علوم الروبوت

 

تعريف الروبوت الروبوت (بالإنجليزية: Robot) عبارة عن آلة صُممت من خلال نظام هندسي يجعلها تعمل كبديل للأيدي العاملة البشرية رغم مظهرها غير الشبيه بمظهر البشر إلّا أنّها قادرة على أن تؤدي الوظيفة المطلوبة منها بالطريقة التي يؤديها البشر.[١] تأتي الروبوتات بأحجام مختلفة بعضها صغير جدًا بحجم العملة المعدنية، وبعضها كبير يصل حجمه أكبر من حجم السيارة، كما تأتي بتصاميم مختلفة، إذّ إنّ بعضها لديه قدمين ومنها على أربعة أو ستة، وتأتي بقدرات عملية مُختلفة؛ فمنها ما هو قادر على إجراء عمليات جراحية داخل جسم الإنسان لمُساعدة الأطباء، وبعضها الآخر يعمل في المطاعم لتحضير الفطائر، وبعضها يُمكنه الهبوط على سطح المريخ.[٢] ونتيجة هذا التنوع الكبير في أحجام وتصاميم وقدرات الروبوتات كان من الصعب الوصول إلى تعريف لها، وقد كان لعلماء الروبوتات تعاريف مُختلفة للروبوت، ممّا أدّى إلى التوصل إلى مفهوم عام للروبوت وهو أنّه آلة تعمل بشكلٍ مُستقل من خلال استشعار مُحيطها وأداء عمليات حسابية لتتوصّل إلى إجراءات مُعيّنة وتتخذ القرارات من خلالها وتُنفذها في العالم الحقيقي.[٢] تاريخ الروبوت ندرج فيما يلي مراحل تاريخ تطور الروبوتات:[٣] استخدمت تماثيل بشرية في عام 3000 قبل الميلاد لتقرع أجراس الساعات المائية المصرية. اخترع أرخيتوس تارمتوم حمامة قادرة على الطيران مصنوعة من الخشب. بَنَت مصر تماثيل تعمل هيدروليكيًا في القرن الثاني قبل الميلاد. قام بترونيوس آربيتر بصنع دمية يُمكنها التحرّك مثل البشر في القرن الأول بعد الميلاد. اخترع جيوفاني تورياني في عام 1557 روبوتًا خشبيًا يحضر الخبز من المتجر يوميًا وجلبه للإمبراطور. اُخترع عدد كبير من الروبوتات العبقرية في القرن الثامن عشر وقد وصلت إلى ذروتها إلّا أنّها لم تكن عملية. اُخترع أنواع عديدة من الروبوتات الإبداعية في القرن التاسع عشر مثل: اختراع إديسون لدمية يُمكنها التحدث، واختراع الكنديون لروبوت يعمل بالبخار. اخترع أول الروبوتات الحديثة المخترع جورج سي ديفول وهو من مدينة لويزفيل - كنتاكي، وكان ذلك في أوائل الخمسينيات من القرن العشرين، وقد اخترع جهاز مُناور يُمكن برمجته يُسمى "يونيمَيت" (Unimate)، وهي كلمة مأخوذة من (Universal Automation)، ولقد حاول بيع مُنتجه ولكنه لم يُفلح. أعطى جورج ديفول براءة اختراع للمهندس جوزيف إنجلبرجر في أواخر الستينيات من القرن العشرين، وقد عدّل جوزيف مُنتج ديفول وحوّله إلى روبوت صناعي، وأسس شركة لإنتاج الروبوتات وتسويقها تسمى (Unimation)، وقد اشتهر فيما بعد تقديرًا لنجاحاته باسم "أبو الروبوتات". طوّر تشارلز روزين بمساعدة فريق بحثي في معهد ستانفورد للأبحاث في عام 1958م روبوت يُسمى " شاكي" (Shakey)، وقد كان روبوت متقدم جدًا عن الروبوت "يونيمَيت" (Unimate)، وقد سُميّ باسم "شاكي" (Shakey) لحركاته المُبعثرة والمُتذبذة نتيجة قدرته على الاستجابة لمحيطه وبيئته، وحتى المحيط غير المألوف له، وقدرته على التجول وملاحظة الأشياء بعينيه. مكونات الروبوت يتكون جسم الإنسان من خمسة مكونات رئيسية؛ هيكل الجسم الخارجي، والجهاز العضلي لتحريك هيكل الجسم، والجهار الحسي الذي يستشعر البيئة والمحيط، ومصدر للطاقة لتنشيط عضلات وأجهزة الجسم، والدماغ الذي يُعالج المعلومات ويُرسلها إلى أجهزة الجسم، وبما أنّ الروبوتات عبارة عن آلات تُحاكي سلوك الإنسان،[٤] فهي تتكون من نفس المكونات وهي كما يلي:[٥] المستجيبات: يتكون هيكله من مستجيبات كالذراعين، والأرجل، واليدين، والقدمين. المستشعرات: هي الأجزاء التي تُشبه الجهاز الحسي، والتي تكتشف الأشياء حولها من حرارة وضوء وغيرها، ثم تُحوّل المعلومات التي جمعتها المستشعرات إلى رموز تقرأها أجهزة الكمبيوتر. جهاز الكمبيوتر: يعمل جهاز الكمبيوتر في الروبوت عمل الدماغ، ويتحكم بحركة الروبوت من خلال التعليمات الموجودة داخله والتي تُسمّى الخوارزميات. المُعدّات: هي الأدوات والتركيبات الميكانيكية التي يتكوّن منها الروبوت. استخدامات الروبوت تُستخدم الروبوتات في عدة استخدامات مختلفة وفي شتى مجالات الحياة اليومية، ومن استخداماتها ما يلي:[٦] المطاعم: تُعرف اليابان بأنّها الأكثر استخدامًا للروبوتات في المطاعم في العالم، فهي تستخدمها للطبخ مثل طبخ السوشي وتقطيع الخضراوات، وإنتاج الغذاء، و زراعة الأرز ورعاية المحاصيل، وفي تحضير القهوة، كما تستخدمها كموظفي استقبال وموظفي نظافة، والبعض الآخر يُستخدم كنادل في المطاعم لتقديم المشروبات. مساعدة المسنين في الحياة المعيشية: تُستخدم الروبوتات في دور الرعاية الخاصّة بالمسنين، إذّ يُمكن للروبوت الكوري حمل إنسان يصل وزنه إلى 100 كيلوغرام، ويمكن للمسن أن يتحكم بالكرسي بسهولة باستخدام عصا تحكم، كما تُساعد الروبوتات المُسنين على النهوض من الفراش، كما يُمكن أنْ يأخذوا محل الأصدقاء ويُخففون من شعور الوحدة لدى المسنين. مكافحة الجريمة: تستخدم الشرطة الروبوتات لإدخالها إلى المباني التي يكون فيها مجرمين مُسلّحين والتي تُساعد في تحديد أماكنهم، كما يستخدمونها لفحص السيارات المُفخّخة، وفي الحالات التي يتواجد فيها الرهائن. الطب: تُستخدم الروبوتات في الطب لإجراء عمليات جراحية مُعقدة، فالأطباء يقومون بالتحكم من خلال الكاميرات وتجري أذرع الروبوتات عمليات جراحية بدقّة عالية، كما تُستخدم لتوزيع الأدوية على المرضى، وتعبئة الصيدلية أدوية من خلال برمجتها للتحرك من خلال المصاعد والوصول إلى أي طابق في المستشفى. التعليم: يستخدم مركز تعليم الطفولة المبكرة في مدينة سان دييغو في كاليفورنيا الروبوتات لتعمل كمساعد للمعلمين لتعليم الأطفال على النطق والغناء، كما يُساعد الأطفال في تحسين تفكيرهم والبدء بعمل أشياء منذ سن مُبكّرة. ما هو علم الروبوتات؟ علم الروبوتات قطاع يشمل عِدّة تخصصات بما في ذلك العلوم والهندسة، وتهتم هذه التخصّصات بدراسة تصميم وبناء وكيفية استخدام الروبوتات الميكانيكية، ويُعدّ نقطة التقاء بين العلوم والهندسة وبين التكنولوجيا التي تعمل على إنتاج الروبوتات،[٧] كما هو علم اصطناعي حديث يهتم بدراسة البرمجة، وتقنيات الروبوتات تتقدم بسرعة لتواكب رؤى العلم الحالية لإيجاد أسس فكرية أكثر أمانًا قادرة على تحقيق قدرات ونتائج أكثر موثوقية وأمانًا يُمكنها التعمّق في المجتمع.[٨] الملخص يُعرّف الروبوت بأنه آلة تعمل من خلال استشعار محيطها لتتمكن من الوصول إلى إجراءات واتخاذ قرارات تنفذها في العالم الحقيقي، ويأتي الروبوت بالعديد من التصاميم والأحجام المختلفة والتي تلبّي الحاجات المصنوع لأجلها، ويتكون الروبوت من عدّة مكونات وهي المستجيبات، والمستشعرات، وجهاز الكمبيوتر، والمعدات، ويُستخدم الروبوت في العديد من المجالات كالمطاعم، ولمساعدة المسنين، وفي الطب، والتعليم، وغيرها.