روبات چیست؟
روباتهای کار گزارانی هستند که با نفوذ در دنیای فیزیکی وظایفی می‌دهند. آنها به حسگرهایی مجهز شده‌اند تا محیط اطرافشان را احساس کنند و اجزایی تا با آن بر محیط تاثیر بگذارند. روبات‌ها به سه دسته کلی روباتهای متحرک، روباتهای انسان‌نما، و بازوهای روباتیک تقسیم می‌شوند.
تعاریف دیگر
روبات یک مجموعه قابل برنامه ریزی چند کاره است که برای به حرکت درآوردن قطعات یا ابزارآلات مخصوصی در یک مسیر قابل برنامه ریزی به کار گرفته می‌شود.
کانون روباتیک ایالات متحده 1979
روبات یک دستگاه مکانیکی است که به طور خودکار عمل می‌کند. روبات‌ها می‌توانند انواع گوناگونی از اعمال را انجام دهند. روبات‌ها مخصوصاً برای انجام کارهایی که برای انسان خسته کننده، دشوار، و یا خطرناک است ماسبند.
1995 The Work Book Encyclopedia
یک روبات واقعی ماشینی است که می‌تواند فکر کند، مانند یک کامپیوتر برنامه ریزی شود، و برای انجام وظایفش حرکات گوناگونی را انجام دهد. ماشین‌هایی که فقط یک عمل خاص را انجام می‌دهند و قابلیت برنامه ریزی مجدد را ندارند روبات واقعی نیستند.
1998 The New Book of Knowledge
روبات ماشینی است که وظیفه‌اش را به طور خودکار انجام می‌دهد. حرکات روبات توسط ریز پردازنده‌ای که برای آن منظور برنامه ریزی شده است کنترل می‌شود.
2000 Word Book Young Scientist
روبات ماشینی است که می‌تواند از محیط اطرافش اطلاعاتی استخراج کند و از دانش خود نسبت به محیط برای انجام اعمال غیر تکراری بهره گیرد.
تاریخچه
واژه روبات برگرفته از کلمه چکی «Robota» به معنای کارگر است. این واژه اولین بار توسط نمایش نامه نویس چکسلواکی در نمایشی در سال 1920 استفاده شد. بعدها آیزاک آسیموف واژه روباتیک را برای توصیف تکنولوژی روبات‌ها به کار برد. او طلوع صنعت روباتیک را پیش بینی کرده بود.
آغاز اتوماسیون و ماشینی سازی به انقلاب صنعتی باز می‌گردد. اولین نمونه ماشین سازی کامل به توسعه کارگاههای بافندگی جگوار که در اوایل قرن 19 ام در فرانسه و ایتالیا در صنعت ابریشم مورد استفاده قرار می‌گرفتند مربوط می‌شود. این کارگاهها می‌توانستند به طور مکانیکی برنامه ریزی شوند تا طرحها و نقشهای متفاوتی ایجاد کنند. با این حال این کارگاهها صرفاً ماشین‌های مکاینیک بودند و هیچ نشانی از هوش در آنها وجود نداشت. علاوه بر این روند برنامه ریزی مخصوصاً برای طرحهیا پیچیده بسیار کسل کننده بود.
سالهای بعد شاهد ترقی بسیاری در اتوماسیون صنعتی بود. یک جرثقیل دورانی که به یک چنگک مجهز شده بود در سال 1892 به دست Babbit ساخته شد. این جرثقیل برای برداشتن شمشهای داغ از درون کوره مورد استفاده قرار می‌گرفت. در سال 1938 Pollard یک بازوی مکانیکی برای پاشیدن رنگ ابداع کرد. اولین بازوی مکانیکی که از راه دور کنترل می‌شد توسط Goertz ساخته شد. این وسیله برای کار با مواد رادیواکتیو طراحی شده بود. بعدها در سال 1947 وسیله مشابهی ساخته شد که مجهز به موتوراهی الکتریکی و حسگرهای خاصی بود. حرکات دست شخص کنترل کننده توسط حسگرها اندازه گیری می‌شد و برای راه اندازی موتورهای روبات مورد استفاده قرار می‌گرفت.
در این دوران (1946) اولین کامپیوتر چند منظوره (ENIAC) در دانشگاه پنسیلوانیا ساخته شد. با ظهور کامپیوتر امکان کنترل عددی ماشین‌ها فراهم شد. کنترل عددی اولین با در سال 1952 در دانشگاه MT مورد استفاده قرار گرفت و به تولید اولین زبان برنامه نویسی برای ماشین‌ها انجامید. روباتیک بر پایه دو فناوری آغاز شده است: بازوهای مکانیکی، و توانایی کنترل عددی ماشین‌ها.
عصر روباتیک با ظهور اولین بازوی روباتیک حافظه دار در سال 1954 آغاز شد. این ماشین می‌توانست حرکات نقطه به نقطه قابل تکرار انجام دهد. پنج سال بعد اولین روبات صنعتی حافظه دار که از کنترل عددی و تکنولوژی عملگرهای الکتریکی بهره می‌گرفت ساخته شد. توسعه روباتهای متحرک براساس تمایل به حمل و نقل اتوماتیک در خطوط تولید صورت پذیرفت و در نهایت منجر به ساخت سیستم‌های حمل و نقل بدون راننده شد که در اواخر دهه 70 میلادی برای نقل و انتقال محصولات در کارخانه‌ها مورد استفاده قرار می‌گرفتند. روباتهای متحرک جدید با تعداد پاهای زیاد پس از آزمایش و مدل سازی از حشرات ساخته شدند. پس از چند سال روباتهای چرخ دار به صورت تجاری تولید شدند و برای سرویس دهی مورد استفاده قرار گرفتند.
تحقیقات در مورد روباتهای انسان نما نیز ادامه داشت تا آنکه اولین روبات انسان نما با نام WABOT در سال 1973 در یک مرکز تحقیقاتی پیشرفته در دانشگاه Waseda توکیو ساخته شد. امروزه پژوهش در ارتباط با روباتهای انسان نما ادامه دارد. روبات های انسان نمای کنونی می‌توانند بنشینند، برخیزند، گام بردارند، و از پله‌ها بالا و پایین بروند.
آناتومی روبات
اجزای اصلی یک روبات به شرح زیر است:
• قسمت مکانیکی مفصل بندی شده
• عملگرها
• سیستم انتقال نیرو
• حسگرها
• کنترلگر
• منبع تغذیه
سیستم مکانیکی مفصل بندی شده
این بخش بدنه و ساختار اصلی روبات را تشکیل می‌دهد و روبات از طریق آن بر محیط اطرافش تاثیر فیزیکی می‌گذارد.
عملگرها
عملگرها اجزای محرک روبات هستند و انرژی مکانیکی و حرکتی روبات را تامین می‌کنند. عملگرها براساس نوع حرکت عموماً به دو دسته خطی و دورانی تقسیم می‌شوند. از منظر دیگر می‌توان آنها را به انواع الکتریکی، هیدرولیکی، و پنوماتیکی تقسیم بندی نمود.
عملگرهای الکتریکی از الکتریسیته و مغناطیسی برای ایجاد حرکت بهره می‌گیرند در حالی که در انواع هیدرولیکی مایع تحت فشار عامل حرکت است. انواع پنوماتیکی نیز از گاز فشرده (عموماً هوای فشرده) برای ایجاد حرکت بهره می‌گیرند. عملگرهای الکتریکی بهترین گزینه برای سرعتهای بالا و بار کم هستند این در حالی است که عملگرهای هیدرولیکی برای کاربردهای کم سرعت و با بار زیاد مناسبند. عملگرهای پنوماتیکی همانند انواع هیدرولیکی هستند با این تفاوت که اغلب برای بارهای زیاد مورد استفاده قرار نمی‌گیرند. به طور کلی عملگرهای الکتریکی به علت کنترل پذیری بالاتر بیشتر مورد استفاده قرار می‌گیرند.
سیستم انتقال نیرو
سیستم‌های انتقال نیرو واسطی میان عملگرها و قسمتهای مکانیکی هستند و نقش انتقال انرژی از عملگر به قسمت مکانیکی را برعهده دارند. آنها عموماً به سه منظور مورد استفاده قرار می‌گیرند:
• معمولاً خروجی یک عملگر مستقیماً برای راه اندازی قسمتهای مکانیکی مناسب نیست. چرا که خروجی عملگرها اغلب دارای سرعت زیاد و گشتاور کم است (در انواع الکتریکی) که با استفاده از یک سیستم جعبه دنده و یا انتقال نیروی مناسب می‌توان سرعت را تا میزان قابل قبولی کاهش داده و به همان نسبت گشتاور را افزایش داد.
• خروجی یک عملگر ممکن است از لحاظ نوع حرکت متفاوت از نوع حرکت مطلوب برای راه اندازی قسمت مکانیکی باشد. به عنوان مثال یک جک هیدرولیکی با نوع حرکت خطی را در نظر بگیرید که برای باز و بسته کردن یک دروازه که حرکت دورانی دارد مورد استفاده قرار می‌گیرد. مسلماً در این ساختار یک سیستم انتقال نیروی مناسب برای تبدیل حرکت خطی به دورانی به کار رفته است.
دانشنامه کلمات:-
الکتریسیته
الکتریسیتهمجموعهای از پدیده‌های طبیعیست که به حضور و جریان بار الکتریکی وابسته است. الکتریسیته آثار معروف متنوعی چون آذرخش، الکتریسیته ساکن، القای الکترومغناطیسی و جریان الکتریکی دارد