بسم الله الرحمن الرحيم
سيكون هذا الموضوع بإذن الله عن الإنسان الآلي الروبوت وستجدون فيه كل ماتحتاجون معرفته عن الإنسان الآلي وآخر ماتوصلت إليه التكنلوجيا في هذا المجال. وسيكون الموضوع متجدد وكبير - علي حسب التفاعل مع الموضوع .
البدايــــــــــــــــــــــات
الإنسان الآلي ( الروبوت Robot)
ماهو الروبوت؟
توجد الكثير من التعريفات عن الإنسان الآلي – الروبوت – ولكن الإتفاق أن كلمة الروبوت تطلق علي الآلات التي تملك أزرع ميكانيكية متحركة أو التي تملك إستشعار وتأثير بالبيئة المحيطة وكذلك التي تظهر سلوك ذكي وخصوصا عندما يكون يشبه ويحاكي سلوك الإنسان أو الحيوان . والروبوتات تتحرك وتعمل بواسطة البرنامج المستعمل فيها بدون تدخل إنسان .
الكثير من القصص تحكي عن محاولات الأنسان لصنع روبوت ولكن أول روبوت مستقل وكامل لم يظهر إلا في القرن العشرين وهو روبوت Unimate وهو من النوع الصناعي في نيوجيرسي بأمريكا عام 1961 لشركة جنرال موتوروسGeneral Motors وصنعه جورج ديفول وذلك لنقل المعدن المذاب من خط الإنتاج لخطورة فعل ذلك .
ومع التقدم المذهل قامت شركات كثيرة بتطوير وصناعة الروبوت مع إختلاف المهمات والأغراض . وقد قامت الآيسوUnimate Robot International Organization for Standardization بوضع تعريف للروبوتISO 8373 "" أنه آله أوتوماتيكية متحكم فيها ببرنامج قابل للتغيير ذات وظائف متعددة ""
وقبل ذلك بكثير تم تقديم المصطلح روبوت للعامة وللمشاهدين لأول مرة عام 1920 عندما قام الكاتب التشيكي كاريل كابيكKarel Čapek بإختيار الإنسان الآلي كأحد أبطال قصتهRossum’s Universal Robots
حين تخيل في قصته قيام عالم بصنع بشر آليين للمساعدة في الأعمال.
وهكذا مع التقدم في العلم والإلكترونيات تقدمت صناعة وبرمجة الإنسان الآلي بصورة كبيرة .
أنواع الروبوتات Robots Types يتم إستخدام الروبوتات في مجالات كثيرة منها المجال الصناعي والمدني والعسكري
Security and Defense Robots
روبوتات الأمن والدفاع :
يستخدم هذا النوع من الروبوت الجيش والشرطة لأغراض عسكرية وأمنية.
The four-wheeled hopper robots will navigate autonomously by wheel and jump — with one mighty leg — onto or over obstacles of more than 25 feet.
قال جون سالتون JonSalton مدير برامج سانديا الوطنية "الروبوت الوثاب ذو الأربع عجلات يتنقل تلقائيا وبشكل مستقل بواسطة عجلاته وبواسطة الوثب – ربما بواسطة عجلة واحدة فقط – فوق عقبات أكثر من 25 قدم
قامت معامل سانديا الوطنية SandiaNational Laboratories الامريكية بتعاقد مع بوسطن داينميكس Boston Dynamics لتطوير روبوت أرضي من الجيل الجديد للجيش الأمريكي . شركة بوسطن داينمكس المطورة للعديد من الروبوتات المتحركة مثل روبوت "الكلب الكبير"Big Dog Robot وبتمان PETMAN . علي أمل أن يدخل هذا الروبوت أرض المعارك قريبا .
الروبوت أخذ 12 شهرا في التصميم وبعدها 6 شهور لبناء الشكل الخارجي ليتم إختباره وإطلاقه في أواخر 2010 .
النتائج تظهر أن الروبوت الصغير الأرضي يمكنه تجاوز عقبات تفوق حجمه بـــــ 40 الي 60 مرة .
الروبوت ذو العجلات بفضل صفيحته يمكنه التكيف والهبوط علي الأرض المدنية حتي لو كانت غابة وفي حالة إسقاطه من الجو فإنه مصمم لإمتصاص الصدمات القوية والإهتذاذات أثناء الهبوط علي أسفلت أو خرصانة أو رمال أو نباتات ويقوم بحركات بهلوانية لذلك .
الهدف من هذا الروبوت ومهامه تتلخص في تقليل مخاطر الحروب وذلك بمساعدة الجيش في تنفيذ القوانين وفي التأمين للمنشئات ( في الحرب وفي منشئات الجيش داخل المدينة) البحث والإنقاذ خصوصا في حالة التضاريس الخطرة وكذلك يستخدم بكثرة في الإستكشاف للتذويد بالمعلومات.
برنامج هذا الروبوت علامة قوية تتيح إمكانيات كبيرة في التحكم والتوازن في المستقبل القريب Talon robots
وزراعة الدفاع الاسترالية تستعمل روبوت Talon للتخلص من المواد الخطرة والقابلة للانفجار – كما بالصورة – وفي الاستطلاع والاستكشاف وفي التعرف علي المواد الخطرة وفي مساعدة المهندسين في المعارك ومساعدة رجال الشرطة خصوصا في مجال الاسلحة .
الروبوت الصغير للجيش
شركة Mobile Robots for the Military CoroWare الأمريكية بالتعاون مع شركة Auxiliaقامتا بإنتاج الروبوت الصغير – Mobile – للجيش الامريكي للمساعدة في العديد من المهام وهو من الجيل الثاني للروبوتات .
وفي وصف هذا الروبوت تقول CoroWare" هذا الروبوت ذو الأربعة عجلات بنهايات مفتوحة مصمم للتنمية والبحث وهو مذود بمعالج بيانات 1.5 جيجا هيرتز و كذلك 2 جيجا هيرتز وهو قادر علي تشغيل التطبيقات القوية وهو كذلك يتيح لنا امكانية تذويده بأشعة الليزر من النوع المستكشف . ونحن سعيدين بالتعاون مع شركة Auxiliaللتوزيع ذات السمعة الكبيرة في مجال الأمن والجيش وذلك يفتح لنا نحن الباب واسعا لتحقيق النجاح .
EATR robot
أكمل الروبوت EATR إختباراته الأولي بنجاح في أرض المعارك وهو لا يعمل بطاقة البطاريات المحدودة الطاقة كما في أغلب الروبوتات . فهو روبوت ذكي يستخدم مولد البخار steamgeneratorمما يجعله يستطيع إستخدام أي نوع من الوقود قابل للاحتراق لتذويد نفسه بالطاقة .
أعلنت شركة فوستر ميللر Foster-Miller الامريكية عن مبلغ 56.4 مليون دولار للتزويد بروبوتات Talonمن نوع لأجل مركذ ويرفير البحريNaval ****ace Warfare Center من أجل عمليات التخلص من القنابل .
ويشمل العقد الأسبيرات اللازمة للصيانة كذلك ويتوقع الانتهاء من هذا التعاقد في بداية 2010 . الجدير بالذكر أن الجيش الامريكي والقوات البحرية قد قامت بإختبار روبوت Talon منذ بداية ظهوره في عام 2000 وحاليا يستخدم منه 2800 روبوت في الجيش وفي الأغراض المدنية . روبوت Talonخبير في التعامل مع القنابل والمواد الخطرة وهو مزود بكاميرا أمامية .
الروبوت الأفعيٍ Snake Robot
قامت قوات الدفاع الإسرائيلية بالكشف عن الروبوت الأفعي الذي يبلغ طوله مترين وهو يدخل الي الأماكن الخطرة ويقوم برفع رأسه لتصوير مايحدث أمامه متخطيا الحواجز .
الروبوت الافعي قالت إسرائيل أنه يساعدها في استكشاف الأنفاق والكهوف والمباني الخطرة حيث يقوم بتصوير حي ومباشر يتم التقاطه في مركذ التحكم بواسطة لاب توب وقد تم تصميمه ليشابه الأفعي في الحركة ولم يتم تصنيعه حتي الآن.
(قاتلهم الله )
أعلنت شركة ريكون للروبوتات Recon Roboticsأنها تلقت عرض من الجيش الأمريكي بمبلغ 1350000 مليون وثلاثمائة وخمسون الف دولار في مايو 2009 . وقامت الشركة بتصنيع هذا الروبوت في مينيسوتا .
روبوت ريكون سكاوت Recon Scout ذو الحجم الصغير لايتعدي طوله 7.5 بوصة وعرضه 3 بوصات ووزنه 1.2 رطل يعتبره الجيش مفيد وفخر لأنه يمكن حمله في الجيب ووضعة خفية في أرض العدو وسيقوم هو بنقل كل المعلومات بكفاءة حيث أنه يعمل بهدوء مما يصعب إكتشافه كما أنه مزود بكاميرا غير مضيئة علي الاطلاق ويتنقل ببساطة وهدوء ويستطيع الالتقاط في منطقة مكشوفة حوالي 300 قدم او من خلف حوائط أو أبواب بعمق 100 قدم وهو يعطي صورة واضحة جدا .
كما أنه يتحمل الصدمات مثل ان يقذف من إرتفاع 30 قدم فوق أرض أسمنتية .
الروبوتات التي تستخدم في الصناعة Industrial Robotic
في الحقيقة أول روبوت صنع كان مصمم للعمل في نقل المعدن المنصهر في مصنع للسيارات ( كما ذكرت في بداية الموضوع روبوت Unimate ) تاريخ إستخدام الروبوت في الصناعة هو بداية ظهور الروبوت نفسه عام 1961 لأن أول روبوت صمم من أجل العمل بالمصانع .
وفي صناعة وتصميم الروبوتات من أجل العمل في البيئة الصناعية يراعي الكثير من الخصائص مثل : 1.عدد المحاور Number of axes الموجودة في الروبوت – وذلك ليستطيع الوصول الي الاماكن المطلوبة ويساعده ذلك في حرية الحركة . 2.طريقة الحركة Kinematicsللروبوت والتي تحدد كيف سيتحرك لإنجاذ العمل.
صورة توضح تصميم روبوت ذو ثلاثة محاور متعامدة للحركة الخطية
3.الحمولة Carrying capacity التي يستطيع الروبوت حملها ففي المصانع الكبيرة للطائرات أو البواخر نجد روبوتات مصمم لأحمال ثقيلة .
4.سرعة الحركةspeed for movements وذلك لكل محور من المحاور ، فنجد مثلا أن لكل محور سرعة حركة معينة ينقلها للمحور الذي يليه وهكذا حتي نتحصل علي السرعة النهائية المطلوبة في آخر ذراع. 5.الدقة Accuracy في التعامل وذلك يعتمد علي طريقة الحركة وسرعتها وعلي حسب نوع العمل الذي يقوم به الروبوت. 6.التحكم بالحركة وعدد مراتها Motion control هذا يعني مثلا إذا كان الروبوت يعمل في إلتقاط منتج ما من مكان وينقله الي مكان آخر فإن ذلك بالتأكيد سيتكرر لعدد كبير م المرات مما يحتاج الي برمجة وتوجيه الروبوت لذلك .
تتم إدارة الروبوتات التي تعمل في الصناعه بطريقتين : 1.روبوتات تتحرك بالطاقة الهيدروليكية Robothydraulic التي تعتمد علي الطاقة الموجودة في الموائع مثل زيت الهايدروليك . 2.روبوتات تتحرك بواسطة موتورات كهربية electric motor وبواسطة التروس تتربط هذه الروبوتات بالموتور إما مباشرة وإما عبر الوصلات .
صورة توضح وحدات الروبوت وهي * الروبوت * الوحد الميكانيكية * مصدر الطاقة * وحدة التحكم
مهام الروبوت في الصناعة : Using Robots In Manufacturing المهام التي تقوم بها الروبوتات في الصناعة كثيرة و تنبع أهمية إستخدامه في بعض المهام نسبة للخطورة التي تمثلها للإنسان و كذلك يستخدم البعض الآخر للدقة والسرعة لإنجاذ العمل . تظهر الحوجة الي الروبوت بشدة في :
الأعمال الخطرة
1. نقل المعدن المذاب نجد أن من المحتم إستخدام الروبوت من أجل سلامه الإنسان وإبعاده عن الخطر المتكرر في هذه العملية حيث تصل درجات حرارة المعادن المنصهرة الي أكثر من 1000 درجة مئوية .
هذا الروبوت ذو الذراع يقوم بالتعامل مع المعدن المذاب حفاظاً علي سلامة الإنسان .
2. عمليات اللحام
روبوت ذو ستة محاور – مفاصل - يستخدم لأعمال اللحام
الأحمال الثقيلة والتي يصعب علي الإنسان حملها وقد تمثل خطورة له .
روبوت M410i ذو الأربعة محاور وذو مجال الحركة الواسعة
يحمل في الصورة صناديق حمولة 100 كيلوغرام وينقلها بمعدل 27 صندوق في الدقيقة .
1.
1.عمليات الإزالة والتشطيب Fine Finishingللمنتجات المعدنية . هذه العملية تستلذم تنظيف وإزالة الحواف وبقايا المعدن الغير مرغوب فيها وهي خطرة لأنها ينتج منها رايش وحواف وشظايا من المعدن المعالج.
روبوت Worx يقوم بتنظيف المنتج من الحواف والشظايا .
الأعمال التي تتطلب دقة وسرعة في الأداء : وفي الأعمال التي تتطلب دقة كبيرة نجد أنه من الصعب الإستغناء عن الروبوت فهو يقوم بالعمل حسب البرنامج وبدون أخطاء ، وفي الصورة التالية نجد أن هذا الروبوت يقوم بقطع الحواف بدقة متناهية مما يجعل عدم إستخدام الشركة له إهداراً للمعدن والحصول علي أخطاء كثيرة في القطع مما يؤدي الي خسائر مادية عظيمة وكذلك ضياعا للوقت والجهد .
2. أعمال الطلاء Painting في شركات السيارات الكبري تتطلب دقة وسرعة لكثرة الإنتاج . روبوت IRB 5500 يقوم بطلاء السيارات وهو ذو مرونة عالية بحيث يصل للأجذاء الداخلية للسيارة بكل سهولة حيث أنه أفقيا يصل الي بعد 6 أمتار . كما أنه سريع الحركة ويحافظ علي الطلاء من الضياع. 3. نقل المنتجات من مكان لآخر . هذه المهمة تحتاج الي سرعة ودقة وربما تحتاج الي عضلات إذا كانت الحمولة ثقيلة
روبوت Fanuc M-410iB يقوم بمهمة النقل للمنتج بكل سهولة ويسر كا أنه يستطيع حمل أثقال تصل الي 450 كيلو غرام.
إختبار المنتوجات تستخدم الروبوتات لإختبار المنتجات بعد الإنتهاء منها لمطابقة المواصفات المطلوبة .
كمثال يقوم روبوت Kuka وعائلته في الصورة السابقة بإختبار ما إذا كان المقعد يطابق مواصفات الراحة والأمان ، وروبوت Kuka يقوم بعدة إختبارات فهو مبرمج لعدد ستة مقاييس منها القوة وعذم اللي . كما أن روبوت Occubot- وهو من عائلة Kuka - يستطيع قياس مرونة المقعد مع السير في طرقات وعرة وهو بذلك وفر الكثير من عدم الدقة والتضارب في الآراء عندما كان الاشخاص يقيسون ذلك بالجلوس علي المقعد . فإذا لم يكن مقعد السيارة التي تجلس عليها مريحاً فما عليك إلا أن تلوم روبوت Kuka وعائلته . كما لاتنسو أنها تستخدم في إختبارات التصادم للسيارات من أجل التحقق من وسائل الأمان بالسيارة.
