بحث مهم في عالم الروبوتات(الانسان الالي).......

بسم الله الرحمن الرحيم

السلام عليكم ورحمة الله وبركاته .

في درسنا الأخير في دورة منفذ الطابعة ، سنطل بطريقة بسيطة على عالم الروبوتات نظراً لوجود صلة بينه وبين عالم ال Physical Computing ، وقبل البداية نود ان نعرف الروبوت .

يقصد بالروبوت اي شيء يتمتع بقدر معين القدرات المشابهه للانسان والتي تقوم بمهام بديلة عنه سواء اكان حقيقياً ام روبوت وهمي على شكل برنامج كومبيوتر ، ومن هذا نستطيع ان نعرف ان محرك البحث هو روبوت ، العربة التي دخلت إلى الاهرامات للاسكتشاف او صعدت للقمر للاستكشاف هي روبوت ايضاً .

لكن ما يتبادر إلى ذهن الناس دائماً عند اطلاق كلمة روبوت هو ذلك الكائن الشديد الشبه بالانسان الذي يملك قدمين ويدين لتنفيذ بعض المهام وخلافه ، إلا أن هذه النظرة قاصرة نوعاً ما ، فهناك انواع شديدة التعقيد من الروبوتات التي ربما لا تشابه الإنسان في اي شيء .

في درسنا اليوم سوف نتحدث عن النوع الحقيقي من الروبوتات وليس عن برامج الكومبيوتر ، وسنبدأ بتعريف : ما هي المكونات الاساسية لاي روبوت ، ومتى نستطيع ان نطلق عليه هذا الاسم "روبوت" ؟

1- جسم body structure :
يحدد الشكل بنسبة كبيرة طبيعة المهمة التي يقوم بها الروبوت وتساهم بنسبة كبيرة في نجاحه ، لذا يعد الشكل عنصراً اساسياً ليتمكن الروبوت من العمل (روبوت تقطيع الاحجار مثلاً يحتاج إلى بنية صلبة ، اذرع من الفولاذ منتهية بأدوات التقطيع مثلاً .

2- عضلات muscle :
تقوم بالتحكم في حركاته ، في الغالب تكون عضلات الروبوت هي مجموعة من التروس والمواتير التي تتحكم في جميع حركاته .

3- حساسات sensor system :
تقوم بالتحكم بالمدخلات إليه ، مثلاً قد نحتاج إلى كاميرا مراقبة تقوم مقام العين ، مايكروفون لالتقاط الاصوات ، قد نحتاج إلى حساسات للمياة او للحرارة او الرطوبة او خلافه حسب حاجة الروبوت .

4- عقل brain :
وهو الذي يتحكم في تفسير وفهم المدخلات المختلفة ومن ثم تنفيذ الحركات عن طريق العضلات او وسيلة الاخراج والتنفيذ الخاصة بالروبوت ، يكون عادة على شكل برنامج كومبيوتر على مايكروكنترولر خاص بالروبوت .

5- مصدر طاقة power supply :
ايضاً يحتاج الروبوت لمصدر لطاقته ، في العادة يتم استخدام بطاريات مخصصة حسب حجم واحتياجات الروبوت .
مثال سريع :

سنحاول الآن شرح مثال بسيط على روبوت ، وسنحاول تطبيق مبادئ الروبوتات الخمسة عليه .

سيقوم الروبوت الخاص بنا بالبحث عن الأوراق الزرقاء مثلاً في وسط مجموعة من الاوراق ، وعندما يعثر على واحدة يقوم بطباعة كلمة بسيطة عليها .

المكونات التي نحتاج إليها :

- على صعيد الجسم : نحتاج إلى جسم قابل للحركة - ذراع تحمل ختماً ما - واخيراً حامل قابل للحركة في كل الاتجاهات ليقوم بحمل الكاميرا .
- على صعيد العضلات : نحتاج إلى موتور لتحريك الجسم (بالعجلات مثلاً) - موتور اخر للتحكم في الذراع التي تحمل الختم ، واخيراً موتور ثالث لتحريك حامل الكاميرا .
- على صعيد وسائل الاحساس : نحتاج إلى كاميرا لتقوم بالتقاط الصور .
- على صعيد مصدر الطاقة : سنكتفي ببطارية للكاميرا وأخرى للعربة المتحركة التي تحملها ، بطارية أخيرة للموتور الخاص بالأذرعة والحامل .
- وأخيراً على صعيد العقل : نحتاج إلى برنامج كومبيوتر لتحريك الكاميرا ، تحريك الذراع ، والجوريزم معالجة الصور والبحث عن اللون الأزرق .

العمل :

- قم بشراء عربة عادية بالبطاريات ، سيكون هذا هو الجسم الخاص بنا والذي سنقوم بتحريكه عن طريق الكومبيوتر كما تعلمنا سابقاً .
- قم بشراء كاميرا بسيطة وقم بتوصيلها بالكومبيوتر ، قم بوضعها على حامل وربطها بموتور عادي وربط الموتور بالكومبيوتر ايضاً لتحريكه من اجل التحرك في جميع الاتجاهات .
- ختم بسيط من اي مكتبة ، اربطه بحامل وقم بتحويل حركة الموتور الدائرية إلى افقية باستخدام التروس .
- الآن في برنامجك قم باعطاء الأوامر للحامل بالتحرك بالكاميرا في جميع الاتجاهات كل ثانية ، والتقاط صورة ، قم باستخدام احد الجوريزمات قراءة الصور والبحث عن وجود اللون الازرق .
- عندما تجد اللون الازرق قم بحساب زاوية انحراف الكاميرا ، قم بالتحرك بالعربة في هذا الاتجاه حتى تصل إليها . قم بتحريك الختم لاعلى واسفل .

تطويرات :

- سيكون من المربك جداً عمل كل هذا الجهد باستخدام توصيلات واسلاك ، يمكن استخدام وحدات ارسال واستقبال لاسكلي .
- يمكن ايضاً الاستغناء على الكومبيوتر ووضع microcontrolller بدلاً منه في العربة .