تحكم الروبوتات

أنواع التحكم في الروبوتات

يشير مصطلح **التحكم في الروبوتات** إلى كيفية برمجة الروبوت أو بنائه لمعرفة بيئته المحيطة والتفاعل معها. على وجه التحديد، يتحكم التحكم في الروبوتات بمفاصل الروبوت وأطرافه، مما يسمح له بالتحرك وتنفيذ المهام مثل البشر. فيما يلي أنواع مختلفة من التحكم في الروبوتات:

• تعليمية

  يسمح التحكم في الروبوتات التعليمية للمشغل بتحكم الروبوت من خلال جهاز محمول باليد أو لوحة تعليمية. يمكن للمشغل البشري تحريك الروبوت عن طريق الضغط على الأزرار الموجودة على الجهاز. ثم يتم تسجيل حركات الروبوت وتشغيلها لاحقًا كمسارات محددة مسبقًا. هذا النوع من التحكم في الروبوتات شائع في روبوتات اللحام والتجميع.

• تحكم عن بعد

  يعمل التحكم عن بعد للروبوتات عن طريق التحكم المباشر من قبل شخص ما باستخدام نظام إرسال واستقبال. عادةً ما يكون جهاز الإرسال عبارة عن صندوق به أزرار ومفاتيح يضغط عليها الشخص لإرسال أوامر إلى الروبوت. ثم يتم استقبال تلك الأوامر بواسطة مستقبل موجود داخل الروبوت، والذي يعمل على تلك الأوامر للتحرك وتنفيذ المهام. يمكن للمشغل تحريك الروبوت في جميع الاتجاهات والتحكم في أفعاله من مسافة بعيدة. يمكن العثور على هذا النوع من التحكم في الروبوتات في روبوتات حراسة الأمن.

• الروبوتات ذاتية القيادة

  يسمح التحكم في الروبوتات ذاتية القيادة للروبوت بالعمل بشكل مستقل، دون تدخل بشري. تُمنح المستشعرات المدمجة في الروبوت القدرة على اكتشاف بيئته المحيطة وفهمها. تشمل المستشعرات الشائعة الكاميرات للرؤية، أو الليدار أو السونار لقياس المسافة، والمسرعات للتوازن والحركة. بعد إدراك بيئته من خلال هذه المستشعرات، يتخذ الروبوت قرارات ويخطط لأفعاله باستخدام أنظمة الكمبيوتر والبرمجيات المدمجة. ينفذ الروبوت تلك القرارات عن طريق تحريك أطرافه ومفاصله من خلال المحركات والمشغلات. يمكن العثور على هذا النوع من التحكم في الروبوتات في المركبات الجوية غير المأهولة (UAV) والسيارات ذاتية القيادة.

مواصفات وصيانة التحكم في الروبوتات

مواصفات

يمكن تمييز الروبوتات إلى عدد من الفئات.

• التطبيق

  اعتمادًا على تطبيقاتها، تنقسم الروبوتات إلى روبوتات صناعية، وروبوتات خدمية، وروبوتات عسكرية، وروبوتات فضائية، وروبوتات ترفيهية، وما إلى ذلك. تشمل الروبوتات الصناعية أذرع الروبوتات، وروبوتات خطوط التجميع، وروبوتات اللحام، على سبيل المثال لا الحصر. تُستخدم هذه الروبوتات بشكل أساسي في صناعة التصنيع. تمثل الروبوتات الخدمية تلك الروبوتات التي تساعد البشر في أداء المهام الشاقة. على سبيل المثال، الروبوتات البشرية التي يمكن استخدامها لرعاية المسنين. الروبوتات العسكرية معقدة للغاية بالنسبة للأشخاص العاديين لاستخدامها. تشمل روبوتات المراقبة الأرضية، وروبوتات تفكيك القنابل، وروبوتات المياه، على سبيل المثال لا الحصر. تشمل روبوتات الترفيه الحيوانات الأليفة واللعب الآلية التي يلعبها الأطفال.

• البنية

  اعتمادًا على بنيتها، يمكن تقسيم الروبوتات إلى روبوتات متنقلة، وروبوتات بشرية، وروبوتات مانعة، على سبيل المثال لا الحصر. الروبوتات المتنقلة مجهزة بعجلات أو مسارات أو أرجل تمكنها من عبور التضاريس المختلفة. تم تصميم الروبوتات البشرية لتشبه أشكال البشر ووظائفهم ومحاكاتها. عادةً ما تكون هذه الروبوتات مزودة بساقين للحركة على قدمين، وذراعين للتلاعب، ورأس للإدراك الحسي والتفاعل الاجتماعي. تم تصميم الروبوتات المانعة، المعروفة أيضًا باسم أذرع الروبوتات، لالتقاط الأشياء. وهي مجهزة بمفاصل ومشغل نهائي (مُمسك أو إصبع). تأتي الروبوتات المانعة بأشكال وأطوال مختلفة. مثال على ذلك هو روبوت دلتا الذي له شكل قبة وينفذ وظيفة التقاط المنتجات ووضعها بسرعة.

• استراتيجية التحكم

  يتم تصنيف الروبوتات أيضًا بناءً على استراتيجية التحكم الخاصة بها. هذا يعني بشكل أساسي كيفية تشغيل الروبوت والتحكم فيه. على سبيل المثال، الروبوتات ذاتية القيادة قادرة على أداء المهام دون تدخل بشري. وهي مصممة ومبرمجة لأداء شيء محدد. يتم التحكم في الروبوتات المدارة عن بعد بواسطة مشغل بشري، عادةً باستخدام جهاز تحكم عن بعد أو واجهة كمبيوتر. تعتمد الروبوتات المُفعّلة على المحركات والأنظمة الميكانيكية الأخرى للتحرك.

• أخرى

  هناك عدد من الطرق الأخرى التي يمكن من خلالها تصنيف الروبوتات. على سبيل المثال، تم تصميم بعض الروبوتات للاستخدام الداخلي، بينما يتم تصميم البعض الآخر للاستخدام الخارجي. تتحرك الروبوتات الأرضية على طول الأرض وتشمل الروبوتات ذات العجلات والمسارات والأرجل. من ناحية أخرى، تحلق الروبوتات الجوية فوق الأرض.

صيانة

تمامًا مثل أي شيء آخر في هذا العالم، تحتاج الروبوتات أيضًا إلى العناية بها. سيعمل الروبوت الذي تم العناية به جيدًا بسلاسة وسيعيش لفترة أطول. إليك بعض النصائح للحفاظ على نظام روبوتي:

• الصيانة الوقائية: يشمل ذلك الفحص المنتظم والتنظيف للروبوت. من الضروري إنشاء جدول رعاية للروبوت. سيضمن ذلك عدم حدوث أي أعطال كبيرة. قد تكون هناك حاجة إلى منشأة إصلاح من وقت لآخر. من الضروري تدوين الأشياء التي قد تتطلب مساعدة متخصص، مثل استبدال جزء من نظام التحكم في الروبوتات الذي لديه مشكلة معروفة.
• التزييت: التزييت المنتظم هو جانب مهم من جوانب أي خطة صيانة للروبوت. تأكد من تزييت جميع الأجزاء المتحركة بعناية ودقة. إذا لم يتم ذلك، فسيكونون معرضين للاحتكاك والإفراط في التسخين والتآكل المفرط.
• حماية من السقوط: يشمل ذلك إقامة حواجز أو تدابير وقائية ستساعد على منع السقوط وأي ضرر غير مرغوب فيه للروبوتات. تلك أنظمة التحكم في الروبوتات الموجودة في مكان مرتفع وخارج متناول اليد هي الأكثر عرضة للسقوط.
• التدريب: هذا أكثر من فعل وليس صيانة. التدريب المناسب ضروري لتطوير وصيانة نظام روبوتي. يجب إطلاع الأشخاص المعنيين بالروبوت، من المطورين إلى المدربين إلى المستخدمين النهائيين، على ذلك. سيضمن ذلك تشغيله ورعايته بسلاسة.

سيناريوهات استخدام التحكم في الروبوتات

أحدث التحكم في الروبوتات تأثيرًا كبيرًا عبر العديد من الصناعات. فيما يلي بعض سيناريوهات استخدام التحكم في الروبوتات الرئيسية.

• التصنيع

  يستخدم التحكم في الروبوتات على نطاق واسع في صناعة التصنيع لمختلف المهام.

  مع التحكم في الروبوتات، تقوم روبوتات خطوط التجميع بتجميع منتجات مثل السيارات والإلكترونيات. تعمل هذه الروبوتات بسرعة ودقة، مما يعزز الإنتاجية. يمكّن التحكم في الروبوتات أيضًا روبوتات اللحام والطلاء من أداء وظائفها بالسرعة والاتساق. التحكم في الروبوتات مثالي للتعامل مع المواد مثل المنصات، والتي تتطلب رفعًا ثقيلًا.

• الرعاية الصحية

  في مجال الرعاية الصحية، يساعد التحكم في الروبوتات الجراحين أثناء إجراءات معقدة مثل جراحة المخ والأعصاب، وجراحة العظام، وغيرها. تُحسّن هذه الروبوتات الجراحية دقة الجراحين وضبطهم، مما يؤدي إلى تدخلات طفيفة وشفاء أسرع للمرضى.

• صناعة السيارات

  يلعب التحكم في الروبوتات دورًا رئيسيًا في صناعة السيارات. تُستخدم الروبوتات المزودة بتحكم في الروبوتات على نطاق واسع لحام هيكل السيارة وأجزاءها، ودهان المركبات، وتجميع أجزاء مثل المحركات والناقلات، والتعامل مع المواد الثقيلة.

• الفضاء الجوي

  يتم استخدام التحكم في الروبوتات في صناعة الفضاء الجوي للمهام التي تتطلب دقة وجودة عالية. تتعامل الأذرع الآلية المجهزة بتحكم في الروبوتات مع مكونات حساسة مثل محركات الطائرات، وهياكل الطائرات، والأجنحة، وتقوم بتجميعها. يمكّن التحكم في الروبوتات أيضًا الروبوتات من إجراء فحص آلي لمنتجات الفضاء الجوي، مما يضمن مطابقتها لمعايير الجودة المطلوبة.

• البناء

  بدأ استخدام التحكم في الروبوتات في صناعة البناء لأتمتة وتسهيل عمليات البناء. مع التحكم في الروبوتات، تقوم روبوتات البناء بأداء مهام مثل وضع الطوب، وتركيب البلاط، وتثبيت ألواح الجبس. فهي تحسن الإنتاجية والكفاءة في مواقع البناء.

• الترفيه

  يستخدم التحكم في الروبوتات في صناعة الترفيه لإنشاء تأثيرات مسرحية مذهلة. في حفلات الموسيقى، على سبيل المثال، يمكّن التحكم في الروبوتات من التحكم الدقيق في الإضاءة والصوت. كما يساعد في نقل الدعائم المسرحية، مما يحقق انتقالات مشهدية سلسة. بالإضافة إلى ذلك، يتحكم التحكم في الروبوتات في العرائس والشخصيات المتحركة في المسارح وبرامج التلفزيون.

كيفية اختيار التحكم في الروبوتات

• روبوتات الإنقاذ:

  تُعد أنظمة التحكم في الروبوتات التي يمكن أن توفر المساعدة في حالات الطوارئ اعتبارًا مهمًا لسلامة الجمهور. نتيجة لذلك، تُعد عوامل مثل المرونة، والقدرة على الإدراك، ومهارات التواصل ضرورية لتمكين هذه الروبوتات من التكيف مع المواقف غير المتوقعة والاستجابة بفعالية للبيئات الواقعية المتنوعة. علاوة على ذلك، فإن قدرتها على التعرف على الإجراءات البشرية والإشارات البيئية وفهمها، بالإضافة إلى قدرتها على التواصل والتعاون مع الروبوتات الأخرى وشخصيات الطوارئ أمر بالغ الأهمية لنجاح عمليات الإنقاذ.

• الروبوتات الصناعية:

  يلعب التحكم في الروبوتات الصناعية دورًا محوريًا في إنتاج الآلات. عند النظر في اختيار وحدات التحكم في الروبوتات الصناعية، يجب مراعاة جوانب مهمة مثل المتانة، والدقة، والتوافق. تضمن المتانة الأداء الموثوق به في البيئات الصناعية القاسية، بينما تمكّن الدقة من التحكم الدقيق في المهام المعقدة، بينما يسمح التوافق بالتكامل السلس مع الآلات وأنظمة الأتمتة الحالية، مما يحسن كفاءة الإنتاج.

• روبوتات المستهلك:

  تُعد عوامل مثل سهولة الاستخدام، والتكيف، والاتصال اعتبارات مهمة لاختيار وحدات التحكم في الروبوتات المستهلكة. هذه العوامل ضرورية لتمكين المستهلكين من التفاعل مع الروبوتات والتحكم فيها بسهولة. بالإضافة إلى ذلك، فإنها تسمح للروبوتات بالتكيف مع المهام والبيئات المختلفة، وتسهل التواصل والتكامل مع الأجهزة والأنظمة الذكية الأخرى، مما يعزز الوظائف الإجمالية وتجربة المستخدم لروبوتات المستهلك.

أسئلة وأجوبة حول التحكم في الروبوتات

س1: ما هو نظام التحكم في الروبوتات؟

ج1: يشير نظام التحكم في الروبوتات إلى الآليات والأطر المسؤولة عن تنظيم سلوك الأنظمة الروبوتية وحركتها وأفعالها. يشمل ذلك الخوارزميات، والمستشعرات، والمشغلات، وحلقات التغذية الراجعة التي تمكّن الروبوتات من إدراك بيئتها، واتخاذ القرارات، وتنفيذ الإجراءات بدقة واستقلالية.

س2: ما هي المكونات الرئيسية الثلاثة للروبوت؟

ج2: المكونات الرئيسية الثلاثة للروبوت هي الجسم ونظام التحكم والمستشعرات. يشبه هيكل الجسم الهيكل العظمي والعضلات البشرية، مما يسمح له بالتحرك والتفاعل مع بيئته. يشبه نظام التحكم في الروبوت دماغًا وهو مسؤول عن اتخاذ القرار وإدارة أفعال الروبوت. أخيرًا، تعمل المستشعرات مثل عين الإنسان وأذنيه، وتجمع معلومات حول محيط الروبوت وتوفر بيانات لنظام التحكم لمعالجتها والاستجابة لها.

س3: ما هي المكونات الأربعة لنظام روبوتي؟

ج3: يتكون النظام الروبوتي من أربعة مكونات رئيسية: ذراع الروبوت ونظام الاستشعار ونظام التحكم والمشغلات النهائية. تعمل ذراع الروبوت كملحق متلاعب بالروبوت، يشبه ذراع الإنسان. يوفر نظام الاستشعار للروبوت قدرات إدراكية، مما يسمح له بجمع البيانات من محيطه. نظام التحكم مسؤول عن معالجة البيانات من المستشعرات وإصدار الأوامر للتحكم في أفعال الروبوت. أخيرًا، المشغلات النهائية هي أدوات أو أجهزة متخصصة، مثل الكماشة أو الأيدي، التي تسمح للروبوت بالتفاعل مع الأشياء وأداء المهام.

س4: ما هو الغرض من الروبوتات في الصناعة؟

ج4: تخدم الروبوتات العديد من الأغراض المحورية عبر مختلف الصناعات. أولاً، تُحسّن الكفاءة من خلال أتمتة المهام المتكررة التي تتطلب عادةً عملًا يدويًا. ثانيًا، تُحسّن الروبوتات الدقة والاتساق، مما يقلل من الأخطاء ويضمن التوحيد، خاصة في عمليات التصنيع. بالإضافة إلى ذلك، تتمتع الروبوتات بالقدرة على العمل في بيئات خطرة، مما يحمي العمال من المخاطر المحتملة. يؤدي دمج الروبوتات في سير العمل الصناعي في النهاية إلى زيادة الإنتاجية وتبسيط العمليات.