رباتیک یکی از پیشرفتهترین و بینرشتهایترین حوزههای فناوری است که به سرعت در حال تحول بخشهای مختلف زندگی بشر است. این رشته ترکیبی از مهندسی مکانیک، الکترونیک، علوم کامپیوتر و هوش مصنوعی است که هدف آن طراحی، ساخت و بهکارگیری رباتها برای انجام وظایف گوناگون است. در این مقاله، به بررسی کاربردهای متنوع رباتیک در صنایع مختلف، زندگی روزمره و آینده این فناوری میپردازیم.
رباتیک به عنوان یک رشته دانشگاهی، ترکیبی از مهندسی برق (الکترونیک و کنترل)، مهندسی مکانیک (طراحی جامدات) و مهندسی کامپیوتر (سختافزار) است که هدف آن طراحی و ساخت رباتهای صنعتی و هوشمند میباشد . تاریخچه رباتیک به دهه 1960 بازمیگردد، زمانی که اولین ربات صنعتی به نام Unimate توسط شرکت جنرال موتورز مورد استفاده قرار گرفت و انقلابی در صنعت خودروسازی ایجاد کرد .
رباتها در صنایع تولیدی به ویژه در خودروسازی، aerospace و الکترونیک نقش حیاتی ایفا میکنند. آنها Aufgabenهایی مانند جوشکاری، رنگپاشی، مونتاژ و بستهبندی را با دقت و سرعت بالا انجام میدهند . رباتهای شش محوره (Six-axis) و رباتهای SCARA از جمله رباتهای متداول در این زمینه هستند .
رباتهای جابجایی مواد، محصولات را با دقت میلیمتری برداشته، مرتب کرده و روی پالتها قرار میدهند. این رباتها در صنایعی مانند غذایی، دارویی و کالاهای مصرفی به طور گسترده استفاده میشوند .
رباتهای مجهز به سیستمهای بینایی ماشین و سنسورهای پیشرفته، قادر به شناسایی نقصها در محصولات و اطمینان از رعایت استانداردهای کیفیت هستند. این رباتها در صنایع الکترونیک و خودروسازی کاربرد فراوانی دارند .
رباتهای رنگپاش با دقت بالا و کاهش اتلاف مواد، سطح محصولات را در صنایع خودروسازی، مبلمان و تجهیزات صنعتی رنگآمیزی میکنند .
در صنایع فلزکاری و پزشکی، رباتها برای پرداخت سطوح، حذف لبهها و براقکاری استفاده میشوند. این رباتها قادر به انجام کارهای یکنواخت با دقت بالا هستند .
سیستمهای رباتیک مانند da Vinci Surgical System به جراحان اجازه میدهند عملهای پیچیده را با دقت بالا و به صورت minimally invasive انجام دهند . این سیستمها زمان بهبودی بیماران را کاهش داده و دقت جراحی را افزایش میدهند.
رباتهای توانبخشی و exoskeletonها به بیماران کمک میکنند تا پس از آسیبهای نخاعی یا سکته، تحرک خود را بازیابند . این دستگاهها حرکتهای کنترلشدهای را ارائه میدهند که به بهبودی بیمار کمک میکند.
رباتها در محیطهای استریل داروسازی برای پر کردن ویالها، بستهبندی و برچسبزنی استفاده میشوند . همچنین، رباتهای مستقل توانایی ضدعفونی کردن محیطهای بیمارستانی و تحویل دارو به بیماران را دارند .
رباتهای متحرک خودکار (AMRs) و سیستمهای automated storage and retrieval (AS/RS) انقلابی در مدیریت انبارها و مراکز توزیع ایجاد کردهاند. این رباتها قادر به جابجایی کالاها، مرتبسازی بستهها و مدیریت موجودی هستند . استفاده از این رباتها سرعت عملیات را افزایش داده و خطاهای انسانی را کاهش میدهد.
رباتها در کشاورزی مدرن برای افزایش بازده محصول و کاهش هزینههای نیروی کار به کار میروند. تراکتورهای خودکار و رباتهای دروگر با استفاده از GPS و سنسورهای پیشرفته، قادر به کاشت، مراقبت و برداشت محصولات هستند . همچنین، پهپادها برای نظارت بر محصولات و کنترل آفات استفاده میشوند .
رباتها در صنایع ساخت و ساز برای Aufgabenهایی مانند آجرچینی، بتنریزی، حفاری و حتی تخریب به کار میروند. این رباتها با یکپارچهسازی با سیستمهای Building Information Modeling (BIM)، دقت و ایمنی را در سایتهای ساخت و ساز افزایش میدهند .
رباتهای انساننما مانند Pepper و NAO طراحی شدهاند تا با انسانها تعامل داشته باشند. این رباتها در محیطهای آموزشی، مراقبت از سالمندان و خدمات مشتریان به کار میروند . به عنوان مثال، ربات Pepper میتواند در کلاسهای درس به کودکان آموزش دهد یا با سالمندان گفتگو کند .
رباتهای امنیتی مانند آنچه توسط Knightscope توسعه داده شدهاند، قادر به گشتزنی در محیطها و ارائه اطلاعات بلادرنگ برای پیشگیری از جرائم هستند .
در بخش نظامی، رباتها برای Aufgabenهایی مانند نظارت، شناسایی و خنثی سازی بمب استفاده میشوند. به عنوان مثال، ربات MAARS (Modular Advanced Armed Robotic System) قادر به حمل تسلیحات و انجام ماموریتهای خطرناک است .
رباتها در اکتشافات فضایی، مانند مریخنوردهای ناسا، نقش حیاتی ایفا میکنند . در اعماق دریاها نیز، رباتهای زیرآبی (ROVs و AUVs) برای بررسی خطوط لوله، انجام تحقیقات علمی و کمک به ماموریتهای جستجو و نجات استفاده میشوند .
رباتها به تدریج وارد خانهها شده و Aufgabenهایی مانند نظافت، پخت و پز و مراقبت از سالمندان را بر عهده میگیرند. به عنوان مثال، ربات Astro شرکت آمازون قادر به جابجایی اجسام در خانه، برقراری تماس تصویری و حتی نگهبانی از خانه است . همچنین، رباتهای آشپز مانند Moley Robotics میتوانند با استفاده از صدها دستورالعمل، غذاهای متنوعی تهیه کنند .
آینده رباتیک با تحولات بزرگی همراه خواهد بود. پیشبینی میشود تا سال 2050، رباتهای انساننما بتوانند در تیمهای فوتبال مقابل انسانها بازی کنند . همچنین، توسعه رباتهای مراقبت کننده از سالمندان، پرستاران رباتیک و رباتهای خدماترسان در خانهها از جمله جهشهای آینده این فناوری خواهد بود .
رشته مهندسی رباتیک در ایران نسبتاً جدید است و در دانشگاههایی مانند صنعتی شاهرود، همدان و برخی واحدهای دانشگاه آزاد تدریس میشود 1. متأسفانه، ایران هنوز در مرحله واردات رباتها قرار دارد و شرکتهای داخلی عمدتاً به واردات و تعمیر رباتها مشغول هستند 7. با این حال، برگزاری مسابقات رباتیک نقش مهمی در علاقهمند کردن دانشجویان به این حوزه ایفا کرده است .
رباتیک به عنوان یک فناوری تحولآفرین، کاربردهای گستردهای در صنایع مختلف، پزشکی، کشاورزی، لجستیک و زندگی روزمره پیدا کرده است. با پیشرفت هوش مصنوعی و یادگیری ماشین، انتظار میرود رباتها هوشمندتر و تواناتر شده و نقش پررنگتری در آینده بشریت ایفا کنند. برای ایران، سرمایهگذاری در آموزش و توسعه این فناوری میتواند فرصتهای بزرگی برای رشد اقتصادی و فناورانه ایجاد کند.
