ما هو علم الروبوتات Robotics ؟ نظره عامه علي مجال ال . Robotics .
مقدمة
اليوم وبعد التقدم الهائل الذي وصل اليه العلم من التكنولوجيا كان لا بد من الاتجاه الي محاكاة الانسان في كل شي بالرغم من استحالة حدوث ان يصل العلم الي صنع انسان الي يحاكي الانسان في كل شي لان الانسان من صنع الله ولله الكمال وحده
فكان لزاما علينا ان نتحدث عن موضوع مهم وكثير من الناس يبحثون عنه وهو الروبتات او ال Robotics فرغم أنها من أمتع الهوايات, إلا أنها ليست بالهواية السهلة, كما لا توجد الكثير من المعلومات المتاحة حول الروبوتات مقارنة بالهوايات الإلكترونية الأخرى. فما هي الروبوتات Robotics ؟
فكان لزاما علينا ان نتحدث عن موضوع مهم وكثير من الناس يبحثون عنه وهو الروبتات او ال Robotics فرغم أنها من أمتع الهوايات, إلا أنها ليست بالهواية السهلة, كما لا توجد الكثير من المعلومات المتاحة حول الروبوتات مقارنة بالهوايات الإلكترونية الأخرى. فما هي الروبوتات Robotics ؟
ما هي الروبوتات Robotics
ما الشيء الذي يخطر ببالك عندما تسمع كلمة روبوت ...؟ هل تعنقد أنها آلة تسير على قدمين و تستطيع إظهار التعابير على وجهها..؟ بالنسبة لمعظم الناس الربوت هو آلة تشبه الإنسان في شكله و سلوكه !
و بغض النظر عن أفلام الخيال العلمي فإن الروبوتات منتشرة بشكل كبيرفي حياتنا فيمكن أن نجدها في المصانع ، الأجهزة الطبية ، المجالات المهنية ، في المجالات الأمنية, في أبحاث الفضاء و أيضاً روبوتات التعليم و التسلية حيث يوجد أكثر من مليون نوع من هذه الربوتات و غيرها يعمل في وقنا هذا .
لكن في الأساس الروبوت هو آلة صممت للقيام بعمل الإنسان. يمكننا القول أنه نظام يحتوي على حساسات، أنظمة تحكم، وحدة تغذية، و برنامج تعمل جميعها معاً لتنفيذ مهمة معينة.
بعض الروبوتات مثل “ Mars RoverSojourner " و
“the underwater robot Caribou" تقوم بالتعرف على الأماكن التي نرغب باستكشافها إما لصعوبة الوصول إليها أو بسبب خطر هذه الأماكن علينا ، وبعضها كروبوت
"رومبا " الذي يستخدم لتنظيف الغبار في المنازل حيث تنزلق على الأرضيات منظفة إياها مستخدمة تقنية فوق صوتية تستعين بها في حركتها ثم تعود إلى مكانها وتنطفئ بنفسها ، كما يوجد بعض أنواع الروبوتات للترفيه كربوتات فرقة” Z-MACHINES" الموسيقية . و من أكثر الروبوتات متعة تلك التي تستطيع اللعب والتفاعل معها وحتى بنائها و برمجتها مثل أدوات شركة "ليغو" .
ما هي خصائص الريبوتات ؟
من أهم هذه الخصائص التي تميز الروبوتات هي خاصية "التحسس" فيجب أن يكون الروبوت قادر على تحسس واستشعار الوسط المحيط به ، يقوم الروبوت بتحسس وسطه بطرق تشبه إلى حد ما الطرق التي نقوم نحن بالتحسس بها لوسطنا المحيط ، حيث يمثل حساس الإضاءة، حساس اللون و الكاميرا ( العيون )، و يمثل كل من حساس الضغط و اللمس والحرارة ( اليدين )،
الحساس الكيميائي يمثل ( الأنف )، وحساس الالترا سونيك يمثل ( الأذان ) و أخيراً حساس التذوق يمثل ( اللسان ).
وكما يجب أن يكون الروبوت قادر على "الحركة" في جميع أنحاء بيئته . قد يتحرك من الروبوت جزء كذراع روبوتية ذات قاعدة ثابتة و قد يكون الروبوت كامل متحرك كذراع روبوتية بقاعدة متحركة. ومن الخصائص التي تميز الروبوت قدرته على " تزويد نفسه بالطاقة " حيث تعتمد الطريقة التي يحصل بها الروبوت على الطاقة على ما يريد الروبوت القيام به . وأخيراً يحتاج الروبوت إلى نوع من "الذكاء "، و هنا يأتي دور البرمجة.
معظم الروبوتات تحتاج إلى تشغيل من قبل الإنسان ، أو توجيه دقيق لكامل المهام التي سينفذها. لذلك بدأ مؤخراً توظيف الذكاء الصناعي في الروبوتات حيث أن الروبوتات تصبح مستقلة شيئًا فشيئًا.. إذًا يمكن أن نقول أن المكونات الأساسية للروبوت هي :
· الهيكل الميكانيكي مثل منصة العجلة و الذراع و المحركات وغيرها ويجب أن يكون الهيكل قادر على التفاعل مع بيئته.
· الحساسات التي تقوم باستشعار الوسط المحيط بها.
· نظام التحكم الذي يقوم باستقبال الإشارات من الحساسات ثم يقوم بمعالجتها و إعطاء الاستجابة المناسبة لها.
ونلاحظ ان الروبوتات لها تاثير كبير على حياتنا في عدة مجالات منها مجال الصناعة حيث ازدادت الروبوتات الصناعية شعبية يوما بعد يوم و ذلك بسبب تفوقها على آداء الإنسان ويجري استخدام هذه الروبوتات في مجموعة متنوعة من المهام الصناعية التي تحتاج إلى سرعة وموثوقية، تكرار، و دقة حيث أصبحت هذه الروبوتات تستطيع القيام بجميع الأعمال التي كان يقوم بها الإنسان على خطوط الإنتاج من نقل ولحام وطلاء وتعبئة و تجميع وتغليف وغيرها من الوظائف.
اما في المجال الطبي سنجد ان للروبوتات اهمية كبيره في هذا المجال فمن “microbots" التي تقوم بفتح الشرايين وتساعد في العمليات الدقيقة مثل عمليات العين إلى الروبوتات التي تساعد بالعناية بالمرضى والروبوتات التي تساعد المرضى الذين فقدوا قدراتهم على الحركة.
و في كل الاحوال من المتوقع أن يؤدي الروبوت دوراً كبيراً في حياتنا اليومية في المستقبل. ففي العقود القليلة القادمة يتوقع أن يخرج الروبوت من عالم المصانع والمختبرات ويدخل حياة الناس اليومية بنفس الطريقة التي دخل بها الحاسوب إلى البيوت في ثمانينيات وتسعينيات القرن العشرين. هذا التطور المحتمل للروبوتات دائما ما يثير الرعب و القلق لدى الناس حيث يتم تصوير الروبوت كآلة ذكية تسعى للسيطرة على البشر.
الطريق الصحيح لتعلم علم الروبوتات
1- ابدأ بتعلم الإلكترونيات :
حتى و إن لم يبدو هذا الأمر مسلٍ كثيراً, إلا أنه لا غنى عنه لمن يريد العمل في الروبوتات. قد يعتقد البعض أنه بالإمكان الخوض في عالم الروبوتات دون الحاجة للقيام بتعلم الإلكترونيات و أساسياتها, إلا أن هذا الاعتقاد خاطئ بشكل كبير حيث ان كل ما هو مطلوب منك أن تتعلم بعض الأساسيات, و هذا الأمر ممكن من خلال العديد من المصادر و الكتب الموجود على شبكة الإنترنت. بإمكانك البدء بكتاب
Getting Started In Electronics by Forrest Mimms فهو يمثل بداية ممتازة لتعلم الأساسيات.
2- ابدأ بالمشاريع البسيطة :
ابدأ بالمشاريع البسيطة, يمكنك مثلاً البدء بعمل روبوت بسيط يسير في خطوط مستقيمة باستخدام بعض المحركات الصغيرة و العجلات. تستطيع تعلم ذلك من خلال البحث على الإنترنت عن خطوات عمل روبوت بسيط, قم باختيار مشروع بسيط يناسبك, ثم ابدأ بقراءة تجارب الآخرين و الإطلاع على أعمالهم, و تتبع خطوات العمل خطوة خطوة. لا مشكلة في استنساخ هذه التجارب كما هي في البداية و عمل نماذج مماثلة لها. لاحقاً ستتعلم إضافة لمساتك الخاصة من خلال إضافة بعض المجسات التي تتحكم في حركة الروبوت, ثم تعلم كيفية استخدام اللوحات الجاهزة لعمل الروبوتات.
3- الأنتقال لمرحلة متقدمة :
في هذه المرحلة يُستحسن أن تكون لديك خلفية في البرمجة حتى تحصل على نتائج ممتازة.
فتعلّم الروبوتات يُشكّل مثلث, أضلاعه الثلاثة هي الإلكترونيات, الميكانيكا, و علم البرمجة. و الروبوت الجيد هو الذي يدمج بين هذه الفروع الثلاثة بأفضل شكل ممكن. لكن لحسن الحظ فإن الأمر ليس بهذا التعقيد. يمكنك في هذه المرحلة الاستعانة ببعض حقائب هواة الروبوتات الجاهزة مثل Lego Mindstorms kit و هي عبارة عن حقائب تعليمية أو حقائب للهواة تحتوي على عدد من المعدّات المتنوعة لبناء روبوتات متعددة الوظائف. فهي تحتوي مجسات متعددة, و عدد من المحركات و العجلات و الكابلات و البطاريات و القطع التركيبية. هذه الحقيبة ستساعدك كثيراً للارتقاء خطوة للأمام و زيادة الثقة بالنفس. فهي تجمع أغلب احتياجات في هذه المرحلة, كما أنها تساعدك على البدء بتوظيف البرمجة في عمل الروبوتات. غالباً أكواد البرمجة ستكون جاهزة, و لكن كونك بدأت بتوظيف البرمجة تعتبر خطوة مهمة في الطريق.
4- الان عليك الاعتماد علي ذاتك :
يُفترض أن تكون الآن قادراً على عمل روبوت خاص بك يؤدي وظيفة معينة بها شيء من التعقيد. في هذه المرحلة حاول أن تبدأ ببناء روبوت خاص بك تماماً, حيث تكون أنت صاحب الفكرة و التنفيذ, لا بأس بالاستعانة ببعض المصادر الخارجية, لكن هذه المرة الاستعانة تكون عن علم و دراية و لغرض محدد تريد تحقيقه و ليست محاكاة و تقليد.
ومن الجيد أيضاً أن تشارك في مسابقات محلية لعمل الروبوتات, فهذا الأمر سيعطيك شيء من الثقة و التنافس و يوصلك إلى مرحلة أكثر تقدماً.
5- جالس اصحاب الفكر العالي في مجال الروبوتات
بقدر ما تسأل بقدر ما ستتعلم. فحاول أن تستفيد من كل المصادر المتاحة لك. و لكن تحقق من أنك تسأل الأسئلة الصحيحة, و ذلك من خلال البحث عن إجابات على الانترنت قبل طرح الأسئلة. كذلك اقرأ عن الأخطاء الشائعة التي يقع بها الآخرون, فهذا الأمر سيوفر عليك الكثير من الوقت و المال. و قم أيضاً بمشاركة تجاربك مع الآخرين, سواء مع أصدقائك و مدرسيك, أو مع الهواة أمثالك في مواقع الإنترنت.
و أخيراً بإمكانك الالتحاق بدورات الروبوتات المتاحة على الإنترنت, فهناك بعض الدورات التعليمية المقدمة من قبل أفضل الجامعات في العالم في مجال الروبوتات, يمكنك البحث عنها في موقع كورسيرا Coursera على سبيل المثال لا الحصر.
