دنیای عجیب روبات ها

ساخته دست بشر که جهان را متحول خواهد کرد

تاریخچه نیاز انسان به تولید همسان خود به داستان‌های اساطیری و گذشته‌های بسیار دور با داستان‌های غیرواقعی و غیر قابل باور برمی‌گردد. عدم توانایی انسان در تولید شیمیایی موجودی متفکر و متحرک منجر به تولید ماشین و دستگاه فیزیکی شده است که روبات خوانده می‌شود. روبات‌ها توانایی انجام برخی از اعمال انسان را دارند و امروزه در سطح وسیع در بخش صنعت و تکنولوژی توسط انسان استفاده می‌شوند.

آدم آهنی‌ها از نظر تکنیکی روبات نیستند. آدم برقی در سال ۱۸۸۵، آدم مکانیکی در سال ۱۸۹۳، آدم بخاری در سال ۱۸۶۵ و آدم آهنی از سالهای ۱۹۰۰ با داستان‌های خیالی مانند «جادوگر شهراوز» که جهت سرگرمی کودکان نوشته شده بود وارد تخیلات مردم شدند.

کلمه روبات از یک واژه به نام «Roboa» در زبان چک مشتق شده و به معنی کارگران اجباری است و همین معنی، تا حدودی وظایف و نحوه عملکرد روبات‌ها را در دنیای واقعی نشان می‌دهد. اکثر روبات‌ها در دنیای واقعی به منظور انجام دادن کارهای سخت یا خطرناک یا نیازمند دقت زیاد مورد استفاده قرار می‌گیرند. هدف از طراحی آن‌ها انجام مأموریت‌هایی است که بشر یا قادر به انجام آن‌ها نیست یا عامل خستگی و پایین آمدن دقت بشر در انجام کارهای یکنواخت، تأثیر زیادی در عملکرد او در اجرای آن کارها دارد.

● روبات‌ها چگونه کار می‌کنند؟

ساختار بدن انسان به صورت کلی به پنج جزء اصلی تقسیم می‌شود:

- سازه یا اسکلت بندی بدن انسان

- سیستم عضلانی که وظیفه حرکت دادن سازه بدن انسان را برعهده دارد.

- سیستم حسگرهای موجود در بدن که اطلاعاتی را در مورد بدن و محیط اطراف دریافت می‌کند.

- منبع انرژی که عضلات و سنسورها را حرکت می‌دهد.

- سیستم مغز که اطلاعات گرفته شده از حسگرها را پردازش می‌کند و دستورات لازم را به عضلات و سیستم‌های حرکتی می‌دهد.

البته علاوه بر موارد ذکر شده، ما دارای هوش و اخلاق نیز هستیم و موارد نامبرده فقط سیستم‌های فیزیکی قابل لمس بدن انسان را شامل می‌شود.

یک روبات از تعداد زیادی اجزا، مانند موارد نامبرده تشکیل شده است. یک روبات معمولی دارای یک سازه فیزیکی، یک موتور، یک سیستم حسگر، یک منبع تغذیه و یک مغز کامپیوتری است که تمامی این المان‌ها را کنترل می‌کند.به‌طور کلی روبات‌ها، ماشین‌هایی هستند که می‌توانند رفتار انسان و حیوان را تا حد زیادی مانند آنها انجام دهند.

بر اساس تعاریف انستیتوی روبات آمریکا هر دستگاه قابل برنامه نویسی، چند منظوره ماهر که جهت جابه‌جا کردن مواد، قطعات، ابزار و دستگاههای مخصوص به منظور انجام حرکتهای گوناگون برنامه نویسی و تولید شده باشد روبات خوانده می‌شود. دیکشنری وبستر روبات را وسیله‌ای اتوماتیک که عملیات آن توسط انسان و یا ماشین دیگری کنترل شود تعریف می‌کند. اکثر سازندگان روبات‌ها تعریف دقیق‌تری از روبات ارائه می‌دهند. آنها به سیستمی روبات می‌گویند که دارای مغز برنامه پذیر باشد و موجب حرکت بدنه روبات شود.

اکثر روبات‌ها دارای اجزا و قسمت‌های اساسی هستند و اغلب یک بدنه متحرک دارند، تعدادی از آن‌ها با چرخ‌های متصل به بدنه حرکت می‌کنند، برخی از آن‌ها روی زمین می‌خزند، دسته‌ای حول محورهای ثابتی دوران می‌کنند و فقط قسمت‌هایی از بدنه آن‌ها حرکت می‌کند. بعضی برای عبور از موانع سخت طراحی شده‌اند و دارای بدنه انعطاف پذیر برای تطبیق با شرایط محیطی هستند. این المان‌ها و بازوهای مکانیکی دوار یا ثابت توسط اتصالاتی با مختلف به یکدیگر متصلند. تعدادی از روبات‌ها از موتورهای الکتریکی شامل موتورهای DC و موتورهای Step یا موتورهای سرو (servo) و... استفاده می‌کنند، تعدادی از solenoid (سیم پیچ‌های استوانه ای) و تعدادی دیگر نیز از سیستم‌های هیدرولیکی یا نیوماتیکی برای به حرکت درآوردن اجزای خود استفاده می‌کنند.

در سولونویدها با استفاده از میدان مغناطیسی ناشی از عبور جریان الکتریکی از داخل یک سیم پیچ می‌توان میله‌هایی را در درون آن‌ها وادار به حرکت خطی کرد و این حرکت خطی مانند انقباض یا انسباط عضلانی بدن انسان، باعث حرکت المان‌های صلب دیگر یا چرخش آن‌ها می‌شود. رایانه روبات‌ها در حقیقت مغز آن‌ها محسوب می‌شوند. در واقع وظیفه آن‌ها پردازش داده‌های ورودی از حسگرهای مختلف و محیط اطراف، تصمیم گیری نهایی، کنترل روبات و پردازش مجدد بازخوردهاست. اکثر روبات‌ها قابلیت برنامه پذیری مجدد را دارند و این به منظور عوض کردن رفتار روبات در محیط‌های جدید یا دستیابی به نقاط حرکت جدید یا اهداف دیگر است.

در حقیقت با این برنامه جدید، روبات‌ها زمان قطع وصل‌شدن موتورها یا عمل کننده‌های مختلف یا پردازش داده‌ها را تغییر می‌دهند. همه روبات‌ها دارای حسگر نیستند و بعضی نیز توانایی کمی در بینایی، شنوایی، بویایی و چشایی دارند، اما تقریبا همه آن‌ها دارای حسگرهایی برای نشان دادن وضعیت و موقعیت آن‌ها در دو یا سه بعد هستند. بعضی از روبات‌ها قابلیت یادگیری و ذخیره سازی اطلاعات مربوط به مسیر حرکت و توالی حرکات را دارند و با یک بار انجام دادن عمل مورد نظر توسط یک اپراتور با یک دستگاه کنترل، روبات تمامی موارد ذکر شده در بالا رادر حافظه خود ذخیره می‌کند.

قانون تولید و تهیه روبات‌ها بر اساس کتابچه راهنمای روباتیک توسط ایساک آسیموف در ۳ ماده اصلی و یک ماده الحاقی که بعد به آن اضافه شده به نگارش درآمده و دانشمندان، طراحان و مهندسین همچنان با آن موافق هستند. قوانین حاکم بر عملیات روبات‌ها از دید آسیموف این چنین است:

۱) هیچ روباتی نباید به تمدن و بشریت صدمه بزند و یا در حین انجام عملیات شرایطی را به وجود آورد که به ضرر بشریت و تمدن تمام شود (این قانون بعد از تدوین ۳ قانون اصلی به آنها اضافه شده است).

۲) روبات نباید به هیچ عنوان به انسان صدمه بزند و یا در حین انجام عملیات شرایطی را به وجود آورد که به آسیب دیدن انسان منجر شود.

۳) روبات باید دستورات انسان را پیروی کرده و انجام دهد به استثنای دستوراتی که با قانون شماره یک منافات داشته باشد.

۴) روبات حق دارد و باید تا زمانی که [تصمیماتش] با قوانین شماره یک و شماره دو منافاتی ندارد به دفاع از هستی و موجودیت خود بپردازد.

از اولین روبات‌هایی که توسط انسان به کار گرفته شد میتوان از ساعت آبی کلیپسیدرا Clepsydra نام برد که در حدود ۲۵۰ سال قبل از میلاد مسیح توسط کتسیپیوس فیزیکدان و مخترع یونانی ساخته شده است.

● موارد استفاده انسان از روبات

۱) اکتشاف و شناسایی

کنجکاوی انسان به کشف ناشناخته‌ها از عوامل جذب دانشمندان به ساخت روبات است. خطرات موجود در اعماق اقیانوس و دریاها و فضا که به خاطر خطرات موجود و ضعف فیزیکی انسان به تصرف بشر در نیامده دانشمندان را وادار کرده است تا ماشین‌هایی را بسازند که با حمل وسایلی مانند سنسور و دوربین به جمع آوری اطلاعات پرداخته و آنها را به دانشمندان برگرداند. روبات میکروور با نام سوجورنر Soujourner microver robot در ۴ جولای ۱۹۹۸ جهت کمک به دانشمندان در شناسایی و ارسال اطلاعات کره سرخ در سطح مارس به زمین نشست. روبات زیردریایی اودسه هم در لابراتوار دانشگاه پلی تکنیک ماساچوست MIT جهت اکتشاف قعر اقیانوس‌ها طراحی شده است.

۲) صنعت

روبات‌ها می‌توانند سریعتر از انسان عمل کنند؛ آنها به خوردن و آشامیدن احتیاج ندارند و دستمزدی هم به آنها پرداخت نمی‌شود. روبات می‌تواند بدون خستگی و بدون توقف یک کار تکراری را میلیون‌ها بار انجام دهد.

۳) امور پزشکی

استفاده از روبات در علوم پزشکی در دهه گذشته به پزشکان در هنگام عمل اجازه می‌دهد تا دقیقاً به خواسته‌های خود برسند. سوراخ کردن استخوان به عمق و شعاع یکصدم اینچ بدون استفاده از روبات غیر ممکن است. روبو داک در آزمایشی توانست سوراخ کوچکی را در استخوان ران یک اسکلت حفر کند که انسان از انجام آن عاجز است. دکتر دیوید گو David Gow در سال ۱۹۹۸ مهندسین و پزشکان بخش ارتوپدی بیمارستان پرنسس مارگارت انگلستان توانستند با تولید و نصب روبات کوچکی که به جای بازوی از کتف قطع شده عمل می‌کرد شانه و دست کمبل ایرد Campbell Aird را ترمیم کنند. در ۲۸ فوریه سال ۲۰۰۳ پرفسور مهران انوری پزشک ماهر ایرانی توانست با استفاده از تکنولوژی تله روباتیک و سیستم جراحی از راه دور به کمک اینترنت و شبکه مخابراتی تلفن بل کانادا و تکنولوژی سیسکو سیستمز، از بیمارستان سنت جوزف دانشگاه مک مستر واقع در همیلتون انتاریو بیماری را که در بیمارستان دیگری در فاصله ۲۵۰ مایلی در شهر نورت بی‌قرار داشت مورد عمل جراحی موفقیت آمیز قرار دهد.

۴) سرگرمی و تفریحات

نقش روبات‌ها در صنعت سینما و تلویزیون غیر قابل انکار است. فیلم‌هایی مانند Star Trek، Forbidden،Lost in Space، Blade Runner, Star Wars و قهرمانان آن مانند دیتا Data در سریال پیشتازان فضا و گورت Gort در فیلم روزی که زمین از حرکت باز ایستاد از نمونه‌های آن است. سینما و تلویزیون به دلیل خصلت قهرمان پروری از روبات‌ها نقشی خیالی در ذهن مردم تصویر کرده است. سناریو‌هایی مانند افزایش قدرت و هوش روبات‌ها و حمله به تمدن انسان و به کنترل درآوردن زندگی مردم در بعد فیلم‌های سینمایی و بازی‌های ویدئویی و کامپیوتری باقی مانده اند.

۵) اسباب بازی‌ها

ساخت اسباب بازی کودکان با کمک تکنولوژی جدیدی که روبات در تهیه آنها سهم به سزایی دارد از محبوبیت بسیاری برخوردار است. یکی از اسباب بازی‌های روباتیک فوربی Furby است که در ایام کریسمس سال ۱۹۹۸ به بازار عرضه شد و همچنان پس از گذشت سالها از محبوبیت آن کاسته نشده است. لگو شرکت ساخت اسباب بازی دیگری است که با کمک MIT تولید شده است. این اسباب بازی در واقع قسمت‌های مونتاژ نشده روباتی است که کودکان با نصب قطعات آن یک روبات قابل برنامه نویسی را می‌سازند. الیبو، سگ اسباب بازی شرکت سونی هم یک روبات است.

۶) مصارف نظامی و پلیس

ارتش و پلیس جهت شناسایی و خنثی کردن بمب و مین، جاسوسی از مقر دشمن، قرار دادن دوربین و میکروفن در موقعیت‌های خطرناک که احتمال صدمه جانی و مرگ دارد از روبات استفاده میکنند.گوردون جانسون عضو کمیته تحقیقات ستاد ارتش آمریکا در مصاحبه‌ای با نشریه نیویورک تایمز در ماه فوریه سال جاری اعلام کرد پنتاگون در سال ۲۰۰۵ تصمیم گرفته است تا با صرف هزینه‌ای معادل ۱۲۷ میلیارد دلار طرح ارتش روباتیک خود را به مرحله اجرا بگذارد.

طرح سیستم جنگ آینده سربازان روباتیک نام دارد و بزرگ‌ترین قرارداد در تاریخ آمریکاست.

با اجرای این طرح پنتاگون تا سال ۲۰۱۰ سربازان آمریکایی را در میدان جنگ با روبات‌های جنگجو تعویض خواهد کرد.

پارمیس ایزدپناه