رباتهای سلامتی
ربات‌هایی که در زمینه سلامتی فعالیت می کنند دو کاربرد عمده دارند. یک دسته از این رباتها به افراد با بیماری های مختلف، مثلا مبتلایان به ام اس کمک می کنند و دسته ای دیگر، به زیرمجموعه های سیستم‌های بهداشتی و سلامتی مثلا بیمارستآن‌ها و داروخانه ها کمک می کنند.
اتوماسیون خانگی برای افراد مسن و یا معلول
ربات‌هایی که در اتوماسیون خانگی مورداستفاده قرار می‌گیرند در طول زمان، از دستیار های ساده ای مانند Handy 1 به رباتهای نیمه خودگردان پیشرفته ای مانند FRIEND تبدیل شده‌اند که می‌تواند افراد مسن یا معلول را در انجام کارهای روزمره شان کمک کند.
امروزه، سن متوسط جمعیت در بسیاری از کشور ها، به‌خصوص در ژاپن در حال افزایش است. معنای این نکته این است تعداد افراد مسنی که به مراقبت احتیاج دارند در حال زیاد شدن است اما تعداد افراد جوان که برای مراقبت از آنها لازم است به نسبت کمتر است. انسانها همواره نقش بهترین مراقبت کننده را بازی خواهند کرد اما در صورتی که انسانها در دسترس نباشند، این رباتها هستند که به طور تدریجی این مسئولیت را به عهده خواهند گرفت.
FRIEND یک ربات نیمه خودگردان است که برای کمک به افراد مسن و معلول در انجام کار های روزانه شان، مثلا درست کردن غذا و سرو آن، طراحی شده است. FRIEND برای بیمارانی که از پاراپلژی(ناتوانی کامل پا و تنه در حرکت) رنج می رند، دچار بیماری های عضلانی هستند و یا به دلیل سکته و موارد دیگر دچار فلج کامل عضلات شده‌اند کمک می کند تا بدون نیاز به پرستار، بتوانند کارهای مختلفی را انجام دهند.
یک نمونه از ربات های پیشرفته مشهور به Friend
داروخانه ها
شرکت Script Pro رباتی را تولید کرده که به داروخانه ها کمک می کند تا نسخه هایی را که شامل جامدات خوراکی یا قرص های دارویی مختلف هستند، بپیچند.
داروساز یا تکنیسین داروخانه، اطلاعات نسخه را در سیستم اطلاعات داروخانه وارد می کند. سیستم با مشخص کردن این‌که آیا دارو های ذکر شده در داخل ربات موجود هستند یا خیر، اطلاعات را به ربات می فرستد تا نسخه را بپیچد. این ربات سه ظرف مخصوص دارو با اندازه های مخصوص برای پر کردن دارد که اندازه آنها از اندازه قرص ها تبعیت می کند. زمانی که موجودی دارو های داخل ربات در حال پر شدن هستند، تکنیسین ربات یا مسئول داروخانه اندازه ظرف مورد نیاز را بر اساس اندازه قرص ها تعیین می کند. بعد از این‌که ظرف مخصوص دارو پر شد، یک نوار نقاله آن را به یک نگه دارنده تحویل می دهد. در این قسمت نگه دارنده، ظرف دارو را در جای خود نگه می دارد و در عین حال، با چرخاندن آن حول محور مرکزی، امکان چسباندن برچسب نام بیمار را بر روی ظرف را فراهم می کند. پس از این‌که ربات برچسب لازم را بر روی طرف دارو چسباند، ظرف مجددا به نوار نقاله دیگری سپرده می شود و این بار ظرف حاوی دارو به شیاری که در بالای آن نام بیمار با استفاده از چراغ های LED نمایش داده شده است فرستاده می شود. در این حالت، داروساز یا تکنیسین داروخانه، محتویات ظرف را چک می کند تا مطمئن شود، داروی صحیح برای فرد صحیح پر شده است و سپس ظرف را بسته بندی می کند و آن را به قسمت جلو داروخانه می فرستد تا به بیمار تحویل داده شود. این ربات از نظر زمانی بسیار پربازده است.
ربات Robot RX محصول شرکت McKesson یکی دیگر از محصولات رباتیک مربوط به سلامتی است که به داروخانه ها کمک می کند در طول روز هزاران دارو را بدون هیچ خطا یا با خطایی بسیار کم، توزیع کنند. این ربات می‌تواند عرضی معادل 10 فوت و طولی معادل 30 فوت داشته باشد و صدها نوع داروی مختلف را با دوز های متفاوت در خود جای می دهد. با کمک این ربات، داروخانه در منابع مختلف مثلا نیروی انسانی صرفه جویی می کند.
این دستگاه از یک هِد الکترومکانیکی در کنار یک سیستم پنوماتیکی( با فشار هوا) استفاده می کند تا دارو های مختلف با دوز های متفاوت را بردارد و آن را به محل تحویل یا به محل انبار دارو های خود منتقل کند. هِد دستگاه در راستای یک محور حرکت می کند و در عین حال می‌تواند 180 درجه بچرخد تا دارو های مختلف را از قسمت های مختلف بردارد. در طول این فرآیند، ربات از فنّاوری بارکد استفاده می کند تا مطمئن شود در حال برداشتن داروی صحیح است. سپس ربات این دارو را به سبد مخصوص بیمار که بر روی یک نوار نقاله قرار گرفته است منتقل می کند. وقتی سبد با همه داروهایی که بیمار به آن نیاز دارد پر شد، سبد آزاد می شود و از طریق نوار نقاله به دست تکنیسین داروخانه می رسد که منتظر است تا آن را به سبدی دیگر منتقل کرده و به طبقه اصلی داروخانه ببرد.
رباتهای تحقیقاتی
اگرچه امروزه بیشتر رباتها در منازل یا کارخانه ها مورداستفاده قرار می‌گیرند و کار های بسیار مفیدی را انجام میدهند، انواع جدید رباتها در آزمایشگاه های مختلفی در سرتاسر جهان در حال توسعه یافتن هستند. بیشتری تحقیقاتی که در حاضر در زمینه رباتیک انجام می شود بر روی کار های مخصوص به یک صنعت خاص متمرکز نیست بلکه عمده تحقیقات در زمینه ساخت انواع جدیدی از رباتها و روش‌های مختلف برای طراحی و تولید آنها می باشد. انتظار می‌رود زمانی که ساخت انواع جدید رباتها در مقیاس بزرگ عملی شود، آنها بتوانند مسائل دنیای واقعی را حل کنند.
رباتهای بیونیک و بیومیمتیک(زیست تقلید)
یکی از نگرش های موجود برای طراحی رباتها، این است که آنها را بر اساس حیوانات طراحی کنند. رباتی به نام بیونیک کانگورو با مطالعه و اِعمال فیزیولوژی و روش‌های حرکتی کانگورو طراحی و ساخته شد.
نانو رباتها
نانو رباتیک، یک زمینه فنّاوری در حال ظهور است که هدف آن ساخت ماشین‌ها یا ربات‌هایی است که اجزای آنها ابعادی نزدیک یا برابر با ابعاد میکروسکوپی نانومتر(10−9 متر) دارند. این رباتها که با نام نانوبات نیز شناخته می‌شوند از ماشینهای مولکولی ساخته می‌شوند. تاکنون محققان بیشتر توانسته اند قطعات مختلف این سیستم‌های پیچیده مانند یاتاقان، سنسورها و یا موتور های مولکولی مصنوعی را تولید کنند، البته نانو رباتهای کامل نیز ساخته‌شده‌اند که برای نمونه میتوان به شرکت‌کنندگان مسابقات روبوکاپ نانوربات‌ها اشاره کرد.
محققان همچنین امیدوارند تا بتوان رباتهای کاملی را بسازند که به اندازه ویروس ها یا باکتری ها باشند و بتوانند کار های مختلفی را در مقیاس بسیار کوچک انجام دهند. از کاربرد ها احتمالی این گونه رباتها میتوان به عمل جراحی در مقیاس میکروسکوپی (در مقیاس سلول های بدن)، استفاده از چندین نانو ربات در کنار هم (Utility Fog) و کاربردهای بسیار زیاد در تولید، تسلیحات جنگی و نظافت اشاره کرد. برخی افراد معتقدند اگر نانو ربات‌هایی وجود داشته باشد که بتوانند تکثیر شوند، سناریوی Grey goo اتفاق می‌افتد. در این سناریو، نانوربات‌ها به قدری تکثیر می‌شوند که به این شیوه همه چیز را در جهان می بلعند و اکوسیستم را با تغییر هر آنچه برای آنها نامطبوع است تخریب خواهند کرد. البته عده دیگری معتقدند چنین سناریو فرضی کاملا مهمل است.
نانو ربات Utility Fog
رباتهای شکل پذیر
تاکنون چندین محقق امکان ساخت ربات‌هایی را که می‌توانند شکل فیزیکی خود را تغییر دهند تا برای انجام کاری خاص مناسب باشند را بررسی کرده‌اند که برای نمونه میتوان به ربات تخیلی T-1000 در فیلم ترمیناتور اشاره کرد. با این وجود، رباتهای واقعی اصلا به پیچیدگی T-1000 نیستند و عمدتاً از تعداد کمی اجزای مکعبی شکل تشکیل شده‌اند که می‌توانند نسبت به اجزای مجاورشان حرکت کنند. در صورتی که چنین ربات‌هایی به واقعیت تبدیل شوند، الگوریتم هایی نیز برای آنها طراحی شده است.
رباتهای نرم تن
این دسته از رباتها از بدنه های سیلیکونی و محرک های انعطاف پذیر( ماهیچه های مصنوعی پنوماتیکی، پلیمر های الکترواکتیو و فروسیال ها) ساخته‌شده‌اند و ظاهری متفاوت نسبت به رباتهای با ساختار صلب دارند. این رباتها می‌توانند رفتار ها و کاربردهای مختلفی داشته باشند.
رباتهای ازدحامی
این گونه از رباتها، از کلونی حشراتی مانند زنبورعسل و مورچه ها الهام گرفته شده‌اند. محققان در حال تلاشند تا با مدل سازی رفتار زنبور ها و مورچه ها، ازدحامی از هزاران ربات کوچک بسازند که بتوانند با کمک یکدیگر، کار های مفیدی مانند پیدا کردن یک شی مخفی، نظافت و یا جاسوسی را انجام دهند. هر ربات عضو مجموعه، بسیار ساده است اما رفتار ناشی از ظهوریافتگی این مجموعه پیچیده تر است. در واقع همان طور که یک کلونی مورچه را میتوان به‌عنوان یک ابر ارگانیسم در نظر گرفت که دارای هوش ازدحامی است؛ به طور مشابه نیز میتوان کل مجموعه این رباتها را به‌عنوان یک مجموعه توزیع شده در نظر گرفت. بزرگترین مجموعه ربات‌هایی که تاکنون ساخت شده‌اند شامل مجموعه iRobot، رباتهای پروژه CentiBots و مجموعه رباتهای پروژه منبع باز Micro-robotic هستند که از آنها برای تحقیق بر روی رفتار گروهی رباتها استفاده می شود. مجموعه رباتها، در برابر خرابی مقاوم تر هستند. در حالی که یک ربات بزرگ ممکن است خراب شود و یک ماموریت را به طور کامل نابود کند، یک مجموعه از رباتها، حتی با از دست دادن چند عضو نیز به کار خود ادامه خواهد داد. این ویژگی، رباتهای ازدحامی را به گزینه های هیجان انگیز و جذاب برای اکتشافات فضایی تبدیل کرده است زیرا در این گونه ماموریت ها، شکست در ماموریت معمولا هزینه های بسیار بالایی را در بر دارد.
نمایی از ریز ربات های ازدحامی یا گروهی
رباتهای رابط لمسی
رباتیک در طراحی رابط های واقعیت مجازی نیز کاربرد دارد. امروزه، رباتهای مخصوص در زمینه تحقیقات مربوط به فناوری لمسی به طور گسترده ای مورداستفاده قرار می‌گیرند. این رباتها، که به آنها “رابط های لمسی” گفته می شود، امکان تعامل کاربر را به‌صورت لمسی با محیط های واقعی و مجازی فراهم می کنند.در واقع در این فرآیند، نیرو های رباتیکی امکان شبیه‌سازی خواص مکانیکی اجسام مجازی را فراهم می کنند و در نتیجه، کاربر می‌تواند آنها را از طریق حس لامسه خود، احساس کند.
رباتها در فرهنگ عامه
ربات در ادبیات
شخصیت های رباتی، اندروید ها ( زنان و مردان مصنوعی)، ژینوئید ها (زنان مصنوعی) و سایبورگ ها (انسان‌هایی که از اجزای مکانیکی مختلفی در بدن خود بهره می‌برند) به رکن اساسی داستانهای علمی – تخیلی تبدیل شده‌اند.
در ادبیات غربی، اولین اشاره به خدمتکار های مکانیکی در کتاب ایلیاد که توسط هومر نوشته شده مطرح می شود. در کتاب هجدهم، هفائستوس، خدای آتش با کمک رباتها زره جدیدی را برای آَشیل قهرمان می سازد. بنا به نسخه ترجمه شده توسط Rieu، “خدمتکاران طلایی به کمک اربابشان شتافتند؛ آنها شبیه به زنان واقعی بودند و نه تنها می‌توانستند صحبت کنند و از اعضای بدنشان استفاده کنند بلکه، خدایان جاودان به آنها هوش عطا کرده بودند و مهارت کار دستی را به آنها آموخته بودند.” البته واضح است که از کلمات ربات یا ربات انسان‌نما برای توصیف این خدمتکاران استفاده نشده است اما در هر حال، این خدمتکاران، دستگاه‌هایی مکانیکی بودند که ظاهری شبیه به انسان داشتند. همان طور که گفته شد، اولین استفاده از کلمه ربات در نمایشنامه کارخانه ربات‌سازی روسوم که توسط کارل چاپک، نویسنده اهل جمهوری چک اتفاق افتاده است.
شاید بتوان ایزاک آسیموف (1920-1992) را پرکارترین نویسنده قرن بیستم دانست. او بیش از 500 کتاب منتشر کرد. همه آسیموف را به خاطر داستانهای علمی-تخیلیش به خاطر دارند؛ به‌خصوص آن داستان‌هایی که مربوط به رباتها بودند. آسیموف، رباتها و تعامل آنها با جامعه را نقطه مرکزی بسیاری از داستانهای خود قرار داده بود. او با دقت فراوان مسئله دستورالعمل های ایده آلی را که ممکن بود به یک ربات داده شود تا خطرش برای انسانها کمتر شود را در نظر گرفت و در نهایت، توانست سه قانون اصلی رباتیک خود را به این ترتیب بیان کند:
- یک ربات نمی‌تواند به انسان صدمه بزند یا با واکنش نشان ندادن، اجازه دهد تا یک انسان صدمه ببیند
- یک ربات باید به استثنا مواردی که منجر به نقض قانون اول می شود، از دستوراتی که توسط انسان به او داده می شود اطاعت کند
- یک ربات باید تا زمانی که محافظت از خودش منجر به نقض قانون های اول و دوم نشود، از موجودیت خود محافظت کند.
او این قوانین را اولین بار در سال 1942 در داستان کوتاهی به نام Runaround معرفی کرد. البته این قوانین به طور ضمنی در چند داستان قبلی او نیز مطرح‌شده بودند. بعد ها، آسیموف قانون صفرم را نیز به این مجموعه اضافه کرد: “یک ربات نمی‌تواند به بشریت آسیب رساند یا با واکنش نشان ندادن، اجازه دهد تا بشریت آسیب ببیند.” قانون های بعدی نیز برای در نظر گرفتن این قانون، کمی تغییر کردند.
بنا به فرهنگ لغت انگلیسی آکسفورد، اولین بخش از داستان کوتاه آسیموف به نام دروغگو(1941) که در آن به قانون اول نیز به طور ضمنی اشاره می شود، اولین مورد ثبت‌شده استفاده از کلمه رباتیک است.نکته جالب این است که آسیموف خود از این موضوع خبر نداشت؛ او فکر می کرد این واژه که شباهت زیادی با واژه های مکانیک، هیدرولیک و واژه های مشابه دیگر که به شاخه های مختلف علوم کاربردی اشاره دارند، از قبل وجود داشته است.
ربات در فیلم ها
رباتها در فیلم های بسیاری دیده شده‌اند. بیشتر ربات‌هایی که در سینما دیده می‌شوند تخیلی هستند. به‌عنوان نمونه هایی از رباتهای تخیلی میتوان به رباتهای R2-D2 و C-3PO از مجموعه فیلم های جنگ ستارگان و ربات T800 در فیلم ترمیناتور اشاره کرد.
ربات T800 در مجموعه فیلم های ترمیناتور
رباتهای جنسی
مفهوم رباتهای شبیه به انسان که کارکردشان، برطرف کردن نیاز های جنسی انسان است هم باعث جلب توجه عمومی و هم باعث نگرانی های بسیاری شده است. مخالفین این مفهوم معتقدند توسعه رباتهای جنسی از نظر اخلاقی درست نیست. آنها ادعا می کنند ساخت چنین دستگاهی، آسیب های اجتماعی بسیاری را در پی خواهد داشت و باعث تحقیر زنان و کودکان خواهد شد.
مشکلاتی که در فرهنگ عامه نشان داده شده است
ترس و نگرانی از رباتها، به طور گسترده ای در کتاب ها و فیلم های مختلف بیان شده است. یکی از زمینه های معمول، تشکیل نژادی برتر از رباتهای خودآگاه و کاملا هوشمند است که برای براندازی یا نابودی انسانها تلاش می کنند. رمان فرانکنشتاین(1818) که به‌عنوان اولین رمان علمی-تخیلی شناخته می شود نیز با این زمینه که یک ربات بتواند جای خالق خود را بگیرد مترادف شده است.
کار های دیگری که زمینه ای مشابه دارند شامل مرد مکانیکی، ترمیناتور، من-ربات و یا سه گانه ماتریکس هستند. برخی از رباتهای تخیلی برای کشتن و نابود کردن برنامه ریزی شده‌اند؛ برخی دیگر با به‌روزرسانی نرم افزار و سخت افزار خود، به هوش و توانایی‌های فرا انسانی دست می یابند. نمونه های دیگری از رسانه هایی که در آن رباتها به موجودات شیطانی تبدیل می‌شوند شامل 2001: A Space Odyssey، Red Planet و Enthiran هستند.
بازی کامپیوتری Horizon Zero Dawn به زمینه هایی چون استفاده از رباتها به‌عنوان سلاح، مسائل اخلاقی مربوط به رباتها و مسئله کنترل هوش های مصنوعی می پردازد و همچنین اثرات مثبت و یا منفی چنین فنّاوری هایی را بر روی محیط زیست را مطرح می کند.
یکی دیگر از زمینه های بسیار متداول، حس اضطراب و حتی عصبانیت انسانها در مواجه با رباتهای انسان‌نمایی است که رفتارشان هیچ‌گونه فرقی با انسان‌های عادی ندارد. از نظر علمی به این پدیده دره وهمی گفته می شود.
اخیرا، استفاده از رباتهای هوشمند در فیلم هایی مانند A.I. Artificial Intelligence و Ex Machina و همچنین سریال تلویزیونی Westworld ( محصول سال 2016) باعث ایجاد حس همدردی مخاطبان نسبت به خود رباتها شده است.
ربات را می توان دستگاهی خود کنترل با قابلیت برنامه ریزی، متشکل از اجزای الکتریکی، الکترونیکی یا مکانیکی تعریف کرد. به عبارتی دیگر، ربات ماشینی است که به جای یک مأمور زنده عمل می کند.
ربات ها به ویژه برای انجام وظایف و مشاغل خاصی مطلوبند، زیرا بر خلاف انسان هیچ وقت خسته می شوند؛ می توانند شرایط فیزیکی ای را تحمل کنند که ناراحت کننده و حتی خطرناک است؛ می توانند در شرایط بدون هوا کار کنند؛ تکرار آنها را خسته نمی کند و از کاری که در دست دارند پریشان حواس و گیج نمی شوند.
مفهوم ربات بسیار قدیمی است اما واژه آن در قرن بیستم از کلمه چک-اسلواکی روباتا (robota) یا رباتنیک robotnik))، به معنی برده، بنده و کار اجباری اختراع شد.روبات ها مجبور نیستند دایم مراقب باشند و یا مانند انسان ها رفتار کنند، اما باید انعطاف پذیر باشند به طوری که بتوانند کارهای مختلفی را انجام دهند.
روبات های صنعتی اولیه، مواد رادیواکتیو را در آزمایشگاه های اتمی به کار می گرفتند. آنها با اتصالات مکانیکی و کابل های فولادی به هم متصل می شدند. امروزه بازوهای رباتی واقع در مسافت هایی دور را می توان با فشار دکمه، سوییچ و یا سکان هدایت و دسته فرمان حرکت داد.
در ربات های کنونی سیستم های حسی ای ایجاد شده که اطلاعات را پردازش می کنند و طوری کار می کنند که انگار مغزهای پیشرفتهای دارند.“مغز” آنها در واقع شکلی از هوش مصنوعی رایانه ای ((artificial intelligence (AI) است. AI به ربات اجازه می دهد تا موقعیت را درک کند و برای انجام دادن یا ندادن یک سری از کارها بر اساس آن شرایط تصمیم گیری کند.
ناسا چگونه از روبات ها استفاده می کند؟
ناسا از روبات ها برای انجام کارهای مختلفی بهره می برد. بازوهای رباتیک می توانند اشیای بزرگی را در فضا حرکت دهند. فضاپیمای رباتیک می تواند از جهان های دیگر دیدار کند. هواپیماهای رباتیک هم می توانند بدون خلبان پرواز کنند.
یک ربات می تواند دارای هر یک از اجزای زیر باشد:
⇐اثر کننده ها (effectors)، “بازوها”، “دستان” و “پاها“
⇐ حس گرها (سنسورها) – قطعاتی که مانند حواس عمل می کنند و می توانند اشیا و یا چیزهایی مانند گرما و نور را شناسایی کنند و اطلاعات شیء را به نمادهایی تبدیل کنند که رایانه ها بفهمند.
⇐ رایانه – مغزی که حاوی دستورالعمل هایی به نام الگوریتم است تا ربات را کنترل کند.
⇐ تجهیزات – این شامل ابزار و وسایل مکانیکی است.
ویژگی هایی که روبات ها را از ماشین آلات معمولی متفاوت می کند این است که ربات ها معمولاً به خودی خود عمل می کنند، به محیط اطرافشان حساسند، خود را با تغییرات محیط و یا با اشتباهات در عملکرد قبلی انطباق می دهند، وظیفه گرا هستند و اغلب توانایی آن را دارند که سعی کنند روش های مختلف را برای به انجام رساندن وظیفه شان به کار بندند.
به طور کلی روبات های صنعتی عادی دستگاه های سخت و محکم و سنگینی هستند که کارشان محدود به تولید است. آنها در محیط هایی با ساختار دقیق عمل می کنند و تنها یک وظیفه بسیار تکراری را تحت کنترل و به صورت از پیش برنامه ریزی شده انجام می دهند.
اما ربات های کنترل از راه دور (Teleoperated) در محیط هایی با ساختارهایی نیم بند مانند دریا و تأسیسات هسته ای مورد استفاده قرار می گیرند. آنها وظایفی غیر تکراری انجام می دهند و اعمال کنترل بر زمان کار آنها محدودتر شده است.
رباتیک مطالعه روبات ها است. چنان که گفته شد روبات ها ماشین هایی هستند که برای انجام کارهایی مورد استفاده قرار گیرند. برخی از ربات ها می توانند خودبه خود کارشان را انجام دهند. در مورد بقیه روبات ها همیشه باید فردی وجود داشته باشد که به آنها بگوید چه کار کنند.
منابع
- fa.wikipedia.org
- http://www.asemooni.com
- http://www.knowclub.com
- http://rasekhoon.net
- http://mediasoft.ir
- http://www.020.ir