هناك العديد من أنواع وتصميمات وأحجام الروبوتات، ولكل منها مهمتها الخاصة، والتي تؤديها في العالم الحقيقي. لقد أثبتت أنها مناسبة للاستخدام كبدائل للبشر في العديد من المواقف.
جدول المحتويات
عنصر البحث
- مقدمة للبحث.
- تاريخ الروبوت.
- علم الروبوتات.
- المكونات.
- أنواعها.
- آلية العمل.
- استخدامات الروبوت.
- الروبوتات تتفوق على البشر.
- خاتمة البحث.
تحميل بحث عن الروبوتات pdf
مقدمة في أبحاث الروبوتات
الروبوت هو تطبيق يتم برمجته للقيام بمهام معينة بشكل تلقائي، أي أنه لا يحتاج إلى تشغيله يدوياً لبدء عمله، والهدف الأساسي من بنائه هو تقليد طريقة الإنسان أو استبدالها.
تاريخ الروبوتات
بدأ تاريخ الروبوتات مع ظهور تماثيل بشرية عام 3000 قبل الميلاد، والتي كانت تستخدم لدق الساعات المائية المصرية، ثم استمر ظهور الروبوتات بأشكال أخرى في السنوات التالية.
- اخترع أرتشيتوس تارتوم حمامة خشبية يمكنها الطيران.
- خلال القرن الأول الميلادي صنع بيترونيوس أربيتر دمية يمكنها التحرك بطريقة مشابهة للبشر.
- في عام 1557، اخترع جيوفاني تورياني روبوتًا خشبيًا، كانت مهمته جلب الخبز من المتجر كل يوم وإعطائه للإمبراطور.
- حتى القرن الثامن عشر، تم إنشاء عدد كبير جدًا من الروبوتات البارعة، ولكن على الرغم من ذلك، لم تكن عملية بما يكفي للاستخدام.
- وفي القرن التاسع عشر، ظهرت أنواع جديدة من الروبوتات، تتميز ببعض الإبداع، مثل صنع إديسون دمية ناطقة، وروبوت الكنديين الذي يعمل على البخار.
- تم اختراع أول الروبوتات الحديثة في أوائل الخمسينيات من القرن الماضي على يد جورج سي ديفول، الذي أطلق جهازًا للتلاعب يُعرف باسم “Unimate” والذي حاول بيعه لكنه فشل.
- وفي أواخر الستينات من القرن نفسه، منح جورج سي ديفول براءة اختراع لمنتجه للمهندس جوزيف إنجلبيرج، فقام بتعديله وتحويله إلى روبوت صناعي. كان مهتمًا بتأسيس شركة لإنتاج الروبوتات تسمى “Unimation”. أطلق عليه لقب “أبو الروبوتات” بسبب نجاحاته العديدة في هذا المجال.
- في عام 1958، ساعد تشارلز روزن فريق بحث في معهد ستانفورد للأبحاث. قام بتطوير روبوت يسمى “شاكي” وهو أكثر تقدمًا من روبوت Unimet.
- وقد عُرف هذا الروبوت باسم “شاكي” نظراً لحركاته الملحوظة والسريعة أحياناً. كان يتفاعل مع محيطه حتى ولو كان غير مألوف له، إذ كان يشعر بالأشياء من حوله، وله القدرة على الحركة.
ما هي الروبوتات؟
وهو علم يضم العديد من التخصصات، أبرزها العلوم الهندسية والطبيعية، والتي تهتم بدراسة تصميم وبناء الروبوتات الميكانيكية، وكيفية استخدامها بشكل جيد للغاية.
يدخل في العلوم الاصطناعية، حيث يهتم بدراسة البرمجة، ويعتبر نقطة الالتقاء بين الهندسة والعلوم الطبيعية والتكنولوجيا، فهو الأساس لإنتاج الروبوتات.
مكونات الروبوت
وبما أن الروبوت يعتبر نسخة من الإنسان، فمن المهم بشكل متزايد معرفة كيفية إنشائه.
- أجهزة الاستشعار: وهي أجزاء تشبه مكونات الجهاز الحسي للإنسان، أي تلك التي تقوم بتخزين ما يمكن استشعاره عن طريق الحواس، مثل الضوء والحرارة وغيرها، ثم تحويلها إلى رموز يمكن قراءتها بواسطة أجهزة الكمبيوتر. .
- المؤثرات: هي مكونات هيكل الروبوت، مثل اليدين والقدمين والذراعين والساقين.
- الأجهزة: التركيبات والأدوات الميكانيكية التي يتكون منها الروبوت.
- الحاسوب: هو الجزء الشبيه بدماغ الإنسان، الذي يتحكم في حركة الروبوت، من خلال الخوارزميات المطبقة داخله، والتي نسميها التعليمات.
المزيد والمزيد من أنواع الروبوتات
1- الروبوتات الذاتية
هي روبوتات تعمل بشكل مستقل عن البشر، حيث أن عملها لا يتطلب تدخلاً بشرياً، وبدلاً من ذلك تستخدم مستشعراتها لفهم ما يحدث حولها ثم تستخدم الرقائق الموضوعة فيها لاتخاذ القرارات الصحيحة.
2- الروبوتات التي يتم التحكم فيها عن بعد
وتصنف على أنها روبوتات شبه مستقلة، ويمكن التحكم بها من مسافات محددة عبر شبكة لاسلكية، وتتكيف مع الظروف الخارجية القاسية، مثل تغيرات الطقس والموقع وعوامل أخرى.
ومن أبرز الأمثلة على ذلك الغواصات التي يتحكم فيها الإنسان، والتي تستخدم لإصلاح التسريبات تحت الماء.
3- الروبوتات البشرية
الروبوتات التي تم تصميمها خصيصًا لتشبه البشر تمامًا، فهي تحاكي أسلوب الإنسان، وتقوم بالأنشطة التي تؤديها، مثل القفز والجري وحمل الأشياء. وأبرز الأمثلة على ذلك الروبوت صوفيا، والروبوت أطلس.
4- الروبوتات المبرمجة سابقاً
هي روبوتات مصممة لأداء مهمة محددة، فهي بسيطة ورتيبة بعض الشيء، مثل الروبوت على شكل ذراع ميكانيكية تعمل على خط تجميع السيارات، وتقوم بلحام الباب وإدخال جزء من المحرك، بحيث تقوم تخضع للإشراف.
كيف تعمل الروبوتات
تعمل الروبوتات من مستوى معين من برمجة الكمبيوتر، حيث أن البرمجة هي الطريقة المستخدمة لتعليم الروبوت ما يجب عليه فعله وكيفية القيام به.
تعمل الروبوتات غالبًا من خلال شبكة، ويمكن ملاحظة ذلك عندما تعلم أن أكثر من نصف المعاملات على الشبكة تتم بواسطة الروبوتات، التي تؤدي العديد من المهام، بما في ذلك:
- استكشف المحتوى بعمق.
- التفاعل مع صفحات الويب.
- البحث عن الأهداف.
- الدردشة مع المستخدمين.
استخدامات الروبوت
1- مساعدة كبار السن
أصبح استخدام الروبوتات لخدمة كبار السن في دور رعاية المسنين أمرًا شائعًا، ومن أشهر الأمثلة على ذلك الروبوت الكوري الذي يمكنه حمل شخص يصل وزنه إلى 100 كيلوجرام.
بالإضافة إلى ذلك، يمكن للشخص المسن التحكم في الكرسي الإلكتروني بسهولة تامة بمساعدة عصا التحكم، ومع مرور الوقت يشعر أن الروبوت أصبح صديقه، ويمكن أن يختفي شعوره بالوحدة.
2- الخدمات التعليمية
وتم تكليف بعض الروبوتات بمساعدة المعلمين على تعليم الأطفال الغناء والنطق، في مركز تعليم الطفولة المبكرة في سان دييغو، كاليفورنيا. علاوة على ذلك، فهم يعملون كعوامل تساعد على تحسين تفكير الأطفال منذ الصغر وتشجيعهم على القيام بأشياء مختلفة.
3- مكافحة الجريمة
توفر الروبوتات حماية ممتازة لرجال الشرطة، إذ تنقلهم إلى المباني لمواجهة المجرمين المسلحين بداخلها، حيث تساعد في تحديد موقعهم دون تعريض حياة رجال الشرطة للخطر.
كما أنها تستخدم للتحقيق في السيارات المفخخة، وخاصة في الحالات التي يكون فيها عدد الرهائن كبيرا. حفاظاً على حياتهم وبيئتهم.
4- خدمات المطاعم
انتشر استخدام الروبوتات في المطاعم اليابانية، حيث تمت برمجتها للقيام بالعديد من المهام، مثل:
- طبخ.
- يقطع الخضراوت.
- زراعة الأرز.
- رعاية الحصاد.
- إنتاج الغذاء.
- تحضير القهوة .
كما أن هناك العديد من المطاعم التي تستخدم الروبوتات للعمل كعمال نظافة وموظفي استقبال ونوادل لتقديم المشروبات، مما يوفر مبلغًا كبيرًا من المال الذي يحصل عليه الشخص مقابل العمل في مثل هذه الوظائف.
5- المجال الطبي
وقد تم استخدام بعض الروبوتات في المجالات الطبية المعقدة التي تتطلب دقة الروبوت، بعد برمجته بشكل تفصيلي ولكن تحت إشراف الأشخاص، حيث يتحكم الطبيب في عمله من خلال الكاميرات، كما قامت الأذرع الروبوتية بعدد كبير من العمليات الدقيقة مهام العمليات الجراحية.
بالإضافة إلى مهام أخرى قام بها من خلال برمجتها للتحرك بالمصاعد والوصول إلى الطوابق المختلفة للمستشفى مثل:
- توزيع الأدوية على المرضى.
- يملأ الصيدلية بالأدوية اللازمة.
الروبوتات تتفوق على البشر
الروبوتات هي أجهزة ميكانيكية وكهربائية آلية تتبع نظامًا محددًا يحتوي على مجموعة من المعلومات. للقيام بمهام محددة في مجالات مختلفة، حيث يختلف في بعض النواحي عن الأشخاص.
- قوة الروبوتات مقارنة بالبشر، حيث يمكنها رفع الأثقال ومواصلة العمل دون راحة.
- ليس لدى الروبوتات أي مشاعر، لذا فهي لا تتعب أبدًا من القيام بالأشياء الروتينية، مثل إزالة الأعشاب الضارة.
- لا يمكن تشتيت انتباه الروبوتات عن طريق المحادثات مع زملاء العمل أو عن طريق التجارب المؤلمة الماضية.
- وصف الأحداث والتجارب التي تحدث في العمل بطريقة محايدة وكاملة وواضحة.
- بفضل أجهزة الاستشعار شديدة الحساسية التي لا يمتلكها البشر، تستطيع الروبوتات الرؤية من خلال الجدران، وسماع الأصوات المخفية، واكتشاف التسريبات المخفية.
اختتام البحوث على الروبوتات
تتقدم تقنيات الروبوتات بسرعة ملحوظة لمواكبة رؤية العالم في هذا العصر، حيث يساعد ذلك في اكتشاف أسس فكرية آمنة تساعد في تحقيق نتائج أكثر أمانًا وموثوقية.
الروبوت هو آلة تعمل عن طريق استشعار البيئة بهدف الوصول إلى الإجراءات والقرارات الصحيحة في العالم الحقيقي.