أو إنزيمات تأتي من الغبار. وتستخدم روبوتات تنظيف الأنابيب في المستشفيات والمبان الحكومية التي قد تشمل بيئات خطرة وملوثة بالإضافة إلى السفارات والسجون من أجل تنظيف أقصر وقتاً وأكثر أمناً. إن استخدام روبوتات تنظيف الأنابيب يجعل عملية التنظيف أسرع وأكثر أمناً وأرخص وأكثر فاعلية دون الحاجة للإنسان.

7- مكافحة الجريمة

تساعد الروبوتات الشرطية في مكافحة الجريمة دون المخاطرة بأرواح ضباط الشرطة، فضباط تنفيذ القانون مجموعة من الروبوتات عالية التكنولوجيا ويتم التحكم فيها عن بعد المزودة بكاميرات أمامية وخلفية وضوء الأشعة تحت الحمراء ومكبر صوت للبحث عن المجرمين والعثور على أماكنهم دون تعريض حياة ضابط شرطة للخطر. والأدوات المتطورة مثل روبوت الروبوتكس مضاد للماء ويقدر على تسلق السلالم ويقلب نفسه ويتمتع بكاميرا تصور بزاوية 360 درجة وأدوات أخرى مثل أندروس إف 6- إي ( F6-A ) تستخدمها هيئات الشرطة في حالات وجود رهائن، وهذا الروبوت الذي يقوم بمهمة ثقيلة قادر على إطلاق رشاش المياه والسلاح بغية القبض على مجرم وحماية أولئك الموجودين في موضع الخطر.

8- إصلاح التسريبات البترولية

كما رأينا تسرب النفط من شركة بي بي في عام 2010 فقد لعبت الروبوتات دوراً حاسماً في إصلاح تسرب النفط. فقد استخدمت روبوتات ما تحت الماء لاستكشاف موقع البئر والتفاعل مع مشكلات المعدات، فقد استخدم المهندسون الروبوتات التي تعمل بالتحكم عن بعد والتي تغوص في أعماق بعيدة وتغطس لمدة أطول مما قد يتحمله الإنسان على الإطلاق. والروبوتات التي تعمل بالتحكم عن بعد هي غواصات يتم التحكم فيها عن بعد وتعمل عن طريق بشر يجلسون في مركز التحكم. والروبوتات عالية التكنولوجيا تلك متصلة بسفن من خلال كابلات وتستخدم في جمع لقطات فيديو ومعلومات من مجسات مصنوعة من الألياف البصرية والأمر الذي يساعد المهندسين على فهم أفضل للمشكلات والتدخل عند الضرورة. وهذه الروبوتات التي تعمل بالتحكم عن بعد ذات أذرع هيدروليكية وأدوات قابلة للتبديل مثل المناشير والقواطع التي تستخدم لمهام التدخل، وحتى بعد تغطية البئر استخدمت الروبوتات لعمل دوريات في موقع البئر والتأكد من أن البترول لا يتسرب.

9- فحص البيئات الخطرة

زادت أهمية الروبوتات من أجل التفحص والبحث في البيئات الخطرة، فهذه الروبوتات قادرة على دخول بركان نشط لجمع معلومات أو مبنى مشتعل للبحث عن ضحايا. فالروبوتات مثل روبوت سكاوت ثروابل تستخدمها وكالات تنفيذ القانون وإدارات الحرائق للمساعدة في العثور على معلومات حول البشر العالقين في مبنى ما، وحتى أنها تملك القدرة على الكشف عن قنابل أو متفجرات في المنطقة. وتلك الروبوتات بدون قائد تعمل أيضاً على حماية الأرواح لأنها تحمي البشر من الاضطرار لدخول البيئة الخطرة دون معرفة ما ينتظرهم.

10- الزراعة التي تحولت إلى عمل تجاري

كان الإنسان يقوم بالزراعة منذ بداية التاريخ إلا أنه عبر السنين دخلت الروبوتات عالم الزراعة التجارية مثل وظائف التصنيع، للروبوتات قدرة على أداء العمل بسرعة أكبر وأكثر فاعلية من البشر في الزراعة، فقد أزاحت الروبوتات العامل البشري من هذا العمل الشديد والصعب، فيمكنها تعلم كيفية التحرك خلال المزارع وحصاد المحاصيل وحدها، كما يمكن أن تُستخدم الروبوتات في احتياجات البستنة مثل التشذيب وإزالة الأعشاب الضارة ورش مبيدات الآفات ومراقبة نمو النباتات

مكونات الانسان الآلى

المكونات الرئيسية للروبوت المتحرك هي :

1. وحدة الطاقة Power supply
2. الحساسات Sensors
3. التحكم Control
4. المفعلات Actuators

1- وحدة الطاقة Power supply:

يتم تأمين الطاقة من خلال الإمدادات الكهربائية من محطة توليد الكهرباء أو من خلال البطاريات والمعدات المرتبطة بها ، أو أي وحدة تزويد الطاقة تحول الكهرباء من أي مصدر آخر لتأمين الطاقة المناسبة كالخلايا الشمسية.

2- الحساسات Sensors:

تتضمن أجهزة الليزر والكاميرات والأمواج فوق الصوتية والميكروفونات...،التي تمكن الروبوتات من جمع المعلومات حول بيئتهم وحالتهم الراهنة.

3- التحكم Control:

مسؤول عن تقييم المعلومات التي تم جمعها ومعالجتها من قبل الحساسات والتخطيط للقيام بالإجراءات المناسبة actions

4- المفعلات Actuators:

الأجهزة التي تنقل الطاقة إلى طاقة حركية (المسؤولة عن تنفيذ الحركات)

أنواع المفعلات تشمل ما يلي :

• المحركات الكهربائية Electric motors

• مفعلات تعمل بالهواء المضغوط (استخدام الغاز المضغوط)Pneumatic actuation

• مفعلات هيدروليكية (باستخدام السوائل المضغوطة)

• مفعلات روبوتية ذات نهايات مؤثرة  effectors (مثل الملاقط grippers)

تطبيقات الانسان الآلى ومميزاته

التطبيقات الانسان الآلى

1- البيئات المغلقة المعروفة البنية Indoor Structured Environments:

• النقل Transportation

• خدمة الزبائن في المتاحف والمحلات التجارية ، الخ. Customer support in museums, shops, etc.

• تنظيف المباني الكبيرة Cleaning large buildings

• مراقبة المباني Building surveillance

• بحث Research

• الترفيه Entertainment

2- البيئات المفتوحة الغير معروفة البنية Outdoor Unstructured Environments:

• الفضاء  Space

• التعدين Mining

• مواسير المجاري Sewage tubes

• الغابات Forest

• الزراعة Agriculture

• البناء Construction

• مكافحة الحرائق Fire fighting

• العسكرية Military

• تحت الماء Underwater

• جوي Aerial

أهم مزايا الروبوتات

1. انخفاض تكاليف العمالة

2. زيادة الدقة والإنتاجية

3. مزيدا من المرونة بالمقارنة مع الأجهزة المتخصصة

4. الروبوتات يمكن أن تؤدي الوظائف المملة، وتكرار العمل

5. الروبوتات يمكن أن تعمل في بيئات خطرة

أنواع الانسان الآلى Robot

أنواع الانسان الآلى Robot

1- روبوتات صناعية

والتي هي عبارة عن اجهزة أتوماتيكية يمكن تطويعها و إعادة برمجتها وتستعمل لأغراض عديدة ومميزاتها ان بإمكانها الحركة على ثلاثة محاور او اكثر ويستعمل هذا النوع في الشركات الصناعية الكبرى لغرض لحم المعادن و الصباغة والكوي وإلتقاط ونقل اجسام ومراقبة جودة او صلاحية جودة الناتج النهائي للمصنع قبل التصدير وهذه الروبوتات مبرمجة عادة لتنفيذ مهامها بصورة سريعة و مكررة و دقيقة وتم لاحقا إضافة مايسمى النظر آلي Computer vision لهذه الروبوتات مما جعلتها تتمتع بنوع من الإستقلالية و المرونة في تنفيذ المهام المبرمجة بقدرتها على فهم وتحليل الصور التي تستقبلها في حاسوب خاص مثبت في الروبوت.

2- روبوتات قادرة على الحركة و الإنتقال ومنها طائرة بدون طيار , البريداتور والطائرات ذات التحكم الذاتي التي تستعمل شبكات عصبونية اصطناعية مثلا و يعتبر الروبوتان اللتان ارسلتهما ناسا في عام 2004 الى سطح المريخ من اشهر الروبوتات المتحركة ، ومهمتهما الاستكشاف واخذ عينات من التربة وتحليلها وارسال المعلومات والتصوير.

-3 روبوتات متغيرة الشكل

وهي قادرة على إعادة تجميع نفسها بصورة شبه مستقلة على سبيل المثال تصغير حجمها للمرور خلال نفق ضيق وهذه الروبوتات تحوي في نموذجها على عدة روابط مع وحدة المعالجة المركزية و ومستقبلات الإيعزات و الذاكرة وهذه الروبوتات قادرة على بعض الحركات الشبه مطاطية لإحتواءها على وحدة مرنة إما عن طريق تحويل طاقة الهواء المضغوط في إسطوانات الى حركات خطية او دورانية يتم الحركة بتحويل الطاقة الكهربائية الى طاقة حركية وهناك اساليب متطورة اخرى عديدة ومنها اسلوب أداة المرآة الدقيقة الرقمي Digital micromirror device التي ظهرت لأول مرة في عام 1987 وكانت فكرتها نصب عدة آلاف مرايا دقيقة وصغيرة جدا في الروبوت تتجاوب مع عنصر الصورة لإضافة مرونة اكثر في حركة وردة فعل الروبوت.

-4 الروبوتات الاجتماعية

و يقوم بالأعمال المنزلية , و يعلم الأطفال و يلعب الشطرنج. هذا النوع من الروبوتات يطلق عليها تسمية الروبوت الإجتماعي Social robot وهي تتميز بدرجة عالية من الإستقلالية ولايمكن إطلاق مصطلح الربوت الإجتماعي على الأداة التي يتحكم بها الإنسان من بعيد ويجب على الروبوت الإجتماعي النجاح في إختبارين رئيسيين لتصنيفه بروبوت إجتماعي:

• اختبار تورنج : وهو إختبار لمعرفة ما إذا كان يمكني تسمية النظام الروبوتي بالنظام الذكي. وضع هذا الإختبار عالم الرياضيات البريطاني آلان تورنج (1912 - 1954) وهو عبارة عن حوار مع الربوت واذا لم يستطع المختبر الجزم 100% من ان رسالة الجواب كانت من الإنسان او من الروبوت فان الأختبار يعتبر ناجحا و الروبوت ذكيا.

• إختبار إسحاق أسيموف : وهو مدى إلتزام الروبوت بما يسمى قوانين الروبوت laws of robotics وهي

1. يجب ألا يتسبب الروبوت في حدوث أي أذى للإنسان البشري.
2. يجب أن يطيع أوامر الإنسان البشري إلا إذا تعارضت مع القانون الأول.
3. يجب أن يدافع عن نفسه إلا إذا تعارض مع القوانين الأول و الثاني .

-5 الروبوتات المستخدمة للاغراض العسكرية ، كالذي يستخدم لتدمير المتفجرات .

  -6الروبوت المستخدم لغرض الترفيه والسياحة

متل بايونيروا رفيق المسافرين واليكم صورته ، حيث انه يسلي المسافر خلال فترة السفر ويتحدث معه وكذلك لغرض الترفيه مثل الكلب ايبو

-7الروبوتات التي تستخدم للاغراض الخاصة كالجراحة ، واستكشاف اعماق المحيط ، واصلاح الكوابل البحرية، واطفاء النيران وبعض الاعمال الاخرى.