مفاهیم پایه انقلاب صنعتی چهارم؛ رباتیک (Robotic)
خشایار خدایی
رباتیک شاخه‌ای میان‌رشته‌ای از مهندسی و علم است که شامل مهندسی مکانیک، مهندسی برق و علوم رایانه و چند رشته دیگر می‌شود. رباتیک شامل طراحی، ساخت، راه‌اندازی و استفاده از ربات‌ها می‌شود، همچنین مانند سیستم‌های رایانه‌ای، کنترل، بازخورد حسگرها و پردازش اطلاعات نیز در این گروه قرار می‌گیرند.
رباتیک (Robotic)
فناوری‌های رباتیک استفاده می‌شوند تا ماشین‌ها را به‌گونه‌ای ارتقا دهند که جایگزین انسان گردند. ربات‌ها می‌توانند در هر موقعیت و برای هر منظوری به کار بروند ولی امروزه بسیاری از آن‌ها در محیط‌های خطرناک (مانند تشخیص و غیر فعال‌سازی بمب‌ها)، فرایندهای تولید یا مکان‌هایی که انسان قادر به حیات نیست، استفاده می‌شوند. ربات‌ها می‌توانند به هر شکل و قیافه‌ای باشند ولی بعضی از آن‌ها طراحی می‌شوند تا شبیه انسان به نظر برسند. گفته می‌شود که این کار به این دلیل صورت می‌گیرد تا رفتارهای این ربات‌ها که از مردم عادی تقلید می‌شود، بیشتر مورد قبول قرار گیرد. تلاش می‌شود که ربات‌های انسان‌نما بتوانند راه رفتن، حرف زدن، شناختن و مخصوصاً هر چیزی را که انسان می‌تواند انجام دهد، تقلید کنند. خیلی از ربات‌های امروزی که از طبیعت الهام گرفته‌شده‌اند، در پهنه ربات‌های مقلد موجودات زنده قرار می‌گیرند.
ایده ایجاد ماشین‌هایی که بتوانند به شکل خودکار کار کنند، به دوران قدیم بازمی‌گردد ولی تحقیق اساسی در مورد به کاربرد رساندن و استفاده‌های بالقوه از ربات‌ها تا قرن بیستم انجام‌نشده بود. در طول تاریخ بارها خاطرنشان شده است که یک روز ربات‌ها خواهند توانست رفتار انسان‌ها را تقلید کنند و کارها را به شیوه مشابه انسان انجام دهند. امروزه رباتیک یک حوزه از علم با رشد سریع است هم‌زمان با ادامه پیشرفته‌ای تکنولوژی؛ تحقیق، طراحی و ساخت ربات‌های جدید در خدمت اهداف عملی متعددی در حوزه‌های خانگی، صنعتی و نظامی انجام می‌گیرد. بسیاری از ربات‌ها برای انجام شغل‌های خطرناک برای مردم انجام‌وظیفه می‌کنند، مانند کار کردن در خنثی‌سازی بمب، یافتن بازمانده‌های زیر آوارهای غیر پایدار، مین‌یابی یا جستجوی کشتی‌های غرق‌شده.
استفاده از ربات‌ها برای آسان کردن کارها و از بین بردن تهدیدهای انسانی و خطاهای انسانی است.
به همین دلایل کاربرد ربات‌ها بسیار گسترده شده است و در مکان‌های مختلفی از آن‌ها استفاده می‌شود مانند چند مورد زیر:
رباتیک در صنعت
وقتی قابلیت‌های ربات‌ها بیشتر به چشم می‌آید که ربات‌ها با انسان‌ها را مقایسه کنیم. بسیاری از ربات‌ها از انسان‌ها سریع‌تر و دقیق‌تر و بدون اشتباه‌تر کارها انجام می‌دهند و این موضوع زمانی جالب می‌شود که طبق تحقیقات انجام‌شده یک کارگر جوشکار ۱۰-۳۰ درصد زمان به جوشکاری می‌پردازد ولی در ربات‌ها ۵۰-۷۰ درصد زمان را به جوشکاری اختصاص می‌دهند که این نشان‌دهنده راندمان ۳ برابری ربات‌های جوشکار نسبت به انسان‌ها است. در ادامه با ربات‌ها`ی صنعتی بیشتر آشنا خواهیم شد.
رباتیک در اکتشاف و شناسایی
ازآنجاکه اکتشافات و شناسایی‌ها خصوصا در مکان‌های جدید خطرات بسیاری دارد. برای همین در چنین اکتشافاتی از ربات‌ها و دانش رباتیک کمک می‌گیرند.
به‌عنوان‌مثال حدود ۶ سال از فاجعه نیروگاه اتمی فوکوشیما در ژاپن می‌گذرد و آن‌قدر تشعشعات هسته‌ای بالا است که انسان نمی‌تواند در آنجا کاری کند برای همین برای پاک‌سازی از ربات‌ها کمک می‌گیرند. ربات‌ها دیگر مثل ربات مریخ‌نورد و ربات‌های که در عمق اقیانوس‌ها در حال اکتشاف هستند از این نوع دسته ربات‌ها به‌حساب می‌آیند.
ربات انباردار
فروشگاه آمازون در حال حاضر از ربات‌های انباردار برای جابه‌جایی وسایل سنگین از جایی به جایی دیگر در انبار‌های خود استفاده می‌کند. فروشگاه خرید آنلاین آمازون قصد دارد در آینده‌ای نزدیک برای شناسایی کالاها در قفسه‌ها و جابه‌جا کردن آن‌ها از ربات استفاده کند.
فروشگاه آنلاین دیجی‌کالا هم می‌خواهد در حوزه فرستادن کالاها به صورت رباتیک اولین فروشگاهی در ایران باشد که چنین کاری را انجام می‌دهد.
” اقتصادالکترونیکی“ آخرین و به روزترین محتوی در اقتصاددیجیتال
ربات صنعتی
ربات صنعتی ربات صنعتی بر اساس تعریف استاندارد ISO 8373 بازویی است چندمنظوره با امکان برنامه‌ریزی مجدد و کنترل خودکار که حداقل در سه محور قابل برنامه پذیری می‌باشد. این‌گونه ربات‌ها اغلب در صنعت و تولید انبوه کاربرد دارند. ربات صنعتی و ماشین‌آلات صنعتی امروزه بخش جدانشدنی از خط تولید کارخانه‌ها هستند و کار را برای کارخانه‌داران راحت‌تر و سودمندتر می‌کنند استفاده از ربات‌ها مزایای زیادی دارد که از آن جمله می‌توان به موارد زیر اشاره کرد
– ربات‌ها خسته نمی‌شوند و بی‌وقفه و ۲۴ ساعته و بدون تعطیلی می‌توانند کار کنند.
– ربات‌ها وقت ناهار و نماز و شام و … ندارند.
– ربات‌ها نیاز به بیمه تامین اجتماعی نداشته و حقوق بازنشستگی و سنوات و عیدی و … نمی‌خواهند.
– ربات‌ها نه‌تنها کار را بهتر و باکیفیت‌تر و یکنواخت‌تر انجام می‌دهند بلکه با ذخیره‌ی چند موقعیت خاص در حافظه و حرکت به آن موقعیت‌ها در زمان‌های مختلف، سرعت بالاتری نسبت به انسان داشته و کمیت تولید را نیز بالا می‌برند
– با اندکی تغییر می‌توانند وظایف مختلفی را انجام دهند و در قیمت دیگری از خط تولید انجام‌وظیفه نمایند.
– کاری که به آن‌ها محول شده بدون کم‌کاری انجام می‌دهند و چیزی از کار کم نمی‌گزارند.
به‌طور مثال یک ربات که اشیا را از یک جا به جای دیگر منتقل می‌کند، احتمالاً از یک برنامه‌ی ساده‌ی بردار و بگذار تبعیت می‌کند که بر اساس آن، شی را از مکان اولیه برمی‌دارد و به نقطه‌ی دوم انتقال می‌دهد.
تکامل در ربات‌ها به صورتی بود که باید یک ربات مجموعه‌ای از کارهای تخصصی خود را انجام می‌داد زیرا اگر قرار بود هر ربات کاری جزئی انجام دهد مراحل پروسه تولید طولانی شده و فضای بیشتری را اشغال می‌کردند. به صورتی که اولین پیشرفت عمده در ربات‌های مکانیکی بود برای مثال طراحی گیربکس و جایگزین کردن بال اسکرو برای ران و شانه و درنتیجه حرکت‌شناسی در راستای استفاده از فضای بهتر بود اما از سویی دیگر تغییر قابل‌توجهی در سیستم‌های برق آن‌ها به وجود آمد و موتورهای جریان مستقیم (DC) جای خود را به موتورهای با جریان متناوب (AC) دادند، زیرا این موتورها از گشتاور بالاتری برخوردار بوده و ازنظر فیزیکی کوچک‌تر هستند همچنین دارای مزایای دیگری مانند طول عمر بالاتر و نگهداری آسان‌تر می‌باشند و با خواص صنعتی همسوترند. این انقلاب الکتریکی در ربات‌های صنعتی باعث انعطاف‌پذیری بیشتری در فضاهای صنعتی گردید.
دیگر زمان این بود تا مفهوم نیاز نسبت به ربات کامل گردد این امر با ماژولار شدن ربات‌ها شکل گرفت و ربات‌ها به ماژول‌هایی همچون پایه، بازو و مچ دست برای بهینه‌سازی استفاده ربات در صنعت تحول ایجاد کردند.
جهت مشاهده ودانلود فایل pdf ماهنامه ” اقتصاد دیجیتال” اینجا کلیک نمایید.
شاخص‌های فنی ربات‌های صنعتی
• تعداد محور: جهت دستیابی به هر نقطه دلخواه در یک صفحه، دو محور حرکتی ضروری است. برای دسترسی به هر نقطه دلخواه در فضا به سه محور موردنیاز می‌باشد. جهت کنترل کامل راستای آخرین بند بازوی ربات به سه محور دیگر نیز احتیاج است. ازاین‌رو ربات‌های صنعتی اغلب دارای ۶ محور حرکتی هستند. در برخی کاربردها بنابر محدودیت‌های تجاری، دقت یا سرعت برخی از محورها حذف می‌شوند.
• درجات آزادی
• فضای کاری: محدوده‌ای که ربات قادر به دسترسی به آن نقاط می‌باشد. این فضا در ربات‌های بندبند حدوداً به صورت یک کره می‌باشد که شعاع آن را به‌عنوان اندازه فضای کاری بیان می‌کنند. در فهرست‌های ربات‌ها نیز مقطع دوبعدی از این فضا به صورت یک منحنی بسته رسم می‌شود.
• ظرفیت وزنی: حداکثر وزن ابزار با قطعاتی که توسط بند انتهایی بازو قابل‌حمل هستند، بدون آنکه به دقت و سرعت ربات لطمه‌ای وارد شود.
• سرعت: حداکثر سرت حرکت هر یک از محورها.
• شتاب: حداکثر شتاب قابل ارائه به هر یک از محورهای ربات با وجود بار مشخص. در کاربردهایی نظیر بردار و بگذار،
• تکرارپذیری: عبارت است از مقدار اختلاف مکانی ربات در چندین بار حرکت به یک نقطه.
• دقت: میزان اختلاف مابین مختصات عددی یک نقطه در نرم‌افزار ربات و مکانی که ربات در واقعیت به آن حرکت کرده است.
رایج‌ترین کاربردهای ربات‌های صنعتی شامل موارد زیر می‌باشد:
• جوشکاری نقطه‌ای (جوش مقاومتی) و قوس الکتریکی
• پوشش قطعات و سطوح و پاشش رنگ
• جابجایی و انتقال اشیاء و قطعات بین چند ایستگاه کاری
• بسته‌بندی محصولات و چیدمان در جعبه و پالت
• برش‌کاری با فرز، لیزر و واترجت
• پرداخت و سایش سطوح قطعات
به‌عنوان‌مثال در سال ۱۹۹۰ ربات‌های صنعتی به چالش‌هایی دعوت شدند. شرکت سوئدی ABB نسل جدیدی از ربات‌های رنگ‌آمیزی خود را رونمایی نمود تا تحولی در خطوط تولید خودرو ایجاد کند این روبات‌ها تا به امروز مشغول رنگ‌آمیزی خودرو‌های تولیدی‌اند. این سیستم با بهره‌گیری از کارتریج رنگ به‌منظور کاهش رنگ و مواد زائد حلال و درنتیجه باعث کاهش هزینه‌ها و کاهش تولید گازهای گلخانه‌ای گردید.
آلودگی ایجادشده از روند نقاشی باعث شده تا فناوری‌های نوآورانه به کار بسته شود تا جایی‌که انسان را به‌طور کامل از سالن‌های رنگ دور نگه دارد بنابراین ربات‌های اتوماتیک رنگ روانه بازار شدند.
منابع:
https://fa.wikipedia.org
http://robotek.ir
http://asanrobot.com
پایگاه خبری فناوری هوشمند رسانه تخصصی فناور‌های نوین و انقلاب صنعتی چهارم Industry 4.0
