دانلود مقاله علم رباتیک

هدف این مقاله بررسی علم رباتیک و آشنایی با دانش و فناوری وابسته به ابزارهای مکانیکی کنترل شونده به وسیله رایانه می‌باشد چون بعضی ها بدین باورند که ربات ها حتماً ماشین های سیار انسان نما هستند که تقریباً قابلیت انجام هر کاری را دارند.
انتظار می رود مطالب این مقاله برای خواننده ای که آشنایی مقدماتی با ربوتیک و یا اصلاً آشنایی ندارد به سادگی قابل فهم باشد.
به منظور آشنایی خوانده به ربوکاپ نیز مطالبی در این مورد در پایان بیان نموده ایم.
رباتیک دانش وابسته به ابزارهای مکانیکی کنتزل شونده به وسیله رایانه می‌باشد.

در اینجا ما شما را با انواع ربات ها از قبیل ساده و پیچیده و ربات هایی که دارای حس‌گر هستند آشنا می کنیم و خواهیم گفت که ربات ها توسط ریزپردازشگرها و ریزکنترل گرها کنترل می شوند.

همچنین ویژگی های یک روبات را مطالعه می کنیم.
حرکت در ربات ها مسئله قابل توجهی است و ربات ها را می توان مکرراً برنامه ریزی کرد و چند کاره می باشند و کارآمد و مناسب برای محیط اند.

در آخر شما را با تاریخچه Robocup آشنا خواهیم نمود.
روباتیک:
روباتیک (یا روبوتیک) دانش و فناوری وابسته به ابزارهای مکانیکی کنترل شونده به وسیله رایانه می‌باشد.

برای نمونه ماشین های خودکار روباتیک عموماً در خطوط مونتاژ خودروها مشاهده می گردند.
بر خلاف تصور افسانه ای عمومی از رباتها به عنوان ماشینهای سیار انسان نما که تقریباً قابلیت انجام هر کاری را دارند، بیشتر دستگاههای روباتیک در مکانهای ثابتی در کارخانه ها بسته شده اند و در فرایند ساخت با کمک کامپیوتر، اعمال قابلیت انعطاف، ولی محدودی را انجام می دهند چنین دستگاهی حداقل شامل یک کامپیوتر برای نظارت بر اعمال و عملکردها و اسباب انجام دهنده عمل مورد نظر، می‌باشد.

علاوه بر این، ممکن است حسگرها و تجهیزات جانبی یا ابزاری را که فرمان داشته باشد بعضی از رباتها، ماشینهای مکانیکی نسبتاً ساده ای هستند که کارهای اختصاصی مانند جوشکاری یا رنگ افشانی را انجام می دهند، که سایر سیستم های پیچیده تر که به طور همزمان چند کار انجام می دهند، از دستگاههای حسی، برای جمع آوری اطلاعات مورد نیاز برای کنترل کارشان نیاز دارند.

حسگرهای یک ربات ممکن است بازخورد حسی ارائه دهند، طوریکه بتوانند اجسام را برداشته و بدون آسیب زدن، در جای مناسب قرار دهند.

ربات دیگری ممکن است دارای نوعی دید باشد، که عیوب کالاهای ساخته شده را تشخیص دهد.

بعضی از رباتهای مورد استفاده در ساخت مدارهای الکترونیکی، پس از مکان یابی دیداری علامتهای تثبیت مکان بر روی برد، می توانند اجزا بسیار کوچکی را در جای مناسب قرار دهند.

ساده ترین شکل رباتهای سیار، برای رساندن نامه در ساختمانهای اداری یا جمع آوری و رساندن قطعات در ساخت، روباتها همانند کامپیوترها قابلیت برنامه ریزی دارند.

بسته به نوع برنامه ای که شما به آنها می‌دهید.

کارها و حرکات مختلفی را انجام می دهند.

رشته دانشگاهی نیز تحت عنوان روباتیک وجود دارد که به مسایلی از قبیل 1-حسگرها 2-مدارات 3-بازخوردها 4-پردازش اطلاعات 5-بسط و توسعه روباتها می پردازد.

روباتها انواع مختلفی دارند از قبیل روباتهای شمشیرباز، دنبال کننده خط، کشتی گیر، فوتبالیست و روباتهای خیلی ریز تحت عنوان ریز روباتها، روباتهای پرنده و غیره نیز وجود دارند.

روباتها برای انجام کارهای سخت و دشواری که بعضی مواقع انسانها از انجام آنها عاجز یا انجام آنها برای انسان خطرناک هستند.

مثل روباتهایی که در نیروگاه های هسته ای وجود دارند استفاده می شوند.
کاری که روباتها انجام می دهند، توسط ریزپردازشگرها و ریزکنترل گرها کنترل می‌شود.

با تسلط در برنامه نویسی این دو می توانید دقیقاً همان کاری را که انتظار دارید روبات انجام دهد.

روباتهایی انسان نما نیز ساخته شده اند.

آنها قادرند اعمالی شبیه انسان را انجام دهند.

حتی بعضی از آنها همانند انسان دارای احساسات نیز هستند.

بعضی از آنها شکلهای خیلی ساده ای دارند.

آنها دارای چرخ یا بازویی هستند که تسط ریزپردازشگرها و ریزکنترل گرها کنترل می شوند.

در واقع ریزکنترل گر و ریز پردازنده به مانند مغز انسان در روبات کار می‌کند.

برخی از روباتها مانند انسانها و جانوران خون گرم در برخورد و رویارویی با حوادث مختلف به صورت هوشمند از خود واکنش نشان می دهند.

یک نمونه از این روباتها روبات مامور است.
برخی روباتها نیز یکسری کارها را به صورت تکراری با سرعت و دقت بالا انجام می‌دهند مثل روبات هایی که در کارخانه های خودروسازی استفاده می شوند.

این گونه روبات کارهایی از قبیل جوش دادن بدنه ماشین، رنگ کردن ماشین را با دقتی بالاتر از انسان بدون خستگی و وقفه انجام می دهند.
ویژگیهای یک روبات
یک روبات دارای سه مشخصه زیر است.
1)دارای حرکت و پویایی است.
2)قابلیت برنامه ریزی جهت انجام کارهای مختلف را دارد.
3)بعد از اینکه برنامه ریزی شد قابلیت انجام وظایفش را به صورت خودکار دارد.
ممکن است روزی فرا برسد که روباتها جای انسانها را در انجام کارها بگیرند.

حتی بعضی از آنها ممکن است به صورت محافظ شخصی از جان انسانها در مقابل خطرات احتمالی حفاظت کنند.
ممکن است روزی فرا برسد که روباتها جای انسانها را در انجام کارها بگیرند.

حتی بعضی از آنها ممکن است به صورت محافظ شخصی از جان انسانها در مقابل خطرات احتمالی حفاظت کنند.

اندام شناسی روبات های انسان نما در سال 1950 دانشمندان تصمیم گرفتند شکلی از رباتهای دو پا را درست کنند که از لحاظ فیزیکی شبیه انسان باشند.

این گونه روباتها متشکل از دو بازو و دو پا هستند.

که دستها و پاها به صورت متقارن و شبیه بدن انسان در سمت راست و چپ ربات قرار گرفته اند.

برای انجام چنین کاری آنها می بایست در ابتدا آناتومی بدن خود را می‌شناختند.

آنها معتقد بودند که انسانها طی میلیونها سال تکامل یافته اند.

تا اینکه امروزه قادرند انواع مختلفی از کارها را انجام دهند.

اگر از مردم راجع به روباتهای شبیه انسان سؤال کنید، آنها در اولین وهله به یاد فیلم پلیس آهنی می افتند.

حرکت در ربات: حشرات به دلیل داشتن پاهای بیشتر می توانند تعادل خود را در حرکت حفظ کنند.

بهمین دلیل رباتهای شبیه حشرات بیشتر از روباتهایی شبیه سک و گربه ساخته شده‌اند.

ربات ربات یا روبوت وسیله ای مکانیکی جهت انجام وظایف مختلف است.

یک ماشین که می‌تواند برای عمل به دستورات مختلف برنامه ریزی گردد و یا یک سری اعمال ویژه انجام دهد.

مخصوصاً آن دسته از کارها که فراتر از حد توانایی های طبیعی بشر باشند.

این ماشینهای مکانیکی برای بهتر به انجام رساندن اعمالی از قبیل احساس کردن درک نمودن و جابجایی اشیا یا اعمال تکراری شبیه جوشکاری تولید می شوند.

روبات یک ماشین الکترومکانیکی هوشمند است با خصوصیات زیر: 1-می توان آن را مکرراً برنامه ریزی کرد.

2-چند کاره است.

3-کارآمد و مناسب برای محیط است.

ریشه واژه ربات لغت ربات در اکثر زبان های دنیا با همین تلفظ دارای معنای واحدی می‌باشد.

این لغت اولین بار در خلال سال های 1920 تا 1930 در نمایشنامه ای با نام (“RUR (Rossmuse Uiversal Robot نوشته «کارل کاپک» نویسنده چک اسلواکی به کار برده شد.

در این نمایشنامه بازیگران نقش موجوداتی مصنوعی و کوچک شبیه انسان را بازی می کردند، که به طور مطلق تحت فرمان صاحب خود قرار داشته و دستوراتش را مو به مو اجرا می کردند.

این موجودات ربات نامیده می شدند که ریشه آن از لغت اسلاو به معنای «کارگر اجباری» است.

قوانین ربوتیک در سال 1940، ssac Assimov سه قانون رباتیک را به شرح زیر تبیین کرد: 1-یک ربات موجودی است که نباید به انسان آزار برساند و اجازه ندهد به چیزی ضرر برسد.

2-باید از انسان اطاعت کند، مگر این که با قانون اول مغایرت داشته باشد.

3-باید خودش را در برابر خطر و ضرر محافظت نماید، مگر این که با قانون اول و دوم مغایرت داشته باشد.

دسته بندی ربات ها ربات ها در سطوح مختف دارای دو خاصیت «تنوع در عملکرد» و «قابلیت تطبیق خودکار با محیط (automated adaptin) می باشند.

بر اساس این دو خاصیت دسته بندی ربات ها انجام می گیرد.

دسته بندی اتحادیه ربات های ژاپنی (Jira) به شرح زیر است: 1-وسیله ای که توسط دست کنترل می شود.

2-ربات برای کارهای متوالی بدون تغییر 3-ربات برای کارهای متوالی متغیر 4-ربات مقلد 5-ربات کنترل 6-ربات باهوش که در دسته بندی مؤسسه رباتیک آمریکا (RIA)، فقط ماشین های دسته 3 تا 6، ربات محسوب می شوند.

ساختار عمومی یک ربات یک ربات به طور معمول حداقل شامل 5 بخش متفاوت ولی مرتبط می‌باشد: 1)(Articulated mechanical system):AMS سیستم مکانیکی مفصل شده: این سیستم متشکل از بازوها، کچ ها، اتصالات و عوامل نهایی مکانیکی بوده که در یک مجموعه به هم پیوسته و مرتبط جمع شده اند.

2)Actuators تحریک کننده ها: این بخش توان لازم را تحت یک سری شرایط کنترل شده و دقیق، برای سیستم مکانیکی مفصل شده (AMS) فراهم می‌کند.

این توان از انواع 1-الکتریکی 2-هیدرولیکی و یا 3-پنوماتیکی می‌باشد.

3-Transmission system ابزارها و سیستم های انتقال: این مجموعه Actuators را به AMS اتصال می‌دهد.

بدین طریق توان فراهم شده توسط تحریک کننده ها به بخض مکانیکی منتقل شده و به گونه ای مجزا امکان حرکت را برای هر مفصل فراهم می آورد.

تسمه های دنده دار و چرخ دنده ها از این نوعند.

Sensors حسگرها: سنسورها قطعاتی هستند متشکل از ابزارهای لامسه ای الکتریکی یا نوری که در کنار سایر عناصر الکترونیکی ایفای نقش می کنند.

وظیفه این المان ها کسب اطلاعاتی از موقعیت مفاصل ربات و شرایط محیطی مانند نور و گرما و هدف های موجود در محیط می‌باشد.

CPU مغز ربات: این بخش به عنوان محلی برای دستور گرفتن و تصمیم گیری ربات بر عهده این بخش است که این وظیفه توسط برنامه های موجود در حافظه کامپیوتر به انجام می رسد.

بخش نرم افزار هم مربوط به این قسمت است.

برنامه نویسی در ربات برنامه نویسی در ربات به دو صورت Online و Offline انجام می شود.

برنامه نویسی Online که امروزه به عنوان معمول ترین روش در به کارگیری ربات های صنعتی استفاده می شود.

اپراتور حرکت های مورد نظر را به ربات آموزش می دهد، به گونه ای که ربات بعداً می تواند بدون کمک و به طور خودکار همان کارها را تکرار کند.

این نوع از برنامه نویسی به دو صورت انجام می شود: 1-آموزش دستی 2-آموزش از طدیق هدایت.

در روش هدایت، با کمک یک جعبه کنترلی، ربات را به نقاط مورد نظر هدایت کرده و مختصات آن ها در حافظه کامپیوتری ربات ثبت می شود و به این ترتیب برای دفعات بسیار قابل تکرار است.

در روش دستی، عامل نهایی را با دست در مسیر دلخواه حرکت داده و وضعیت پیوسته هر یک از محورها در حافظه ربات ثبت می شود.

اما در مورد برنامه نویسی offline که به برنامه نویسی سطح بالا موسوم است، این نکته اهمیت دارد که وقتی انجام کارهای پیچیده مورد نظر است و یا سرعت واکنش ربات به وقایع خارجی اهمیت دارد، باید از زبان های «کنترل کننده» ربات ها استفاده کرد در این زبان ها علاوه بر وجود دستورات معمولی از قبیل کنترل حلقه و یا عبارات شرطی، دستوراتی برای حرکت و جا به جایی ربات ها هم در نظر گرفته شده است.

این نوع برنامه نویسی امکان ارتباط آسان تر با ربات را فراهم می آورد.

تقسیم بندی تاریخی ربات ها ربات های برنامه ناپذیر یا ربات های نسل صفر ربات های برنامه پذیر یا ربات های نسل اول: این نوع ربات ها دارای محرک های قابل کنترل اند که توان تکرار یک برنامه را به این ترتیب دارا هستند.

از این ربات‌ها در کاربردهای صنعتی مانند خطوط مونتاژ ساده استفاده می شود.

ربات های آداپیتور یا ربات های نسل دوم: این ربات ها به سیستم بینایی نیز مجهزند و عملاً با به کارگیری نرم افزارهای خاص که توانایی پردازش دادده های میکروپروسسوری را دارند، نوعی هوش مصنوعی برای ربات فراهم می سازند که قابلیت تصمیم گیری برای آن ها امکان پذیر می شوند.

سنسورها در ربات در اتوماسیون سخت (Hard Automation) که در آن یک ماشین وظیفه مشخص را همان گونه که در صنع مورد نیاز است انجام می دهد، نیازی به هوشمند بودن سیستم نیست.

اما برای رسیدن به اتوماسیون هوشمند (Inteligent Automation) به دو جزء کلیدی نیازمندیم: هوش مصنوعی و سیستم سنسوری به کمک این دو می توان به ربات های صنعتی با کاربردهایی در نقاشی، جوشکاری، حمل و نقل و مونتاژ رسید که قدرت انجام کارهای پیچیده، تشخیص و تفکیک را دارا هستند.

سنسورها اغلب برای درک اطلاعات تماسی، تنشی، مجاورتی، بینایی و صوتی به کار می روند.

عملکرد سنسورهای بدین گونه است که با توجه به تغییرات که نسبت به آن حساس هستند، سطوح ولتاژی ناچیزی را در پاسخ ایجاد می کنند، که با پردازش این سیگنال های الکتریکی می توان اطلاعات دریافتی را تفسیر کرده و برای تصمیم گیری‌های بعدی از آن ها استفاده نمود.

سنسورها را می توان از دیدگاه های مختلف به دسته های متفاوتی تقسیم که در ذیل می آید: a-سنسور محیطی: این سنسورها اطلاعات را از محیط خارج و وضعیت اشیای اطراف ربات، دریافت می نمایند.

b-سنسور بازخورد: این سنسور اطلاعات وضعیت ربات، از جمله موقعیت بازوها، سرعت حرکت و شتاب آن ها و نیروی وارد بر درایورها را دریافت می نمایند.

C-سنسور فعال: این سنسورها هم گیرنده و هم فرستنده دارند و نحوه کار آن ها بدین ترتیب است که سیگنالی توسط سنسور ارسال و سپس دریافت می شود.

d-سنسور غیرفعال: این سنسورها فقط گیرنده دارند و سیگنال ارسال شده از سوی منبعی خارجی را آشکار می کنند، به همین دلیل ارزان تر، ساده تر و دارای کارایی کمتر هستند.

سنسورها از لحاظ فاصله ای که با هدف مورد نظر باید داشته باشند به دو قسمت تقسیم می شوند: 1-سنسور تماسی: این نوع سنسورها در اتصالات مختف محرک ها مخصوصاً در عوامل نهایی یافت می شوند و به دو بخش قابل تفکیک اند.

I سنسورهای تشخیص تماس II سنسورهای نیرو- فشار 2)سنسورهای مجاورتی: این گروه مشابه سنسورهای تماسی هستند، اما در این مورد برای حس کردن لازم نیست حتماً باشی در تماس باشد.

عموماً این سنسورها از نظر ساخت از نوع پیشین دشوارترند ولی سرعت و دقت بالاتری را در اختیار سیستم قرار می دهند.

دو روش عمده در استفاده از سنسورها وجود دارد: I حس کردن استاتیک: در این روش محرک ها ثابت اند و حرکت هایی که صورت می‌گیرد بدون مراجعه لحظه ای به سنسورها صورت می گیرد.

به عنوان مثال در این روش ابتدا موقعیت شئ تشخیص داده می شود و سپس حرکت به سوی آن نقطه صورت می گیرد.

II حس کردن حلقه بسته: در این روش بازوهای ربات در طول حرکت با توجه به اطلاعات سنسورها کنترل می شوند.

اغلب سنسورها در سیستم های بینا این گونه اند.

حال از لحاظ کاربردی با نمونه هایی از انواع سنسورها در ربات آشنا می شویم: 1)سنسورهای بدنه:(Body Sensors) این سنسورها اطلاعاتی را درباره موقعیت و مکانی که ربات در آن قرار دارد فراهم می کنند.

این اطلاعات نیز به کمک تغییر وضعیت هایی که در سوییچ ها حاصل می شود، به دست می آیند.

با دریافت و پردازش اطلاعات به دست آمده ربات می تواند از شیب حرکت خود و این که به کدام سمت در حال حرکت است آگاه شود.

در نهایت هم عکس العملی متناسب با ورودی دریافت شده از خود بروز می‌دهد.

2)سنسور جهت یاب مغناطیسی (Direction magnetic field) Sensor با بهره گیری از خاصیت مغناطیسی زمین و میدان مغناطیسی قوی موجود، قطب نمای الکترونیکی هم ساخته شده است که می تواند اطلاعاتی را درباره جهت‌های معناطیسی فراهم سازد.

این امکانات به یک ربات کمک می‌کند تا بتواند از جهت حرکت خودآگاه شده و برای تداوم حرکت خود در جهتی خاص تصمیم گیری کند.

این سنسورها دارای چهار خروجی می باشند که هر کدام مبین یکی از جهت ها است.

البته با استفاده از یک منطق صحیح نیز می توان شناخت هشت جهت مغناطیسی را امکان‌پذیر ساخت.

3)سنسورهای فشار و تماس:(Touch and pressure sensors) شبیه سازی حس لامسه انسان کاری دشوار به نظر می رسد.

اما سنسورهای ساده ای وجود دارند که برای درک لمس و فشار مورد استفاده قرار می گیرند.

از این سنسورها در جلوگیری از تصادفات و افتادن اتومبیل ها در دست اندازها استفاده می شود.

این سنسورها در دست ها و بازوهای ربات هم به منظورهای مختلفی استفاده می شوند.

مثلاً برای متوقف کردن حرکت ربات در هنگام برخورد عامل نهایی با یک شئ همچنین این سنسورها به ربات ها برای اعمال نیروی کافی برای بلند کردن جسمی از روی زمین و قرار دادن آن در جایی مناسب نیز کمک می‌کند.

با توجه به این توضیحات می توان عملکرد آن ها را به سه دسته زیر تقسیم کرد: 1-رسیدن به هدف 2-جلوگیری از برخورد 3-تشخیص یک شئ 4)سنسورهای گرمایی :(Heat Sensors) یکی از انواع سنسورهای گرمایی ترمینستورها هستند.

این سنسودها المان های مقاومتی پسیوی هستند که مقاومتشان متناسب با دمایشان تغییر می‌کند.

بسته به اینکه در اثر گرما مقاومتشان افزایش یا کاهش می‌یابد، برای آن ها به ترتیب ضریب حرارتی مثبت یا منفی را تعریف می کنند.

نوع دیگری از سنسورهای گرمایی ترموکوپل ها هستند که آن ها نیز در اثر تغییر دمای محیط ولتاژ کوچکی را تولید می کنند.

در استفاده از این سنسورها معمولاً یک سر ترموکوپل را به دمای مرجع وصل کرده و سر دیگر را در نقطه ای که باید دمایش اندازه گیری شود، قرار می دهند.

5)سنسورهای بویایی: (Smell Sensors) تا همین اواخر سنسوری که بتواند مشابه حس بویایی انسان عمل کند، وجود نداشت.

آنچه که موجود بود یکسری سنسورهای حساس برای شناسایی گازها بود که اصولاً هم برای شناسایی گازهای سمی کاربرد داشتند.

ساختمان این سنسورها به این صورت است که یک المان مقاومتی پسیو که از منبع تغذیه ای مجزا، با ولتاژ 5+ ولت تغذیه می شود در کنار یک سنسور قرار دارد که با گرم شدن این المان حساسیت لازم برای پاسخ گویی سنسور به محرک های محیطی فراهم می شود.

برای کالیبره کردن این دستگاه ابتدا مقدار ناچیزی از هر بو یا عطر دلخواه را به سیستم اعمال کرده و پاسخ آن را ثبت می کنند و پس از آن این پاسخ را به عنوان مرجعی برای قیاس در استفاده ای بعدی به کار می برند.

اصولاً در ساختمان این سیستم چند سنسور، به طور همزمان عمل می کنند و سپس پاسخ های دریافتی از آن ها به شبکه عصبی ربات منتقل شده و تحلیل و پردازش لازم روی آن صورت می‌گیرد .

نکته مهم درباره کار این سنسورها در این است که آن ها نمی توانند یک بو یا عطر را به طور مطلق اندازه بگیرند.

بلکه با اندازه گیری اختلاف بین آنها به تشخیص بو می پردازند.

6)سنسورهای موقعیت مفاصل: رایج ترین نوع این سنسورها کدگشاها (Encoders) هستند که هم از قدرت بالای تبادل اطلاعات با کامپیوتر برخوردارند و هم اینکه ساده، دقیق، مورد اعتماد و نویز ناپذیرند.

این دسته انکدرها را به دو دسته می توان تقسیم کرد: 1)انکدرهای مطلق: در این کدگشاها موقعیت به کد باینری یا کد خاکستری BCD(Binary Codded Decible) تبدیل می شود.

این انکدرها به علت سنگینی و گران قیمت بودن و اینکه سیگنال های زیادی را برای ارسال اطلاعات نیاز دارند، کاربرد وسیعی ندارند.

همانطور که می دانیم به کارگیری تعداد زیادی سیگنال درصد خطای کار را افزایش می‌دهد و این اصلاً مطلوب نیست.

پس از این انکدرها فقط در مواردی که مطلق بودن مکان ها برای ما خیلی مهم است و مشکلی هم از لحاظ بار قابل تحمل ربات متوجه ما نباشد، استفاده می شود.

2)انکدرهای افزاینده: این کدگشاها دارای قطار پالس و یک پالس مرجع که برای کالیبره کردن بکار می رود هستند، از روی شمارش قطارهای پالس نسبت به نقطه مرجع به موقعیت مورد نظر دست می یابند.

از روی فرکانس (عرض پالس ها) می توان به سرعت چرخش و از روی محاسبه تغییرات فرکانس در واحد زمان تغییرات عرض پالس به شتاب حرکت دورانی پی برد.

حتی می توان جهت چرخش را نیز فهمید فرض کنید سیگنال های A و B و C سه سیگنالی باشند گه از کدگشا به کنترل کننده ارسال می شود B سیگنالی است که با یک چهارم پریود تأخیر نسبت به A از روی اختلاف فاز بین این دو می توان به جهت چرخش پی برد.

تاریخچه ربوکاپ سال 1997، در تاریخ هوش مصنوعی، به عنوان یک نقطه عطف تاریخی همواره به خاطر خواهد ماند.

در ماه May این سال کامپیوتر Deep Blue شرکت IBM موفق شد که قهرمان شطرنج جهان را شکست دهد و این نتیجه 40 سال تلاش در جامعه پژوهشگران هوش مصنوعی بود.

در چهارم July سال 1997 سفینه Pathfinder توانست برای اولین بار در تاریخ بشر، بر سطح مریخ بنشیند و اولین روبات کاملاً هوشمند ساخت بشر (Sojourner) را با موفقیت بر سطح مریخ پیاده نماید.

همزمان با این موفقیت ها، RoboCup نخستین گامهایش را به سوی ساخت یک تیم فوتبال، متشکل از روباتهای کاملاً هوشمند فوتبالیست که بتواند بر قهرمان جهان پیروز شود، آغاز نمود.

ایده روباتهای فوتبالیست، اولین بار توسط پروفسور الن مک ورث (Alan Mcworth)، استاد دانشگاه British Columbia کشور کانادا در مقاله ای با عنوان “On Seeing Robots “ مطرح گردید.

یک گروه از محقیین ژاپنی نیز بطور مستقل کارگاهی آموزشی در کنار همایش Grand Challenges in Artificial intelligence که در اکتبر 1992 در توکیو برگزار می شد راه اندازی کردند.

این کارگاه در پایان به بحث های جدی پیرامون استفاده از محیط بازی فوتبال برای ارتقا دانش و تکنولوژی منجر شد.

یک مجموعه از تحقیقات انجام شد که از جمله آنها می توان به امکانسنجی تکنولوژیک، امکان سنجی مالی و… اشاره نمود.

به همراه این تحقیقات یک نسخه اولیه از قوانین بازیها و نسخه اولیه شبیه ساز بازی فوتبال آماده گردید.

نتایج این تحقیقات و پروژه ها این بود، که گروه مجریان آنها به این نتیجه رسید که انجام چنین پروژه ای ممکن است.

در سال 1993 یک گروه از محققین به نامهای Minoru Asada، Yasu Kusiyoshi و Hiroaki kitano تصمیم به راه اندازی یک دوره مسابقات ریاتیک گرفتند که موقتاً آن را Robot J league نام نهاده اند J-League نام مسابقات لیگ حرفه ای فوتبال ژاپن است، که در آن سالها به تازگی آغاز شده بود).

در فاصله کمتر از یک ماه، درخواست های متعددی از گروه های تحقیقاتی خارج از ژاپن به گروه برگزار کنندگان رسید که تقاضای حضور در این مسابقات را داشتند و پیشنهاد می کردند که این پروژه به یک پروژه بین المللی تبدیل شود.

و چنین بود که این مسابقات به نام “Robot world cup initiative” و بطور خلاصه “RoboCup” نام گرفت.

همزمان با این بحث ها، محققین زیادی از قبل مشغول فعالیت بر سیستم های هوش مصنوعی و روباتیکی بودند که در محیط فوتبال به تعامل با محیط می پرداختند.

به عنوان نمونه می توان به Itsuki Noda اشاره نمود که در ETL Electri technical lab که یک مؤسسه تحقیقاتی دولتی در ژاپن است در زمینه سیستم های چند هوشمند Multi agent در محیط فوتبال به تحقیقات می پرداخت، و شروع به تهیه و توسعه یک شبیه ساز فوتبال ویژه این کار نموده بود.

همزمان و بطور مستقل، پروفسور Minoru Asada در دانشگاه از اکا (Osaka) و خانم پروفسور Manuela Veloso و دانشجوی او Peter Stone در دانشگاه کارنگی ملون (Carnegie Melon) روی رباتهایی کار می‌کردند که فوتبال بازی می کنند.

این افراد را می توان پیشروان راه Robo Cup نامید و بدون حضور آنها می توان به طور قطع و یقین اعلام نمود که راه Robo Cup آغاز نمی شد.

در ماه سپتامبر 1993 اولین اعلان عمومی انجام گردید و مقررات ویژه ای نیز به صورت پیش نویس آماده شد.

عطف به آنها، بحث ها و مناظره های بسیاری درباره تشکیلات و مباحث فنی برگزاری چنین تورنمنت ویژه ای در کنفرانس ها و کارگاههای متعددی که در این زمینه برگزار شده بود، انجام شد.

از جمله آنها می توان به AAAI-94 و سمپوزیوم GSAI و جلسات مختلف جامعه رباتیک اشاره نمود.

در همین اوضاع و احوال بود که تیم Noda در ETL اولین نسخه شبیه ساز فوتبال را از طریق Web منتشر ساخت Soccer server.

Ver.0 که با زبان LISP تهیه شده بود به همراه Soccer server Ver1.0 که با C++ آماده گردیده بود، در این مجموعه قرار داشت.

اولین نمایش عمومی این شبیه ساز در سال 1995 در همایش IJCAI انجام گرفت.

در همایش IJCAI-65 international joint conference on artificial intelligence که در مونترآل کشور کانادا در ماه آگوست 1995 برگزار شده بود، اعلان عمومی جهت برگزاری اولین دوره کنفرانس و مسابقات جهانی فوتبال روباتها همزمان با IJCAI-97 در شهر ناگویا (Nagoya) انجام شد.

همزمان تصمیم گرفته شد که مسابقاتی تحت عنوان Pre-RoboCup-96 برای شناخت مسایل و مشکلات احتمالی برگزاری Robocup در ابعاد بزرگ، برگزار شود.

با این تصمیم عملاً 2 سال تا برگزاری مسابقات اصلی، زمان بود تا محققین برای ساخت روباتهای خود اقدام نمایند و همچنین زمان کافی برای جمع آوری کمک های مالی برای انجام پروژه بزرگ خود داشته باشد.

Pre-Robocup-96همزمان با کنفرانس بین المللی روباتیک و سیستم های هوشمند (IROS-96)، در تاریخ 4 تا 8 نوامبر سال 1996 در شهر ازاکا (Osaka) با شرکت 8 تیم شرکت کننده در لیگ شبیه سازی و نمایش رباتهای واقعی لیگ رباتهای متوسط (Middle size) برگزار گردید.

با در نظر گرفتن ابعاد محدود آن، این مسابقات را می‌توان اولین اقدام جدی برای ارتقاء تحقیقات و آموزش با استفاده از محیط فوتبال در نظر گرفت.

اولین دوره مسابقات و کنفرانس رسمی Robo Cup در سال 1997 با موفقیت تمام شد.

بیش از 40 تیم شرکت کننده (در هر دو رشته رباتهای واقعی و شبیه سازی)، و بیش از 5000 بازدیدکننده حضور داشتند.

پیش بینی می شد که در RoboCup-98 نزدیک به 100 تیم شرکت کنند و بزرگترین رباتهای متحرک در طول تاریخ را بتوان آنجا دید.

خلاصه: دیدیم که رباتیک دانش و فناوری وابسته به ابزارهای مکانیکی کنترل شونده به وسیله رایانه می‌باشد و تمام ربات ها دارای حس گرهایی در انواع مختلفی هستند و قابلیت برنامه ریزی دارند، و رشته دانشگاهی تحت عنوان رباتیک وجود دارد.

همچنین رباتها انواع مختلفی دارند و بیشتر برای این ساخته شده اند که کارهایی را که از عهده انسان‌ها خارج است انجام دهند.

همچنین رباتهای آدم نما نیز وجود دارند که حتی بعضی از آنها دارای احساس هستند.

تمام ربات ها دارای سه خصوصیت همگانی هستند: 1-دارای حرکت و پویایی 2-قابلیت برنامه ریزی 3-قابلیت انجام وظایف که به طور خودکار به علت اینکه تعادل ربات ها بیشتر شود رباتهایی می سازند که بیشتر شبیه حشرات باشند که ربات ها دارای خصوصیاتی از قبیل: 1-قابلیت برنامه ریزی 2-چند کاره 3-کارآمد و مناسب محیط ربات که در حقیقت از لغت اسلاد به معنای کارگر اجباری است و سه قانون Roobatics به شرح زیر دارد: 1-یک ربات نباید به کسی یا چیزی آزار برساند 2-باید از انسان اطاعت کند مگر با قانون اول نباید باشد.

3-باید خودش را در برابر خطر و ضرر محافظت نماید مگر اینکه با قانون اول و دوم مغایر باشد و در سطوحمختلف دارای دو خصوصیت تنوع در عملکرد و قابلیت تطبیق خودکار با محیط می‌باشد و بر اساس این خصوصیات ربات ها به 6 دسته زیر تقسیم می شوند: 1-وسیله ای که توسط دست کنترل شود.

2-ربات برای کارهای متوالی بدون متغیر 3-ربات برای کارهای متوالی متغیر 4-ربات مقلد 5-ربات کنترل 6-ربات باهوش و معمولاً حداقل شامل 5 بخش متفاوت اما مرتبط هستند: 1-AMA 2-Actuators 3-Transmission.s 4-Sensors 5-CPU برنامه نویسی در ربات به دو صورت Online و offline انجام می شود که برنامه نویس Online خود به دو صورت انجام می شود: 1-آموزش دستی 2-آموزش از طریق هدایت.

از نظر تقسیم بندی تاریخی رباتها را به رباتهای 1-برنامه ناپذیر 2-رباتهای برنامه پذیر تقسیم کردیم گفتیم که در اتوماسیون سخت نیازی به هوشمند بودن سیستم نیست اما برای رسیدن به اتوماسیون هوشمند به دو جزء 1-هوش مصنوعی و سیستم سنسوری نیازمندیم.

سنسورها را می توان از دیدگاه مختلف به دسته های: 1-محیطی 2-بازخورد 3-فعال 4-غیرفعال تقسیم کرد و همچنین از لحاظ فاصله ای به دو قسمت تقسیم می شوند: 1-تماسی 2-مجاورتی که دو روش عمده در استفاده از سنسورها 1-حس کردن استاتیک 2-حس کردن حلقه بسته بود.

و از لحاظ کاربردی انواع سنسورها در ربات ها 1-بدنه 2-جهت یابی مغناطیس 3-فشار و تماس 4-گرمایی 5-پویایی 6-موقعیت مفاصل بودند.

همچنین در پایان گفتیم که پروفسور آلن مکاورت استاد دانشگاه کشور دانشگاه کشور کانادا ایده ربات های فوتبالیست را مطرح کرد و بعد از چندین مسابقات بین المللی به عنوان Robocup شکل گرفت که بعد از آن علم رباتیک با فوتبال ادغام گردید.

واژه نامه: منابع: 1.www.pcworlddiran.com 2.www.aibot.blogfa.com 3.www.robocup.org 4.مجله علم الکترونیک و کامپیوتر Robotic Robotic knowledge and technology is affliated to mechanical equipment of under control by computer.

Hereby we introduce simple and complicated robots which can even feel we will say thath the Robots controls by micro-processor and micro-controls.

Besides we study features of Robot.

Moving and walking is an important thing in Robot while the Robots can be multi-job of all trades and they are suit for the environment finally we will let you know the history of Robots.

فهرست مطالب عنوان صفحه پیشگفتار چکیده (فارسی) مقدمه ویژگی های یک روبات اندام شناسی روبات های انسان نما حرکت در ربات تعریف ربات ریشه واژه ربات قوانین ربوتیک دسته بندی ربات ها ساختار عمومی یک ربات برنامه نویسی در ربات تقسیم بندی تاریخی ربات ها سنسورها در ربات تاریخچه ربات درباره ربوکاپ خلاصه مطالب واژه نامه منابع چکیده (انگلیسی) پدر و مادرم تقدیم به زیباترین کلام که عشق تنها قطره ای از دریای محبت آنهاست نام یک نمایش نامهRupقابلیت تطبیق خودکارAutomated adaptingاتحادیه ربات های ژاپنJiraسیستم مکانیکی مفصل شدهAmsتحریک کننده هاActuatorsابزارها و سیستم های انتقالTransmission systemSensorsمغز رباتCPUاتوماسیون سختHard automationاتوماسیون هوشمندIntelligent automationسنسور بدنهBody sensorsسنسور جهت یاب مغناطیسیDirection magnetic fieldسنسورهای فشار و تماسTouch and pressure sensorsسنسورهای گرماییHeat sensorsسنسورهای بویاییSmell sensors