موضوع عن الروبوت

الإنسان الآلي (أو الروبوت) (بالإنجليزية: Robot) عبارة عن أداة ميكانيكية قادرة على القيام بفعاليات مبرمجة سلفا ويقوم الإنسان الآلي بإنجاز تلك الفعاليات إما بإيعاز وسيطرة مباشرة من الإنسان أو بإيعاز من برامج حاسوبية والفعاليات التي تبرمج الإنسان على أداءها عادة تكون فعاليات شاقة او خطيرة مثل البحث عن الألغام والفضاء الخارجي وتنظيف الفضلات الناتجة في المفاعلات النووية . تم تقديم كلمة إنسان آلي لأول مرة في مسرحية الكاتب المسرحي التشيكي كارل كابك عام 1920 .وكان عنوان المسرحية وقتها رجال آليون عالميون . وهي تعني في اللغة التشيكية تعني العمل الشاق رغم أن كارل هو أول من استعمل هذه الكلمة، لكن ليس من اخترعها، بل أخوه جوزيف الذي اشتقها مساعدة منه لأخيه من الكلمة التشيكية "Robota" والتي تعني السُخرة أو العمل الجبري . من هذا التاريخ بدأت هذه الكلمة تنتشر في الكتب وأفلام الخيال العلمي الأولى التي أعطت فكرة وتصور علمي عن هؤلاء الرجال الآليون الذين سيغزون العالم. وأعطت أفق كبير ووعود عظيمة للإنسان الأعجوبة الذي سيتدخل في أمور كثيرة وأهمها الصناعة .

وضع الكثير من الدراسات و التوقعات عن هذا الإنسان الآلي التي فشلت فيما بعد . و لكن بعد الكثير من وضع التصاميم الجيدة و الانتباه الجاد إلى الكثير من التفصيلات و الأمور الدقيقة ، نجح المهندسون في تقديم أنظمة آلية متنوعة للكثير من الصناعات المتوقعة في المستقبل القريب . و اليوم و بسبب التطور الهائل للحواسيب و الذكاء الإصطناعي و التقنيات و الهوس في تطوير البرامج الفضائية فنحن على حافة إنجاز كبير آخر في مجال علوم تصميم الانسالات . إذ أن الإنسان الآلي هو مناول قابل للبرمجة ثانية و يستطيع القيام بمهام عديدة و يخصص لتحريك مواد ، أجزاء ،و أدوات أو ماكينات معينة عبر حركات مختلفة البرمجة لأداء عدد من المهام.

محتويات [إخفاء]
1 نظرة عامة للروبوت الالي
2 فكرة الانسالة في التاريخ القديم
3 الانسالة من نسج خيال الأدباء
4 الانسالة جورج
5 تشريح الانسالة
6 نظم الانسالة
6.1 الأعين الانسالية
6.2 اللغة الانسالية
6.3 الحواس الانسالية
6.4 الأذرع الانسالية
6.5 السيقان الانسالية
7 الإتصال و التحكم
8 العقل الألكتروني للانسالة
9 الأجهزة و البرامج الجاهزة المساعدة
10 بعض أنواع الانسالات
11 مزايا و مساوئ
12 C.O.R.D
13 المصادر
14 مراجع



[عدل] نظرة عامة للروبوت الالي
انسالة صناعية في هناك جدل حول التعريف الدقيق للإنسانة فلا يعتبر البعض سيارة او طائرة ذو تحكم بعيد إنسان آلي لعدم إمتلاكها وسيلة التفكير وإتخاذ القرار بنفسها ويورد البعض مثالا بانه إذا كان بإستطاعة الإنسان الآلي ان ينفذ برنامج معد سلفا بإبتعادها عن حاجز خطوتين إلى الوراء على سبيل المثال والاتجاه نحو اليمين او اليسار و الاستمرار بالتقدم فإن هذا يمكن اعتباره انسالة حقيقية. [1]. الفكرة في هذا الجدل ان الانسالة الحقيقية حسب اعتقاد البعض يجب ان تمتلك ذكاء اصطناعي ولها القدرة على تمييز الأنماط والتعرف على النظم و الإستدلال والإستنتاج ومع التطور يبدوا ان هناك ترتيبا طبقيا حتى في الانسالات فهناك الانسالة الثابتة العاملة وهناك المتحركة المرنة وهناك الطبقة الذكية الشبه مستقلة القادرة علىالتعلم .

هناك انواع عديدة من الإنسان الآلي منها ما يستعمل في صناعي والتي هي عبارة عن اجهزة أتوماتيكية يمكن تطويعها و إعادة برمجتها ويستعمل لأغراض عديدة بإمكانها الحركة على ثلاثة محاور او أكثر ويستعمل هذا النوع في الشركات الصناعية الكبرى لغرض لحم المعادن و الصباغة والكوي وإلتقاط ونقل اجسام ومراقبة جودة او صلاحية جودة الناتج النهائي للمصنع قبل التصدير وهذه الانسالات مبرمجة عادة لتنفيذ مهامها بصورة سريعة و مكررة و دقيقة [2] وتم لاحقا إضافة مايسمى النظر آلي Computer vision لهذه الانسالةات مما جعلتها تتمتع بنوع من الاستقلالية و المرونة في تنفيذ المهام المبرمجة بقدرتها على فهم وتحليل الصور التي تستقبلها في حاسوب خاص مثبت في الانسالة [3].

هناك من الإنسان الآلي قادر على الحركة و الانتقال ومنها طائرة بدون طيار ، البريداتور والطائرات ذات التحكم الذاتي التي تستعمل شبكات عصبونية اصطناعية مثلا [4] و يعتبر الانسالةان اللتان ارسلتهما ناسا في عام 2004 إلى سطح المريخ من أشهر الانسالةات المتحركة [5]. وهناك منه ما هو قادر على إعادة تجميع نفسه بصورة شبه مستقلة على سبيل المثال تصغير حجمه للمرور خلال نفق ضيق وهذه الانسالةات تحوي في نموذجها على عدة روابط مع وحدة المعالجة المركزية و ومستقبلات الإيعزات و الذاكرة وهذه الانسالةات قادرة على بعض الحركات الشبه مطاطية لإحتواءها على وحدة مرنة إما عن طريق تحويل طاقة الهواء المضغوط في إسطوانات إلى حركات خطية او دورانية يتم الحركة بتحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة حركية وهناك أساليب متطورة أخرى عديدة ومنها أسلوب أداة المرآة الدقيقة الرقمي Digital micromirror device التي ظهرت لأول مرة في عام 1987 وكانت فكرتها نصب عدة آلاف مرايا دقيقة وصغيرة جدا في الانسالة تتجاوب مع عنصر الصورة لإضافة مرونة أكثر في حركة وردة فعل الانسالة [6] ، [7].

هناك أنواع من الانسالة يقوم بالأعمال المنزلية ، و يعلم الأطفال و يلعب الشطرنج. هذا النوع من الانسالةات يطلق عليها تسمية الانسالة الاجتماعي Social robot وهي تتميز بدرجة عالية من الاستقلالية ولايمكن إطلاق مصطلح الربوت الاجتماعي على الأداة التي يتحكم بها الإنسان من بعيد ويجب على الانسالة الاجتماعي النجاح في إختبارين رئيسيين لتصنيفه بانسالة اجتماعي:

اختبار تورنج : وهو اختبار لمعرفة ما إذا كان يمكني تسمية النظام الانسالةي بالنظام الذكي. وضع هذا الاختبار عالم الرياضيات البريطاني آلان تورنج (1912 - 1954) وهو عبارة عن حوار مع الربوت واذا لم يستطع المختبر الجزم 100% من ان رسالة الجواب كانت من الإنسان او من الانسالة فان الاختبار يعتبر ناجحا و الانسالة ذكيا. [8].
اختبار إسحاق أسيموف وهو مدى التزام الانسالة بما يسمى قوانين الانسالة laws of robotics وهي
يجب ألا يتسبب الانسالة في حدوث أي أذى للإنسان البشري.
يجب أن يطيع أوامر الإنسان البشري إلا إذا تعارضت مع القانون الأول.
يجب أن يدافع عن نفسه إلا إذا تعارض مع القوانين الأول و الثاني [9].
نادرا ما يكون الانسالة في شكل إنسان بشري. و يمكن القول بأن الانسالة هو جهاز أو آلة يمكنها أن تحل محل الإنسان في بعض المواقف. و يتوقف شكله الخارجي على المهمة التي صنع من أجلها. إن الجسم البشري جهاز عضوي ذو قدرات عالية يستطيع القيام بالعديد من الوظائف. و يمكن للانسالة أن يقوم بمهام خاصة قد تثير السأم لدى الإنسان البشري ، أو تستغرق وقتا طويلا جدا أو تمثل خطورة إذا مارسه البشر ، و من ثم فيتم تصنيع الانسالة لأداء أعمال محدودة. دأبت قصص الخيال العلمي في السنين الماضية بالتحدث عن الإنسان الآلي أو ما أطلقو عليه اسم الانسالة. أما في الوقت الحاضر فقد أصبح حقيقة علمية بسبب التقدم التقني المذهل و خاصة ذلك الذي أصاب مجال الإلكترونيات. و يساهم الانسالة في العديد من الأعمال التي نمارسها في حياتنا اليومية ، فهو يشارك في اعداد الرواتب و فواتير الكهرباء و الهاتف ، كما يقوم بتجميع أجزاء السيارات. و يقود الطائرات (الطيران الآلي) مثل طائرات التجسس .


[عدل] فكرة الانسالة في التاريخ القديم
يمكن أن نرجع جذور الانسالة الحديث ، إلى أجهزة آلية اخترعت في الماضي البعيد و أطلق عليها "الآلات ذاتية الحركة". ففي طيبة في عهد قدماء المصريين حوالي عام 1500 قبل الميلاد كان يوجد تمثال للملك ممنون يصدرأصواتا جميلة في الصباح. و في اليونان - في القرن الرابع ق.م. - اخترع أركيتاس عالم الرياضيات ، حمامة آلية يمكنها الطيران. و في القرن الثالث قبل الميلاد ، اخترع ستيسيبيوس العديد من الأجهزة الآلية و منها آلة موسيقية تشبه الأرغن تعمل بالمياه و ساعة مائية. و لم تكن هذه أول ساعة مائية في التاريخ ، فقد عرفها القدماء المصريون ، و لكن تميزت ساعة ستيسيبيوس بأنها مزودة بجهاز يجعل مستوى المياه ثابتا ، و هي تعمل بنفس طريقة الغرفة العائمة في كاربريتور السيارة الحديثة.

وكان هيرون الأسكندري الذي عاش حوالي 150 ميلادي مخترعا فذا. فقد اخترع آلات تعمل بتدفق المياه ، و بالثقل و حتى بالبخار ، و من أهم اختراعاته آلة aeolipile التي تعتبر الشكل الأول للتوربين الذي يدار بقوة البخار ، كما صمم أيضا آلة ميكانيكية توزع المياه المقدسة ، و طائرا آليا يمكنه الطيران و الشرب و الغناء ، و مسرحا آليا ، و تمثال هرقل و هو يصارع التنين و الذي يمكنه تحريكه بتدفق المياه داخله. و شرح هيرون الاسكندري معظم هذه الأجهزة الآلية في كتابه automatopoietica و عبر القرون التالية ، ظهرت مخترعات رائعة في الشرق الأقصى و الأوسط ، في الصين ، و في الهند و في اليابان و في الجزيرة العربية. و في كتاب رسالة الجزاري الذي يتضمن سردا للأجهزة الآلية التي اخترعها العرب - وصفا لأحد هذه الأجهزة و التي أطلق عليها نافورة الطاووس التي كانت تستخدم لغسل الأيدي ، فتقدم المياه و الصابون و المنشقة آليا.وبسبب هذا الاختراع يطلق على الجزاري (بأبي الإنسان الآلي).

في أوروبا في القرون الوسطى ، اهتم الفيلسوفان ألبرت فاجنوس و روجر باكون إهتماما كبيرا بالآلات ذاتية الحركة ، بل و صنعا البعض منها. و أدى اختراع الساعة الآلية في أواخر القرن الثالث عشر ، إلى إمداد الآلات الذاتية الحركة بالقوة الميكانيكية اللازمة لها ، و هكذا أمكن اختراع الساعةالتي تدق الأجراس لتعلن الوقت. في القرن الثامن عشر ، أنتج صناع اللعب عددا كبيرا من الآلات الذاتية الحركة و التي كانت في شكل الإنسان و يمكنها الكلام و عزف الموسيقى و الكتابة و حتى لعب الشطرنج. و من أشهر المخترعين لهذه اللعب رجل فرنسي اسمه جاك دي فوكاسون الذي صمم نولا نسيجيا آليا(ذاتي الحركة) و في عام 1801 استخدم هذا التصميم مخترع فرنسي آخر يندعى جوزيف ماري جاكار ، لينتج نولا للنسيج يعمل بتحكم مجموعة من البطاقات المثقبة. في القرن الثامن عشر استخدم جهازين آليين آخرين ، تطبيقا لمبدأ التغذية الراجعة feed back التي تعتبر شرطا أساسيا لنظم الرقابة الآلية ذاتية التغذية (أوتوماتيكية). و هذان الجهازان الآليان هما مروحة الطاحونة الهوائيةالتي تبقي الريش متجهة نحو الريح و من ثم تستمر الطاحونة الهائية في الدوران ، أما الجهاز الثاني فكان المنظم و المتحكم الآلي للمحرك البخاري و هو الذي يجعله مستمرا في الدوران بسرعة ثابتة.


[عدل] الانسالة من نسج خيال الأدباء
كان الأديب التشيكي كارل كابك هو أول من أطلق كلمة robot و كان ذلك في أوائل القرن العشرين ، و من ثم ذاع استخدام هذه الكلمة ، و بعد إنتاج روايته الشهيرة انسالة روسوم العالمي rossum's universal robots في مدينة براغ سنة 1921 حيث صور الكاتب الانسالة و كأنه إنسان humanoid و لكنه آلة يمكن إنتاجها في المصنع بسرعة و بتكلفة قليلة. و قد اشتقت كلمة انسالة من الكلمة التشيكية انسالةا robota و تعني أعمال السخرة أو العبودية. و هكذا اعتبر الانسالة عبدا للجنس البشري ، أو مجرد إنسان آلي أو أوتوماتيكي . بعد سنتين من صدور الرواية تمت ترجمتها إلى الإنجليزية وفي أكتوبر 1922 تم تحويل الرواية إلى عمل مسرحي تم تقديمه على مسرح جاريك في نيويورك وفيه يسافر البروفيسور روسوم إلى جزيرة نائية لغرض دراسة أمواج البحر ويحاول أثناء وجوده على الجزيرة تصنيع مادة حية من مزج مواد كيميائية ويحاول لسنوات خلق هذا الكائن فتفشل محاولاته في خلق كلب وبعد 10 سنوات يتمكن من تصنيع انسالة بمساعدة ابنه [10].

و لا يقتصر ظهور الانسالة على الخيال الأدبي الحديث ، ففي عام 1818 صدرت أول رواية عن الإنسان الآلي و هي فرانكشتاين التي كتبتها ماري شيللي الزوجة الثانية عشر للشاعر المعروف شيللي ، و كانت تتميز هذه الرواية بالرعب ، و تتلخص بأن عالما يدعى فرانكشتاين قد استطاع أن يجمع إنسانا حيا من أجزاء الجثث الآدمية و لكن هذا الإنسان تحول إلى مسخ خاف منه الناس و طردوه و بالتالي ثار على خالقه و أصبح أداة للشر ، و قد وضعت ماري شيللي عنوانا مرعبا لقصتها "برميثيوس الحديث" و هي بهذا تقصد اسطورة بروميثيوس اليونانية ، و الذي خلق الإنسان من الماء و الطين ثم نفخ فيه الآلهة أثينا من أنفاس الحياة.

ظهر العديد من الانسالة و الاندرويد(الانسالة الذي على شكل الإنسان) في الأفلام السينمائية و التلفزيونية عبر السنين ، و البعض منهم ودود و يلقى الإعجاب من المشاهدين ، ففي فيلم الكوكب المحرم forbidden planet يظهر الانسالة "روبي الودود" ويظهر الانسالة ايضا في فيلم حرب العوالم (فيلم 2005) و في فيلم حرب النجوم star war يظهر الثنائي الهزلي r2d2 ، c3po و ثمة أنواع أخرى تبدو في صورة شريرة مثل الانسالة كوج و داليكس المرعب من المسلسل التلفزيوني dr.who و هذه النماذج الشريرة هي التي أساءت إلى الانسالة ، حتى أن البعض يتخوف من استخدام الانسالة في الأعمال اليومية ، و بذلك لا يعتمد الناس عليهم تماما في حياتهم. و للتخفيف من هذه المخاوف ، اقترح كاتب الخيال العلمي الشهير إسحق أزيموف أن يبرمج الانسالة بحيث يلتزم بالمبادئ التالية و التي أطلق عليها قوانين الانسالة laws of robotics.


[عدل] الانسالة جورج
كان جورج من أوائل الانسالات التي ظهرت. يقوم جورج بقيادة الطائرات معظم الوقت ، إنه الطيار الآلي ،وتم اختراعه من قبل المهندس الكهربائي إلمر سبيري مؤسس شركة سبيري للكهربائيات [11] في عام 1913 ، وكان نموذج الطيار الآلي الأول عبارة عن بوصلة مغناطيسية مرتبطة مع جهاز لقراءة الارتفاع و جهاز يؤشر إلى الاتجاه الذي تسير فيه الطائرة (جيرسكوب) و يتميز الجيروسكوب بأنه يظل محافظا على الاتجاه الذي تسير فيه الطائرة ، و يترك الطيارون البشر مسؤولية الطيران إلى الانسالة جورج ، و بمجرد أن تستقر الطائرة في الاتجاه الصحيح لرحلتها ، و يلاحظ جورج أي تغير رأسي أو أفقي أثناء الطيران و يتخذ الإجراءات التصحيحية فورا. قام المخترع الأمريكي Elmer Ambrose Sperry إلمر سبيري (1860 - 1930) بتجربته للطيار الآلي على الملأ بقيادة طائرة ويداه في الهواء [12] . في عام 1954 تم تصميم أول انسالة صناعية كان اسم مخترعها جورج ، ايضا ، تم تصميمه من قبل المهندس George Devol جورج ديفول (مواليد 1912) الذي لم يتخرج من اية كلية للهندسة وإنما إستند على التعلم الذاتي و المراقبة ويعتبر من رواد مخترعي الانسالة الصناعي [13] وكان مهمة هذا الانسالة الرئيسية التقاط وتحويل الأجسام الثقيلة من مكان لآخر وتم تطويره لاحقا للقيام بتلحيم المعادن [14].

شكرا على الموضووع يا محمد ...الموضوع متوافق مع درس الاسبوع الماضي ....ان شاء الله جميع الطلاب يستفيدون من الموضوع

مشكوووور يامحمد الشحي وجزاك الله خيرا