معایب ربات ها

1. ربات ها در موقعیت های اضطراری توانایی پاسخگویی مناسب ندارند که این مطلب می تواند بسیار خطرناک باشد.
2. ربات ها هزینه بر هستند.
3. قابلیت های محدود دارند یعنی فقط کاری که برای آن ساخته شده اند را انجام می دهند.

برای مثال امروزه برای بررسی وضعیت داخلی رآکتورها از ربات استفاده می شود تا تشعشعات رادیواکتیو به انسان ها صدمه نزند.

مزایای رباتیک

مزایا کاملاً آشکار است. معمولاً یک ربات می‌تواند کارهایی که ما انسان‌ها می‌خواهیم انجام دهیم را ارزان‌تر انجام‌ دهد. علاوه بر این ربات‌ها می‌توانند کارهای خطرناک مانند نظارت بر تأسیسات انرژی هسته‌ای یا کاوش یک آتش‌فشان را انجام دهند. ربات‌ها می‌توانند کارها را دقیقتر از انسان‌ها انجام دهند و روند پیشرفت در علم پزشکی و سایر علوم کاربردی را سرعت ‌بخشند. ربات‌ها به ویژه در امور تکراری و خسته کننده مانند ساختن صفحه مدار، ریختن چسب روی قطعات یدکی و… سودمند هستند.

انواع ربات ها

ربات های امروزی که شامل قطعات الکترونیکی و مکانیکی هستند در ابتدا به صورت بازوهای مکانیکی برای جابجایی قطعات و یا کارهای ساده و تکراری که موجب خستگی و عدم تمرکز کارگر و افت بازده میشد بوجود آمدند. اینگونه رباتها جابجاگر (manipulator) نام دارند. جابجاگرها معمولا در نقطه ثابت و در فضای کاملا کنترل شده در کارخانه نصب میشوند و به غیر از وظیفه ای که به خاطر آن طراحی شده اند قادر به انجام کار دیگری نیستند. این وظیفه میتواند در حد بسته بندی تولیدات، کنترل کیفیت و جدا کردن تولیدات بی کیفیت، و یا کارهای پیچیده تری همچون جوشکاری و رنگزنی با دقت بالا باشد.
نوع دیگر ربات ها که امروزه مورد توجه بیشتری است ربات های متحرک هستند که مانند ربات های جابجا کننده در محیط ثابت و شرایط کنترل شده کار نمی کنند. بلکه همانند موجودات زنده در دنیای واقعی و با شرایط واقعی زندگی میکنند و سیر اتفاقاتی که ربات باید با آنها روبرو شود از قبل مشخص نیست. در این نوع ربات هاست که تکنیک های هوش مصنوعی می بایست در کنترلر ربات (مغز ربات) به کار گرفته شود.

دسته‌بندی ربات‌ها

ربات‌ها در سطوح مختلف دارای دو خاصیت تنوع در عملکرد و قابلیت تطبطق خودکار با محیط" (automated adapting) می‌باشند. بر اساس این دو خاصطت دسته‌بندی ربات‌ها انجام می‌گیرد.

دسته‌بندی اتحادطه ربات‌های ژاپنی (jira) به شرح زیر است

1. وسیله‌ای که توسط دست کنترل می‌شود.
2. ربات برای کارهای متوالی بدون تغییر
3. ربات برای کار‌های متوالی متغیر
4. ربات مقلد
5. ربات کنترل
6. ربات باهوش

که در دسته‌بندی موسسه رباتیک آمریکا (RIA)، فقط ماشین‌های دسته 3 تا 6، ربات محسوب می‌شوند.
ربات های متحرک به دسته های زیر تقسیم بندی می شوند:

1. ربات های چرخ داربا انواع چرخ عادی و یا شنی تانک و با پیکربندی های مختلف یک، دو یا چند قسمتی
2. ربات های پادار مثل سگ اسباب بازی AIBO ساخت سونی که در شکل بالا نشان داده شد یا ربات ASIMO ساخت شرکت هوندا
3. ربات های پرنده
4. ربات های چند گانه (هایبرید) که ترکیبی از ربات های بالا یا ترکیب با جابجاگرها هستند.

روبات همکار

ربات های همکار روباتایی هستند که با کمک هم یک کارو انجام می دهند و کارهای آنها بهم مربوط است و از هم مستقل نیست. در این مجموعه دو روبات چشم هست (چپ و راست)، و یک روبات دست (وسط). کارآن ها این است که: چشک ها محیط رو می بینند و اطلاعات مربوط رو به کامپیوتر می فرستند. کامپیوتر با image processing محیط را آنالیز می کند و اگر در آن جسم قرمزی ببیند، ان را پیدا می کند. یعنی اینکه این سیستم به اشیای قرمز رنگ حساس است (که البته می تواند به رنگ های دیگر باشد) بعد با استفاده از روابط هندسی با توجه به زاویه دید دوربین ها مکان جسم رادر فضا پیدا می شود و اگه در محدوده روبات دست باشد، این روبات 3 درجه آزادی به حرکت درمی آید و جسم رو در فضا می گیرد.

نانوبات‌ها

اگر چه در حال حاضر کارایی‌های انسان و روبات با هم قابل مقایسه نیستند، اما ری کورزویل در مورد آینده عقیده دیگری دارد. او که نویسنده و متخصص رشته کامپیوتر است در یکی از نوشته‌های خود با صراحت اظهار امیدواری کرده است تا سال 2029 انسان با توجه به روند شناخت و ساخت هوش مصنوعی میتواند روباتی را بسازد که در هوش و تصمیم گیری با انسان برابر باشد. کورزویل معتقد است در سالهای 2030 انسان خواهد توانست نانوبات Nanobots یا روباتهای بسیار کوچک را جهت افزایش شعور به مغز خود بفرستد. این نانو روباتها به اندازه سلولهای خون هسنتد و از طریق جریان خون در رگها به مغز انتقال خواهند یافت.
کورزویل در مقابل کمیته علوم کنگره آمریکا اعتراف کرده است در حال حاضر انسان از چنین تکنولوژی برخوردار است و آن را بر روی تعدادی حیوان نیز آزمایش کرده است. او در ادامه شهادت خود در کنگره آمریکا اضافه کرده است دانشمندان توانسته‌اند با انتقال 7 ننو روبات به بدن موش آزمایشگاهی دیابت او را علاج کرده و انسولین را از منفذهای پوست خارج کنند. آخرین کتاب کورزویل "شگفتی در راه است، برتری انسان بر بیولوژی" نیز بر اساس پیش بینی‌های علمی او نوشته شده است. او در این کتاب می نویسد در 25 سال آینده ننوبات‌ها در خون جاری در رگ ها هر نوع بیماری را با نابود کردن عوامل بیماری زا از بین برده و پس از خارج کردن آثار باقیمانده مرض همزمان به مرمت اشتباهات موجود در دی ان ای و ساختار بیولوژیکی انسانی خواهد پرداخت. کورزویل در بخش اقتصادی ورود روبات به خانه‌ها اعتقاد دارد در فاصله سالهای 2020 تا 2030 هر کس با کمک روبات و ننوتکنولوژی و تولید کننده‌های مولکول، در خانه خود قادر خواهد بود هر نوع محصول غیر ارگانیک را تهیه کند.

انواع ربات ها و کاربرد آن ها

 ربات ها با توجه به نوع و مدل آن ها مورد استفاده قرار می گیرد 

ربات آدم نمای اعلام خطر: (Humannoid Danger Alarm Robot)

این ربات یک آدم نمای ابتکاری است که به منظور اعلام خطر در جاده ها و جایگاه های خطر برای وسایل یا افراد عبوری جهت کاهش هزینه های نیروی انسانی و خطرات نهفته در این گونه مشاغل و فعالیت ها مورد استفاده قرار می گیرد.

• دارای چشم الکترونیکی حساس به حرکت اجسام، خودروها و انسان با برد 15 متر و قابل استفاده تا مسافت 200 متر جلو تر از دستگاه ربات.
• دارای برد میکروکنترلی قابل برنامه ریزی برای انواع کاربرد ها
• دارای تایمر زمانی قابل تنظیم که بعد از مشاهده جسم متحرک تا دو دقیقه بازوها را به حرکت وا میدارد
• دارای یک بازوی متحرک با حرکت شبیه به دست انسان و دو درجه آزادی
• قابل جدا کردن به دو بخش برای حمل و نقل آسان
• قابل استفاده از برق و باطری
• دارای فلاشر و چراغ خطر جهت کار در شب
• دارای آژیر صوتی جهت اعلام خطر
• دارای قابلیت نصب سیستم حفاظتی

 کاربردها ربات آدم نمای اعلام خطر

• استفاده در جاده ه، اتوبان ها، بزرگراه ها، به منظور اخطاربه خودروها در هنگام نزدیک شدن به محل های در دست تعمیر یا محل هایی که کارگران مشغول به کار هستند. استفاده در خیابان ها و معابری که در دست تعمیر، تغییر یا انجام فعالیت های عمرانی است.
• استفاده در جاده ها به منظور اخطار به خودروها برای کاهش سرعت یا اتخاذ آمادگی بیشتر استفاده در جاده ها، پیچ ها و...به منظور کاهش جرایم رانندگی
• استفاده در مراکزی همانند کارگاه های سد سازی، نصب پل و ساختن مجتمع های تولیدی
• ضریب اطمینان مناسب
• ایمنی  فوق العاده
• کاهش هزینه های پرسنلی
• فرهنگ سازی

استفاده از ربات ها برای تقلید رفتار حیوانات

ربات ها برای تقلید رفتارحیوانات و حشرات بکار گرفته می شوند. به گزارش بخش خبر شبکه فن آوری اطلاعات ایران، از موج، محققین موفق شده اند به کمک ربات بسیار ریزی سوسک ها را کنترل کنند این موضوع می تواند جهت ارتباط با انواع مختلفی از حیوانات در آینده مورد استفاده قرار گیرد. انجمن تکنولوژی اروپا (FET) طراح این برنامه است که رباتی را مجهز به دو موتور، چرخ، باتری های قابل شارژ، چندین پردازنده کامپیوتری، یک دوربین سبک برای دریافت احساسات و بازوهائی مجهز به سنسور ساخته است. وقتی این ربات در یک جای پر از پیچ و خم و پوشانده شده با دیوارها قرار می گیرد، به راحتی حرکت می کند، می چرخد و می ایستد و می تواند راه خود را بدون برخورد با دیوارها و موانع پیدا کند و وقتی در کنار سوسکی قرار می گیرد به سرعت رفتارهای آن را تقلید می کند. این ربات حتی قادر است انواع مختلفی از راه های ارتباطی را اجرا کند و سوسک را طوری گول بزند که آن را به عنوان حشره واقعی بپذیرد.
این گروه سوسک را به عنوان نمونه اولیه آزمایشات خود بکار گرفتند چون رفتارهای آن نسبت به سایر گونه های حشرات مانند مورچه ها بیشتر قابل درک است. این ربات نه تنها رفتار سوسک ها تقلید می کند بلکه در تغییر رفتار سوسک ها نیز بسیار موفق بوده به طوریکه با حرکت این ربات به سمت نور سوسک ها نیز به تبعیت از آن به سمت نور حرکت می کنند و در آن مکان تجمع می کنند. این موضوع نشان می دهد که انسان به زودی قادر خواهد بود رفتارهای حشراتی که به صورت گروهی زندگی می کنند را ماهرانه تقلید کند.

ربات تعقیب خط

نوعی از ربات است که وظیفه اصلی آن تعقیب کردن مسیری به رنگ مثلا سیاه در زمینه‌ای به رنگ متفاوت مشخصی مثلا سفید است. یکی از کاربرد‌های عمده این ربات، حمل ‌و ‌نقل وسایل و کالاهای مختلف در کارخانجات، بیمارستان‌ها، فروشگاه‌ها، کتابخانه‌ها و... می‌باشد. ربات تعقیب خط تا حدی قادر به انجام وظیفه کتاب‌داری کتابخانه‌ها می‌باشد. به این صورت که بعد از دادن کد کتاب، ربات با دنبال کردن مسیری که کد آن را تعیین می‌کند، به محلی که کتاب در آن قرار گرفته می رود و کتاب را برداشته و به نزد ما می‌آورد. مثال دیگر کاربرد این نوع ربات در بیمارستان‌های پیشرفته است، کف بیمارستان‌های پیشرفته خط کشی‌هایی به رنگ‌های مختلف به منظور هدایت ربات‌های پس‌فایندر به محل‌های مختلف

الگوریتم مسیر‌یابی

الگوریتم مسیر‌یابی باید طوری نوشته شود تا ربات بتواند هرگونه مسیری را، با هر اندازه پیچ و خم دنبال کند، به‌ طوری که خطای آن مینیمم باشد. تجربه نشان می‌دهد که بهترین روش برای یافتن و دنبال کردن مسیر، استفاده از 4 سنسور است. البته با استفاده از حداقل 2 سنسور نیز می‌توان ربات مسیریاب ساخت، ولی قضیه دو دوتا 4 تاست! یعنی با کم کردن سنسور ضریب اطمینان ربات نیز کاهش می‌ یابد. (اتفاقا اصلا این قضیه صادق نبود، احتمالا تعبیر هرچقدر پول بدی، متراژ بیشتری پیتزا‌ متری می‌خوری مناسب‌تر باشد!) وظیفه سنسورهای 1 و 2 تشخیص پیچ‌های مسیر و سنسور 3 مقدار چرخش ربات به جهات مختلف را تعیین می‌کند.

ربات هایی که تماس را حس می کنند

به تازگی نمونه ای جدید از یک حساسه ساخته شده که نصب آنها در ربات ها موجب می شود تا این مخلوقات دست بشر سطوح مختلف را در حین تماس حس کنند و بتوانند کارهای ظریفی را که انسانها با دستشان انجام می دهند انجام دهند. این حساسه ها باعث می شود دست یک ربات در تماس با سطوح مختلف همان احساس دست انسان را داشته باشد. از ربات های مجهز به این حساسه ها می توان در جراحی های بسیار دقیق استفاده کرد. حساسه های یاد شده در تماس با سطوح مختلف می درخشند. هنوز مشخص نیست این ربات ها چه زمانی به تولید انبوه می رسند

ربات آبی برای یافتن جعبه سیاه هواپیما

یک ربات آبی برای پیدا کردن جعبه سیاه هواپیمای بویینگ 737 فرانسه که چند روز پیش در نزدیکی شرم الشیخ مصر سقوط کرده و هر 148 مسافر آن کشته شده اند به خدمت گرفته شده است. این ربات که از راه دور قابل کنترل است و از شرکت فرنس تلکام برای این کار اجاره شده است, روز سه شنبه برای بازیابی یکی از جعبه ها که سیگنال قوی از خود ساتع میکرد و احتمالا در عمق 800 متری دریای احمر است به آب انداخته شده است. قبلا نیروی دریایی امریکا یک جعبه سیاه را از عمق 2200 متری خارج کرده اند.

ربات پذیرش

ربات پذیرش که البته هنوز تکمیل نشده رباتیه برای پذیرش مراجعین در یک شرکت یا یک نمایشگاه. فعلا به جای سر ربات یک مونیتور گذاشته شده و یک سر انیمیشنی با مراجعه کننده صحبت میکند. این ربات می تواند ورود مراجعه کننده ها را تشخیص بدهد، به آنها خوش آمد بگوید و اگر کاربر می خواهد جایی را پیدا کند یا سوال دیگه ای دارد به آن ها جواب بدهد. یک صفحه کلید هم گذاشتن که مراجعه کننده سوالش را تایپ کند. در آینده این ربات قرار است بسته های پستی را تحویل بگیرد و رسید بدهد به پستچی. به مراجعه کننده نوشیدنی تعارف کند و یک ربات آبدارچی نوشیدنی برای آن ها بیاورد و حتی با استفاده از سرورهای پردازش کننده صحبت به تلفن ها هم جواب بدهد. دانشگاه CMU هم اکنون در حال ساخت این ربات است.

مکاترونیک

ترکیبی از علم مهندسی مکانیک و مهندسی کنترل سیستم می‌باشد. در حقیقت توسط این علم می‌توان سیستم های مکانیکی را به صورت هوشمند درآورد. نهایت علم مکاترونیک را می‌توان در ربات ها مشاهده کرد. سیستمهای ترمز ABS در اتومبیل، دستگاه های CNC و کلیه سیستمهای اتوماسیون را می‌توان از نمونه‌های بارز این علم دانست. مکاترونیک چنانکه از نامش بر می آید ترکیبی از سه علم مکانیک، الکترونیک و کامپیوتر است. این علم تازه و جوان کاربردهای بسیاری در صنعت پیدا کرده و از جمله زمینه های علمی جدید و گسترده در پیش روی بشر است. اهمیت آن از آن جهت است که این علم ابزار کنترل در کلیه زمینه های صنعتی و نظامی می باشد. چگونگی استفاده از سنسورها و کنترل اجزای مکانیکی توسط مدارهای الکترونیکی و کامپیوتر در این علم ورد بحث و بررسی قرار می گیرد.

مکاترونیک مسلما علم جدیدی نیست. مکاترونیک شامل چهار علم مهندسی، مکانیک، الکترونیک، کامپیوتر (نرم افزار) و کنترل است. البته گاهی, کنترل را بخشی بدیهی از سه قسمت دیگر فرض میکنند. با تعریفی که ارائه شد، میتوان به راحتی مقوله هایی همانند رباتیک, اتوماسیون صنعتی, الکترومکانیک و غیرهرا در حوزه مکاترونیک جای داد. همانطور که ملاحظه میشود احاطه به این علم به معنای احاطه به چهار علم مهندسی است لذا با سالها تحقیق و مطالعه نیز به سختی میتوان ادعای احاطه به این علم را داشت.

مطالعه این علم عموما در دو راستا دنبال می شود

1. بدلیل اینکه در پروژه های بزرگ، متخصصان مکاترونیک عموما به عنوان واسطی میان چند تیم تخصصی که هریک در یکی از قسمت چهار مقوله مکاترونیک کارشناس می باشند، عمل می کنند، گاهی در بررسی این علم جنبه آشنایی فرد با چهار بخش مهندسی مکاترونیک، بدیهی فرض شده و از دید مدیریت پروژه های مکاترونیکی بحث دنبال می شود. به عنوان مثال با تقسیم بندی های شناختی، مانند طرح ماژول های مکاترونیکی و بررسی نحوه ارتباط آنها با هم، سعی در یافتن بهترین راه حل صرف می گردد.
2. در این مقوله بیشتر به فراگیری قسمت های مهم علوم طرح شده پرداخته میشود و با ارائه اطلاعات اصلی و پایه, دانشجو این امکان را می یابد تا با برخورد به موارد تخصصی تر، تحقیق و مطالعه را در آن مقوله ادامه دهد. بدین ترتیب یک مهندس مکاترونیک باید با توجه به نیاز اجتماع و صنعت، مطالعه و تحقیق را بی وقفه ادامه دهد. بعنوان مثال خیل تولیدات میکروالکترونیکی و پکیج های میکروپروسسوری، سنسورهای گوناگون که روز به روز متحول شده و انواع جدید تری از آن ها، مانند محصولات شرکت ATMEL، به بازار ارائه می شود، امکان فراگیری آکادمیک را محدود نموده است و فراگیری طرز کار و طراحی با آنها نیاز به تحقیق فردی و مستمر فرد دارد.

تعاریف بسیاری برای مکاترونیک ارائه شده است. ایده اصلی این علم، کاربرد تلفیقی مؤثر از مکانیک، الکترنیک و تکنولوژی کامپیوتر برای تولید محصولات یا سیستم های پیشرفته است. از این رو مکاترونیک زیرمجموعه علم سایبرنتیک به شمار می رود.