آموزش ساخت روبات

 کار خوبی از شبکه آموزش به دیدنش می ارزد دوستان ...

نوشته شده توسط ابوالفضل در شنبه شانزدهم شهریور 1387 ساعت 8:26 | لینک ثابت |

امروزه كمتر محصول صنعتى را مى توان يافت كه تركيبى از حوزه هاى مختلف مهندسى نباشد اگر بيشتر به محيط زندگى خود و محصولاتى كه در زندگى روزمره از آنها استفاده مى شود دقت كنيم،از ساعت مچى ديجيتالى تا ماشين لباسشويى در آشپزخانه،خودروى شخصى يا عمومى كه با آن به محل كار مى رويم،چاپگرها و اسكنرها در محيط ادارى و غيره،همگى نمونه هايى ازتركيب حوزه هاى مختلف مهندسى و به خصوص مكانيك و الكترونيك است.اگر هم با محصولات جديدتر صنعتى آشنا باشيم،تجميع نرم افزار و سخت افزار كامپيوتر با حوزه هاى فوق را به وضوح مى توان در بسيارى از محصولات از جمله ماشين هاى لباسشويى و خشك كن جديد هوشمند،دوربينهاى خودتنظيم،روبوت هاى صنعتى،خودروهاى مجهز به سيستم ترمز ضدقفل،ديسك درايوهاى كامپيوتر،فرهاى مايكروويو،تلفن هاى همراه،سيستم پخش ديجيتال،محصولات دفاعى مدرن و تجهيزات پزشكى شناسايى كرد كه مثال هايى از تركيب حوزه هاى مهندسى مذكور است،در واقع،پيشرفت روزافزون علوم فناورى اطلاعات،الكترونيك به خصوص الكترونيك قدرت،ريزپردازنده ها و همچنين سيستم هاى هوشمند،به همراه نياز روزافزون به توليد محصولات صنعتى با كيفيت بهتر،هزينه كمتر و زمان توليد كوتاه تر،افق جديدى را در طراحى و ساخت محصولات الكترومكانيكى، به همراه آورده است. اين فناورى كه براساس تجميع مهندسى مكانيك،الكترونيك،كامپيوتر و سيستم هاى كنترل است،مكاترونيك ناميده مى شود.
واژه مكاترونيك:
اين واژه تركيبى از دو بخش مخفف مكانيسم (مکا) ومخفف الكترونيك (ترونیک)است.براى اولين بار در اواخر دهه ۶۰ ميلادى توسط يك مهندس ژاپنى،كه در زمينه كنترل كامپيوترى موتورهاى الكتريكى در شركت ياسكاوا الكتريك تحقيق مى كرد معرفى شد.تاكنون تعريف هاى گوناگونى از مكاترونيك ارائه شده است كه مهمترين آن عبارت است از:(يك تركيب هم افزايانه از مهندسى مكانيك،الكترونيك،كامپيوتر و سيستم هاى كنترل و فناورى اطلاعات درطراحى و ساخت محصولات و فرآيندهاى صنعتى با دقت بالا)
در واقع مكاترونيك يك تفكر جديد در طراحى و توليد محصولات صنعتى است كه به مهندسان اجازه مى دهد تا با يكپارچه سازى حوزه هاى تخصصى ياد شده،از اولين مراحل طراحى و توليد،به خلق محصولاتى با كيفيت بهتر،قابليت اعتماد بالاتر،هزينه كمتر و در زمان كوتاهتربينديشند.
عناصر اصلى يك سيستم مكاترونيكى عبارتند از فرآيند مكانيكى يا الكترومكانيكى،حسگرها،محركه ها،ريزپردازنده ها و نرم افزار كنترل كننده سيستم.
درطراحى كلاسيك،اجزاى مختلف يك سيستم به طور جداگانه طراحى شده و سپس تجميع صورت مى گيرد ولى در مكاترونيك،اجزاى مكانيكى و الكتريكى به همراه استراتژى كنترلى از ابتدا به صورت يك سيستم يكپارچه در نظر گرفته مى شوند و اين به معناى مهندسى همزمان در طراحى است.نكته مهم در اينجا تفاوت مهندسى الكترومكانيك با مكاترونيك است.در مهندسى مكاترونيك با آن كه عموماً با سيستم هاى الكترومكانيكى سروكار داريم،نكته اساسى در حاكميت همزمان بودن طراحى،يكپارچه سازى و حتى بهينه سازى است،در حالى كه مهندسى الكترومكانيك لزوماً اين معنا را نمى دهد.
به عنوان مثال:
در تفكر مكاترونيكى ديگر جايز نيست يك سيستم را از ابتدا طراحى كنيد بدون آنكه به استراتژى كنترلى آن انديشيده باشيد.
در اينجا ممكن است اين سئوال پيش بيايد كه منظور از يكپارچه سازى چيست؟ به طور كلى بايد گفت كه يكپارچه سازى در دو بعد مطرح است:طراحى و توليد
در مرحله طراحى اجزا،اگر هماهنگى با ساير اجزاى سيستم در نظر گرفته شود قطعاً نتايج بهترى در پى خواهد داشت،به طور كلىروند طراحى مكاترونيكى با تحليل بازار و نيازهاى مشترى آغاز و سپس مشخصات مورد نياز محصول براساس تحليل هاى انجام شده،تعيين مى شود.
با آغاز روند طراحى،مرزهاى بين حوزه هاى گوناگون مهندسى كم رنگ شده و يكپارچه سازى اين حوزه ها ضرورى مى نمايد چرا كه محدوديت ها و تصميم گيرى ها در يك حوزه در واقع تابعى است از محدوديت ها و تصميم گيرى ها در حوزه هاى ديگر.
به عنوان مثال:در بحث كنترل موتورهاى الكتريكى امروزه ديگر براى كاهش زمان و هزينه توليد و بهبود كيفيت،طراحى موتور و درايو الكتريكى و كنترل كننده ديجيتال و حسگرها،همگى با هم در نظر گرفته مى شوند.
يكى از مسائل صنعتى-تحقيقاتى:روش هاى كنترل سرعت بدون استفاده از حسگرهاى سرعت،به منظور كاهش هزينه است،يعنى يك موتور الكتريكى را به يك مهندس كنترل مى دهند تا يك كنترل كننده سرعت بدون استفاده از حسگر سرعت طراحى كند.
كارهاى زيادى در اين زمينه انجام شده ولى بعد از مدت ها به اين نتيجه رسيده اند كه بهتر است از همان ابتدا،هنگام طراحى موتور الكتريكى،استراتژى كنترل بدون حسگر در نظر گرفته شود،يعنى موتور را طورى طراحى كنيم تا كنترل آن بدون حسگر خارجى تا حد زيادى آسان شود.
واضح است كه اين يكپارچه سازى باعث كاهش هزينه و زمان توليد محصول صنعتى خواهد شد.
بعد ديگر يكپارچه سازى،در مرحله توليد است.شماى كلى يك سيستم كلاسيك الكترومكانيكى شامل فرآيند مكانيكى،محركه ها و حسگرها و همچنين پردازشگر اصلى است در واقع الگوريتم كنترلى در پردازشگر اصلى اجرا مى شود.بسيارى از فرآيندهاى صنعتى كلاسيك در قالب فوق نمايش داده مى شوند.
در سيستم هاى مكاترونيكى،يكپارچه سازى اجزا در مرحله توليد،به دو روش انجام مى شود:يكپارچه سازى سخت افزارى و يكپارچه سازى نرم افزارى.
در يكپارچه سازى سخت افزارى،فرآيند مكانيكى به همراه حسگرها،محركه ها و پردازشگرها،به عنوان يك سيستم جامع در نظر گرفته مى شوند.در اينجا معمولاً خود حسگرها و يا محركه ها داراى پردازشگرهاى محلى هستند كه عموماً به آنها حسگرها و يا محركه هاى هوشمند اطلاق مى شود.در اينجا اجزاى سيستم داراى ارتباطات محلى بوده كه اين ارتباطات،معمولاً از طريق خطوط ارتباطى باس يا به صورت بى سيم است.
در يكپارچه سازى نرم افزارى،يك سيستم نظارتى يا به عبارتى كنترل كننده مركزى به منظور مديريت كل فرآيند،تشخيص خطا و بهينه سازى،بر كل سيستم نظارت مى كند كه در واقع به معناى پردازش اطلاعات در يك سطح بالاتر است.معمولاً اين سيستم نظارتى يك سيستم هوشمند است كه اين امر تصميم سازى براى بهبود عملكرد سيستم فيزيكى را قابل اجرا مى سازددر اينجا مى توان به اين نكته پى برد كه يكى از دلايل منحصر به فرد بودن محصولات مكاترونيكى،به كارگيرى قدرت محاسباتى بالا در خلق سيستم هايى است كه داراى كيفيت و قابليت اعتماد بسيار بالا هستند.
محصولات مكاترونيكى.
فناورى مكاترونيك در بسيارى از زمينه ها كاربرد روزافزونى پيدا كرده است كه در اينجا به بعضى از آنها اشاره مى كنيم.
در صنايع خودروسازى،استفاده از موتورهاى با كنترل الكترونيكى به جاى كنترل كننده سنتى آن يعنى كاربراتور،باعث بهبود عملكرد موتور و كاهش مصرف سوخت و آلودگى شده است،همچنين سيستم ترمزهاى ضدقفل،سيستم تهويه هواى اتوماتيك،فرمان هاى با كمك الكتريكى -هيدروليكى،خودروهاى الكتريكى وتركيبى. از ديگر كاربردهاى فناورى مكاترونيك در صنايع خودروسازى هستند.
در زمينه محصولات صنعتى با مصارف خانگى،مى توان به ماشين هاى لباسشويى و يا خشك كن جديد اشاره كرد كه عملكرد آنها با استفاده از كنترل هوشمند به منظور مصرف بهينه انرژى،صرفه جويى در مصرف آب و همچنين افزايش كيفيت،بهبود فراوانى يافته است.
در محصولات صنعتى با كاربرد ادارى،مى توان به چاپگرها و اسكنرهاى ليزرى،دستگاه هاى كپى ديجيتال و يا ديسك درايوهاى جديد اشاره كرد كه از جمله محصولات مكاترونيكى هستند.
در زمينه صنايع دفاعى مى توان به سيستم هاى هدايت موشك و يا سلاح هاى هوشمند اشاره كرد.
همچنين از ديگر محصولات مكاترونيكى،دوربين هاى خودتنظيم،ماشين هاى ابزار كامپيوترى و روبوت هاى صنعتى هستند كه تاثير فراوانى در كاهش هزينه و زمان توليد و بهبود كيفيت محصولات توليدى گذاشته اند.
آموزش مكاترونيك:
با توجه به گسترش نياز روزافزون صنعت به استخدام نيروهاى ماهر در مهندسى مكاترونيك،تربيت نيروى انسانى در اين زمينه بيش از پيش اهميت يافته است،نكته مهم و اساسى در آموزش مكاترونيك اين است كه يك مهندس مكاترونيك بايد داراى تخصص هاى چندحوزه اى باشد،
بدين معنا كه تسلط به اصول اساسى مهندسى مكانيك، الكترونيك،كامپيوتر و كنترل،براى او ضرورى است چرا كه بايد قابليت طراحى در حوزه هاى مختلف و در نهايت تجميع و يكپارچه سازى اين حوزه ها را داشته باشد.
هم اكنون در تعداد قابل توجهى از دانشكده هاى مهندسى برق و مكانيك در دنياگرايش مكاترونيك در سطوح كارشناسى و بالاتر ايجاد شده است.
هسته اصلى محتوى آموزشى مهندسى مكاترونيك،تركيبى از دروس اساسى گرايش هاى سيستم هاى كنترل، الكترونيك،كامپيوتر و مهندسى مكانيك است.
منبع:SSME

( گرد آورنده:وحید مقدادی
نويسنده:حسين سيروسي )

نوشته شده توسط ابوالفضل در دوشنبه بیست و هشتم مرداد 1387 ساعت 7:17 | لینک ثابت |

نوشته شده توسط ابوالفضل در جمعه چهارم مرداد 1387 ساعت 1:11 | لینک ثابت |

نوشته شده توسط ابوالفضل در جمعه چهارم مرداد 1387 ساعت 1:10 | لینک ثابت |

 

مک کارتی از جمله پیشروترین محققان در حوزه هوش مصنوعی است، ولی بیشتر شهرت وی به دلیل ابداع زبان LISP است که کاربرد گسترده ای را در حوزه هوش مصنوعی (AI) دارد. وی همچنین نخستین کسی است که به فکر استفاده اشتراک زمانی همه منظوره از کامپیوترها افتاد.

پروفسور جان مک کارتی در سال 1927 در بوستون متولد شد. وی درجه کارشناسی ارشد ریاضیات خود را در سال 1948 از انستیتو تکنولوژی کالیفرنیا دریافت کرد و با ادامه تحصیل در رشته ریاضیات، در سال 1951 مدرک دکترای خود را از دانشگاه پرنیستون اخذ نمود. وی سپس با ادامه تحصیل و مطالعه در رشته علوم کامپیوتر، درجه استادی خود را از دانشگاه استنفورد در سال 1962 دریافت نمود و از سال 1965 تا 1980 سرپرستی آزمایشگاه هوش مصنوعی همان دانشگاه را عهده دار بود.

مک کارتی در زمان مطالعه درخصوص هوش مصنوعی که وی از جمله بنیانگذاران آن محسوب می شود، زبانی را برای توصیف و توسعه آن با عنوان List Processing یا همان LISP ابداع نمود. این زبان در سال 1958 در دانشگاه MIT توسعه داده شد. مک کارتی در آن زمان معتقد بود که می توان کاری کرد که ماشین نیز هوشی همانند هوش انسانی داشته باشد و LISP زبانی است که می تواند این هوش را توصیف کند.

البته علاقمندی مک کارتی به مقوله هوش مصنوعی به قبل از این دوران برمی گردد. وی در سال 1948 از کارهای جان فون نویمان (پدر منطق کامپیوترهای امروزی) مطلع می شود به آن علاقمند می گردد. ولیکن آنچه وی به آن می اندیشید آن بود که می توان یافته های فون نویمان را به نحوی به کار بست که بتوان هوش انسانی را روی ماشین شبیه سازی نمود. او در اواسط دهه پنجاه میلادی با کمک مالی بنیاد راکفلر، کار روی شبیه سازی هوش انسانی را آغاز کرد و بدین ترتیب هوش مصنوعی زاده شد.

در سال 1956، مک کارتی با همکاری کلود شانون و ماروین مینسکی یک کارگاه آموزشی را با موضوع هوش مصنوعی برگزار می کند و این موضوع را در آنجا مطرح می نماید. پس از آن که موضوع هوش مصنوعی به طور جدی مطرح می گردد، مک کارتی کار روی بازی های هوشمندانه ماشینی را آغاز می کند و از حاصل این کار، زبان LISP پدیدار می گردد، زبانی برای توصیف خواسته های هوشمندانه از ماشین. زبان LISP به جای آن که از منطق ریاضی و کار روی اعداد استفاده کند، علامات و سمبل ها را به اشیاء تغییر می دهد، یعنی از تعدادی لیست برای توصیف منطق کاری برنامه بهره می برد و در نهایت، خروجی این زبان تعدادی جمله یا عبارت توصیفی خواهد بود.

البته امروزه هم از شکل های تازه تری از زبان LISP در سیستم های خبره (Expert) و برنامه های پردازش زبان طبیعی(NLP) استفاده می شود. در ضمن این زبان به قدری سطح بالا بود که تازه در اواخر دهه هشتاد میلادی کامپیوترهایی پدید آمدند که توان کامل پردازش دستورات این زبان را داشتند.

همه کسانی که نخستین گام ها را در راه معرفی هوش مصنوعی برداشتند، یک هدف را در سرداشتند و آن رساندن سطح هوش ماشینی به سطح هوش انسانی بود. اما امروزه می دانیم که مطالعه در زمینه هوش و درک عملکرد آن، بسیار پیچیده و دشوار است. اکنون موضوع هوش را می توان از دو جنبه بررسی نمود. جنبه نخست آن است که آگاهی از جهان اطراف چگونه به دست می آید و چگونه می توان از یافته ها، و حقایق نتیجه گیری هوشمندانه نمود. یک سیستم هوشمند نیازمند دریافت دانسته ها، تئوری هایی تخمینی و غیرمشخص از اطراف است. ولیکن از چیزهایی که به طور دقیق و نامشخص تعریف شده اند، بایستی نتایج دقیقی استنتاج گردد. جنبه دیگر این بررسی، حالت کشف و شهود هوشمندانه است. یعنی باید به طریقه کشف و شهود، راهی به سمت مقصد یافت که این راه از میان هزاران راه ممکن و غیرممکن بایستی انتخاب گردد. این موضوعات هنوز هم دلمشغولی های مک کارتی هستند و راه حل های دقیقی برای حل آن ها یافت نشده است.

جان مک کارتی، پروفسور دانشگاه استنفورد، با انتشار صدها مقاله در حوزه کامپیوتر و هوش منصوعی و انتشار کتاب "فرموله کردن احساسات عمومی" تاکنون جوایز و مدال های متعددی را نیز کسب کرده است. جایزه انجمنACM، جایزه تورینگ، جایزه انجمن هوش مصنوعی آمریکا، جایزه پژوهش برگزیده در حوزه هوش مصنوعی، جایزه کیوتو و مدال ملی علوم از این جمله اند. وی همچنین عضو آکادمی علوم و هنر و آکادمی ملی مهندسی و آکادمی ملی علوم نیز می باشد.

منبع:

ماهنامه شبکه ؛ علیرضا صالحی

نوشته شده توسط ابوالفضل در جمعه چهارم مرداد 1387 ساعت 1:9 | لینک ثابت |

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

ادامه مطلب

نوشته شده توسط ابوالفضل در جمعه چهارم مرداد 1387 ساعت 1:9 | لینک ثابت |

علم رباتیک از سه شاخه اصلی تشکیل شده است
ادامه مطلب

نوشته شده توسط ابوالفضل در جمعه چهارم مرداد 1387 ساعت 1:7 | لینک ثابت |

نوشته شده توسط ابوالفضل در جمعه چهارم مرداد 1387 ساعت 1:5 | لینک ثابت |