آشنایی با رشته مهندسی رباتیک

مقدمه

علم آن چه هست را توضیح می دهد ، مهندسی چیزی را که هرگز نبوده خلق می کند. ریاضیات نه علم است و نه مهندسی بلکه ابزار است . فیزیک و شیمی علم است ولی مهندسی نیستند . رباتیک علم نیست بلکه مهندسی است . برای عالم بودن فقط به یک نوع استعداد یا هوش نیاز دارید . اما هوش متفاوتی لازم دارید تا چیزی که نبوده است را خلق کنید . خلق و نوآوری ، هوش و توانایی می خواهد . هوش برای حل مسائل و مشکلات و توانایی نفوذ سخن .

تعریف و شرح

رشته فنی مهندسی رباتیک یکی از رشته های میان رشته ای جدید در ایران میباشد، یعنی این رشته تلفیقی از رشته های مهندسی برق گرایش های الکترونیک و کنترل و رشته ی مهندسی مکانیک گرایش طراحی جامدات و مهندسی کامپیوتر گرایش سخت افزار می باشد ، که مناسب طراحی و ساخت ربات های صنعتی می باشد. 

گستردگی علم رباتیک همان طور که در ارتباط این رشته با دیگر رشته ها ذکر شد، برای فعالیت و نوآوری و تحقیق و پیشرفت یکی از وسیع ترین شاخه های فنی مهندسی می باشد. برای اثبات این حقیقت کلمه robotic یا RoboticEngineering را در اینترنت جستجو کنید و یا نگاهی با گستره حضور رباتها در رشته ها و مکانهای مختلف بیاندازید. 

 برای مثال، حضور ربات جراح تحت فرمان پزشک جراح در اتاق عمل با حضور مستقیم پزشک و یا غیر مستقیم و با کمک اینترنت، نمودی از پیشرفت این رشته است که بسیار مفید و حیاتی می باشد.تصور کنید رباتی را که شما طراحی کرده اید وسیله ای برای نجات یک بیمار و بهبودی وی شده است که قطعاَ لذت موفقیت آن خستگی زحمتتان را از بین می برد. 

 نمونه ی بارز دیگر گستردگی علم رباتیک، که بسیار مورد توجه کشورهای مختلف مثل ژاپن،کره،آمریکا و ایران و چند کشور دیگر میباشد،رباتهای امداد و نجات هستنند که یاری رسان گروه امداد در حوادث غیر قابل پیش بینی میباشد. 

همه اینها ویژگیهای حیاتی این رشته است که لزوم تربیت دانش آموختگان را اثبات می کند.

 

کاربرد و زیرشاخه ها

می توان گفت مهندسی رباتیک در صنایع و علوم مختلف مانند پزشکی کاربردهای فراوانی دارد: 

کاربرد در صنعت

 امروزه کمتر کارخانه ای را می توان یافت که در آن از ربات استفاده نشود . بازو های رباتیکی که بدون استراحت قطعات و محصولات را از نقطه ای به نقطه ی دیگر جا به جا می کنند . ربات های جوشکار ربات های رنگرز ربات های بسته بند ربات های تراشکار ربات های چاپگر ربات های کنترل کیفیت ربات ها سوراخکار ربات های کنترل دما ربات های هشدار دهنده ی نشت گاز ربات های غربال سانتریفوژ های خودکار و ... همگی نمونه هایی از ربات ها در کارخانه ها هستند . 

کارخانه ها برای افزایش سرعت و کیفیت و دقت و هزینه ی پایین تر به سمت رباتیکی کردن تمامی قسمت های کارخانه پیش می روند و در بعضی از قسمت ها که برای انسان خطرناک است مانند جوشکاری و رنگ پاشی و سموم شیمیایی و .... ناچار به استفاده از ربات می شوند . 

کاربرد در پزشکی

کاربرد رباتها در پزشکی بسیار حیاتی است به گونه ای که استفاده از ربات‌ها هنگام جراحی موجب افزایش دقت جراح حین عمل می‌شود. ربات‌ها قادرند بدون لرزش و با دقت بالا برش‌های مورد نظر جراح را ایجاد کنند، از جهتی دیگر استفاده از این ربات‌ها موجب صرفه‌جویی در وقت می‌شود. 

از مزایای این روش برای بیمار می‌توان به کاهش دردهای بعد از عمل، اسکار کمتر، خونریزی کمتر و خطر کمتر عفونت و همچنین کوتاهی دوره بستری در بیمارستان و تسریع دوره بهبودی و بازگشت سریع‌تر به فعالیت روزمره اشاره کرد. 

موارد استفاده نظامی رباتها

یکی از عرصه هایی که به شدت جان سربازان وماموران پلیس را به خطر می اندازد عملیات ضد تروریستی و شناسایی محلهای بمب گذاری شده در شهرها یا مین گذاری شده در میدان های نبرد است. 

با توجه به تلفاتی که اینگونه مسائل به نظامیان و غیر نظامیان وارد می کند نخستین تلاشها در زمینه رباتهای نظامی به رباتهای شناسایی کننده و تخریب کننده متمرکز شد این رباتها می توانند با سفر به درون مناطق خطرناک با کمک دوربین های حساس و کوچک خود تصاویر زنده ای را از محل به کاربران ارسال کنند و آنان را از امنیت محل مطمئن کنند در موارد پیشرفته تر سعی بر آن است که این رباتها بتوانند بخشی از عملیات خنثی سازی را انجام دهند اما مهمتر از این عملیات ضد تروریستی عملیات دیگری برای رباتها تعریف شده است و آن شناسایی مناطق مین گذاری شده در زمان جنگ و خنثی سازی آنان است. 

سالانه هزاران نفر در اثر برخورد با مینهای ضد نفر دوران جنگ کشته یا معلول می شوند و هزینه های انسان ومالی زیادی صرف جمع آوری آنها می شود رباتهای ضد مین به همن دلل مورد توجه ویژه ای قرار دارد و حتی ساخت آنها از سوی مجامع مدافع حقوق بشر جهان مورد حمایت است. 

 این رباتها با کمک ابزارهای حساس و حسگرهای ویژه خود می توانند محل دفن یک مین را شناسایی کنند و آن را گزارش کرده تا نیم خنثی سازی به محل اعزام شود یا با کمک ابزارهایی که به همراه دارند چاشنی های انفجاری را از کار بیندازند این رباتها مجهز به سیستم های ناوبری ویژه و حساس هستند که موقعیت آنها را در هر لحظه گزارش می کند و در عین حال ابعاد پایین آنها این امکان را به آنها می هد تا به هر منفذی سرک بکشند کشور ما با توجه به تجربه جنگ 8 ساله ومیادین وسیع مین خنثی نشده از جمله کشورهایی است که به این فناوری نیاز دارد و طراحی و ساخت رباتهای مین یاب می تواند یکی از شاخه های کارآمد و جذاب رباتیک در ایران باشد. 

زیرشاخه ها

علم رباتیک را می توان به چهار بخش تقسیم کرد که هر کدام نیز به زیر مجموعه هایی تقسیم می شود : 

1. الکترونیک ( مدارات دیجیتال - مدارات آنالوگ و ... )

2. کنترل ( کنترل دیجیتال - کنترل خطی - کنترل فازی و .... )

3. کامپیوتر ( برنامه نویسی - هوش مصنوعی - الگوریتم - شبکه و ... )

4. مکانیک ( حرکت شناسی - نیرو شناسی - مواد و مقاومت - دینامیک - سیالات - ارتعاشات و ... ) 

یک ربات بدون در نظر گرفتن هر یک از آن ها نمی تواند اقتصادی و ایمن و بهینه باشد .  

بنابراین برای ساخت بهینه یک ربات باید تمام محدودیت ها و جوانب کار را در نظر بگیریم. 

شایان ذکر است دروس تخصصی این رشته رباتیک و اتوماسیون - سنسور های ربات - کنترل ربات - آزمایشگاه ربات - اصول میکروکامپیوترها - الکترو نیک قدرت و محرکه - ارتعاشات مکانیکی - طراحی مکانیزم می باشند. 

مهندسی رباتیک در ایران

رشته مهندسی رباتیک درمهر ماه سال 1381 در مقطع کارشناسی توسط دانشگاه صنعتی شاهرود وارد ایران شد .  

آغازی با چشم اندازی چند ساله در کشور  با هدف تولید علم در این زمینه و پرورش دانشجویان در رشته رباتیک. همانند تمام دانشگاه ها در ایران و خارج از ایران با تاسیس یک رشته در یک دانشگاه مخصوصا ً یک رشته میان رشته ای، قطعا دانشگاه با مشکلاتی مواجه خواهد شد که البته تا کنون پیشرفت بسیار چشم گیری در حل مشکلات و افزایش سطح علمی آن شده است.  

اما اگر مشکلی وجود نداشته باشد آیا کسی در جهت رفع مانع تلاش خواهد کرد که سبب از بین رفتن مشکلات بعدی و نتیجه پایانی پیشرفت و ارتقاسطح علمی بشود. به هر حال پیشرفت خوبی دیده میشود آینده روشنی در انتظار دانشجویان رباتیک دیده می شود. 

چارت رشته مهندسی رباتیک ایران منطبق با چارت مهندسی رباتیک دانشگاه ویکتوریا در استرالیا می باشد .

تهیه کننده:محمد صادق ابراهیمی