والروبوتتقنيات التحكم الرقمي

الرئيس أوباما مع الروبوت

املفاهيمالخاطئةعــن

الروبوت

آلة ميكانيكية فيأن الروبوت هو •.إنسان بشري صورة

آلة ذات قوة خارقة أقوى من •

ي فعدو خطير اإلنسان وانه سيكون .املستقبل

بعض أفالم الخيال العلمي تصور •قدرات الروبوتات كأنها آلهة، وتكسبها

خارقة، أو أنها ذات مستويات ذكاء ك تمتلأعلى من ذكاء البشر، أو أنها

.املشاعر واألحاسيس

إذا ما هو تعريف الروبوت

:توجد عدة تعريفات، لعل أنسبها أن الروبوت هو

، يقومبتنفيذ جهاز ميكانيكي متحكم به إلكترونيا

عن اإلنسان.األعمال بدال

في اروبوتسجل التاريخ أول ملصنع صناعي استخدم فعليا

تبع ذلك (UNIMATE)( يونيمايت)أطلق عليه اسم .تطويرات كثيرة

تعريف الروبوت

ي الروبوت فالعالم الحقيقي

ناعيالتطبيقات الصناعية أو الروبوت الص

استكشاف األماكن البعيدة

تنفيذ املهام الخطرة

التطبيقات العسكرية واألمنية

الروبوت وعالم التسلية والترفيه

الصناعيالروبوتالتطبيقات الصناعية أو

التطبيقات الصناعية أو الروبوت الصناعي

:تبرز أهمية الروبوتات في خطوط اإلنتاج في التالي

.ثبات مستوى الجودة( 1

.ثبات مستوى اإلنتاجية( 2

.تخفيض التكلفة( 3

.العمل اآلمن في الظروف الخطرة ( 3

التطبيقات الصناعية أو الروبوت الصناعي

ينبغي اإلشارة إلى أن استخدام الروبوتات في املصانع

:له بعض السلبيات التي تتلخص في التالي

.ارتفاع التكلفة التأسيسية( 1

.الحاجة إلى خبرات أعلى( 2

.الحاجة إلى خطة تقنية كاملة( 3

في عمليات استكشاف األماكن البعيدة التي يصالربوتاتتؤدي هاما

عب على دورا

.اإلنسان الوصول إليها

استكشاف األماكن البعيدة

:أمثلة

عمليات إطفاء الحرائق ( 1ات التي ينتج عنها تسرب غاز

.سامة

البحث عن املتفجرات ( 2.والقنابل وتدميرها

.التعامل مع املواد املشعة( 3

تعقيم األماكن امللوثة ( 4باألمراض املعدية أو املواد

.الكيماوية

تنفيذ املهام الخطرة

التطبيقات العسكرية واألمنية

.ولك بتزويدها بالكاميرات واجهزة االستشعارعمليات املراقبة واالستكشاف 1)

.من خالل تزويدها بكاميرات التجسس واجهزة التصنتعمليات التجسس 2)

.في حال تزويدها باالسلحة القتاليةالعمليات القتالية 3)

وعالم التسلية والترفيهالروبوت

دقائق8(1)ورقة عمــــــــــلجماعي تمرين

كرمعالتعاون ب.الحقيقيالعالمفيمتعددةمجاالتفيالروبوتلتطبيقاتأمثلةالكتابفيذ

.الواردةالتطبيقاتمنتطبيقلكلأضافيمثالأذكري مجموعتكأفراد

مثالالتطبيقم

التطبيقات الصناعية1

استكشاف األماكن البعيدة2

تنفيذ املهام الخطرة3

يةالتطبيقات العسكرية واألمن4

رفيه تطبيقات عالم التسلية والت5

مثالالتطبيق

التطبيقات

الصناعية

ب الروبوت في أعمال البناء والتشييد، طلي الهياكل، في العمال األشغال الصعبة، فهو يلحم املعادن، وييجن

، وينقل االرتفاعات الشاهقة؛ ويفك ويجمع دعائم البناء، ويسوي الخرسانة وبعض األرضيات والحوائطد أنابيب الصرف الصحي واملياه، في ش

. بكات املرافقمواد البناء، ويشق األنفاق، ويحفر تحت املاء، ويمد

، واستمت بارتفاع جودتها وقلة واسعا

.نفقتهاومن الروبوتات ما ينش ئ املساكن، التي القت قبوال

استكشاف األماكن

البعيدة.من الداخلذاتي التحكم ويتمكن من املسح املائي والولوج في األنابيب لفحصهااملائي مثل الروبوت

تنفيذ املهام الخطرة.الروبوت القادر على دخول بركان نشط لجمع معلومات أو مبنى مشتعل للبحث عن ضحايا

على سالمة اإلنسان.الروبوت ذو الذراع يقوم بالتعامل مع املعدن املذاب حفاظا

التطبيقات

واألمنيةالعسكرية

ألشعة تحت روبوت يتم التحكم فيه عن بعد مزود بكاميرات أمامية وخلفية وضوء االروبوت الشرطي وهو .

.ة للخطرالحمراء ومكبر صوت للبحث عن املجرمين والعثور على أماكنهم دون تعريض حياة ضابط شرط

لية تطبيقات عالم التس

والترفيه

ربوت يمثلك في غيابك-

ابعة األطفال الروبوت املنزلي والذي يساهم في التنظيف وتنظيم املواعيد وقراءة القصص واألخبار ومت-

وغيرها

دقائق8 جماعي تمرين

الروبوتداماستخوسلبياتايجابياتوردتالحقيقي،العالمفيالروبوتلتطبيقاتقراءتكبعد:التالينفذمجموعتكأفرادمعبالتعاون .الصناعيةالتطبيقاتضمن

املجاالت؟بقيةعلىتعميمهايمكنوالسلبياتاإليجابياتهذهمنأي-1.املجاالتكافةفيالروبوتالستخدامأخرى وسلبياتإيجابياتاضافةيمكنهل-2

السلبياتاإليجابيات

ارتفاع التكلفة التأسيسيةالعمل في الظروف الخطرة

الحاجة إلى خبرات أعلىالعمل ثبات مستوى حودة

القدرة على التفكيرعدمإنجاز أقصر للعمل

واألحاسيسإنعدام املشاعر مرونة وسهولة في البرمجة

(2)ورقة عمــــــــــل

دقائق10جماعي تمرين

تتوزععية،الصناللروبوتاتاليابانيةالجمعيةوضعتهالذيللروبوتاليابانيالتصنيفوفقفيناسبهايبمااألول العمودفيالعبارةصلمجموعتكأفرادمعبالتعاون .فئاتستالىالروبوتات

الثانيالعمودم

آلية العملاملصطلحنوع الروبوت

1Intelligent Robot1يتحكم به يدويا1ضمن في جهاز الحاسب وتن

فذ جميع الخطوات والعمليات ت

وفق تتابع مطلوب

2Numerical Controlينفذ عمليات محددة التتابع2Robot

2ها عند يسجل ويحتفظ بالخطوات وينفذ الخطوات التي تعلم

إعادة التشغيل

يتم تشغيله وتحريكه بواسطة مشغل بشري 3Playback Robot3عينفذ عمليات متغيرة التتاب3

4Manual Control Devices4متعلمروبوت4ديل ينفذ عمليات متتالية ويمكن تغييرها دون الحاجة لتع

.تصميم الروبوت

مع الظروف املتغيرة ف5Fixed Sequence Robot5ربوت بتحكم رقمي5ي بيئة العملينجز العمل املطلوب متكيفا

6Variable Sequenceربوت ذكي6Robot

6صميم ينفذ عمليات متتالية ال يمكن تغييرها إال بتعديل ت

.الروبوت

(3)ورقة عمــــــــــل

143432

256521

364615

مآلية العملاملصطلحنوع الروبوت

يتحكم به يدويا11

Intelligent Robot

1ضمن في جهاز الحاسب وتنفذ وفق تت

ابع مطلوبجميع الخطوات والعمليات ت

ينفذ عمليات محددة التتابع22Numerical Control

Robot

2لتشغيليسجل ويحتفظ بالخطوات وينفذ الخطوات التي تعلمها عند إعادة ا

3عينفذ عمليات متغيرة التتاب3Playback Robot

يتم تشغيله وتحريكه بواسطة مشغل بشري 3

متعلمروبوت44

Manual Control Devices4

.م الروبوتينفذ عمليات متتالية ويمكن تغييرها دون الحاجة لتعديل تصمي

مع الظروف املتغيرة في بيئة العم5Fixed Sequence Robot5ربوت بتحكم رقمي5لينجز العمل املطلوب متكيفا

ربوت ذكي66Variable Sequence

Robot

6.وتينفذ عمليات متتالية ال يمكن تغييرها إال بتعديل تصميم الروب

تصنيف الروبوتات(الصناعيةالجمعية اليابانية للروبوتات وفق )

:1الفئة •ويتمتع الجهاز بدرجات متعددة من . (Manual handling devices)أجهزة يتحكم بها يدويا

. حرية الحركة، ولكن يتم تشغيله وتحريكه بواسطة مشغل بشري

ويقوم الجهاز هنا بتنفيذ . (Fixed sequence robot)روبوت لتنفيذ عمليات محددة التتابع : 2الفئة • من تكوين الجهاز

غيير ما يقوم ويصعب ضمن هذه الفئة ت. عمليات متتالية وفق تتابع أو خطة عمل تكون جزءا

.به الروبوت إال من خالل تعديل تصميم وبنية الروبوت

ويقوم الجهاز بتنفيذ . (Variable sequence robot)روبوت لتنفيذ عمليات متغيرة التتابع : 3الفئة •لجهد دون عمليات متتالية وفق تتابع أو خطة عمل مع إمكانية تغيير التتابع أو خطة العمل بعد بذل بعض ا

.الحاجة إلى تعديل تصميم وبنية الروبوت

حالة التعلم : ويمكن للروبوت هنا أن يكون في حالتين. (Playback robot)الروبوت املتعلم : 4الفئة •. والتسجيل، وحالة إعادة التنفيذ

: 5الفئة •وجميع الروبوتات الحديثة ضمن . (Numerical control robot)روبوت يتم التحكم به رقميا

. (Computer controlled robot)هذه الفئة يتم التحكم بها بواسطة الحاسب

وهذه الفئة هي مستوى متطور من الروبوتات التي يتم . (Intelligent robot)الروبوت الذكي : 6الفئة •ة به، ومن ثم إنجاز ويتمتع الروبوت في هذه الفئة باملقدرة على فهم البيئة املحيط. التحكم بها بواسطة الحاسب

.العمل املطلوب منه مع التكيف مع الظروف املتغيرة في بيئة العمل

نظام التحكم

بأنه جهاز أو مجموعة من ( A control system)يعرف نظام التحكم

. األجهزة يدير ويتحكم في تصرف جهاز أو نظام آخر

فئتان

ن رئيستان م

منظم التحك

نظام التحكم ذو دائرة مفتوحة

open loop control system) ،

نظام التحكم ذو دائرة مغلقة

close loop control system

نظام التحكم ذو دائرة مفتوحة

يجة تغير نتالدائرة املفتوحة تحدث عملية التحكم في نظام التحكم ذي . مدخالت النظام فقط

:أمثلة لنظم التحكم ذي دائرة مفتوحة

نظام التهوية باملروحة الكهربائية•

املكنسة الكهربائية•

التحكم ذي دائرة مغلقةنظام ي في نظام التحكم ذي الدائرة املغلقة فإن عملية التحكم تأخذ ف

ك من االعتبار واقع مخرجات النظام باإلضافة إلى مدخالت النظام وذلfeedbackخالل دائرة تغذية راجعة

ى التي األول: يقوم نظام التحكم باستمرار بعمل مقارنة بين إشارتينبناء و . تعكس قيمة مدخلة، والثانية ناتجة من دائرة التغذية الراجعة على هذه املقارنة ترسل إشارة إلى النظام املتحكم به لينفذ ع

محددا

مال

.بصورة معينة

النظام الذييتحكم فيه

مخرجاتمدخالت

تغذية راجعة

+

-

أمثلة لنظام التحكم ذي دائرة مغلقة

.نظم التكييف

املضخة اآللية لرفع املاء من الخزان.األرض ي إلى الخزان العلوي

.الطيار اآللي

.الروبوتات

الحاسب(نظام التحكم)

نظام السونار لتحديد املسافات

نظام الرؤية (الكاميرات)

نظام االستشعار (الحساسات)

نظام الحركةأو األقدام

الذراع

قبضة اليد

نظام توليد األصوات

نظام توليدالكالم

بوتاملكونات الرئيسية للرو

وتنماذج لقبضات اليد في الروب

دقائق10(3) ورقة عمل جماعي تمرين

:مع أفراد مجموعتك التساؤالت الستة التاليةناقش

يكون أذكى من اإلنسان؟يمكن للروبوت أن هل ( 1

هل يمكن للروبوت أن يكتسب املشاعر واألحاسيس؟( 2

هل يمكن للروبوتات أن تتسبب في بطالة البشر؟( 3

،هي يمكن في املستقبل أن تتحكم الروبوتات في حياة البشر( 4

يحدث هذا األمر؟حتى ال وما الذي يجب فعله

للبشر؟( 5هل يمكن للروبوت أن يصبح عدوا

هل تتوقع أنه توجد حياة متقدمة على كواكب أخرى يمكنها ( 6

؟تصنيع روبوتات محاربة وترسلها لغزو األرضمن

أفضل جوابالتساؤل

1هل يمكن للروبوت أن يكون أذكى من

اإلنسان؟

منالعلماءتمكنذلكعلىوالدليل.املتاحةاملعلوماتعلىبناءالقراراتأفضلاتخاذالذكاءمنالقصدكانإذا.نعممقاييسأحدبةاللعهذهوتعتبر.الشطرنجلعبةفيالعالمبطلهزيمةأمكنهالذيفيهالبرنامجوتطويرحاسببناء

.واآللةاإلنسانبينالذكاء

2اعر أن يكتسب املشللروبوتهل يمكن

واألحاسيس؟

يخضعالز ماواملجالالبشر،فيتتكون وكيفواألحاسيساملشاعركنهبعديدركوالمالعلماءأنذلكوسبب.ال

.واألحاسيساملشاعرتكتسبلكياآللةبرمجةالقريباملستقبلفييصعبلذا.واألبحاثللدراسات

3بطالة هل يمكن للروبوتات أن تتسبب في

البشر؟

هذهفيعاملينالمناآلالفعناالستغناءفيالسياراتتجميعخطوطفيالصناعيالروبوتاستخدامتسببوقد.نعم

.املصانع

4

هي يمكن في املستقبل أن تتحكمالروبوتات في حياة البشر، وما الذي

يجب فعله حتى ال يحدث هذا األمر

الجوانبراعاةمهنااملهمومن.حياتهجوانبمختلفتسييرفيالتقنيةعلىاإلنساناعتمادزيادةبسببوذلك.نعم

أكثرالحياةتصبحفبدونهماالحياة،جوانبفيالتقنيةتوظيفعندواألخالقيةاإلنسانية.تعقيدا

ولنتخيل.فريناملساجميعخاللهيعبرالذياملطاراتفيواألسلحةاملعادنعنالكشفجهازاملثالسبيلعلىولنأخذأصول منأومعينةجنسيةمنمسافريدخلهعندماحساسيةأكثرليكون الجهازهذهببرمجةغربيةدولةتقومأن

فيالتحكمنماآللةنمكنفإنناوهنا.الغربيةالجنسياتمنمسافريدخلهعندماحساسيةأقليكون حينفيمعينة،

.العنصريةعلىمبنيةبمعاييراآللةتغذيةمعاإلنسانحياة

5 هل يمكن للروبوت أن يصبح عدوا

للبشر؟

والءاتهمببحسالبعضلبعضهمأعداءهموالبشر.برمجتهافيويتحكميصنعهامنفيهايتحكمآلةالروبوتإن يكون أنللروبوتيمكننعم،:هياإلجابةفإنلذا.وانتماءاتهم

هممنالروبوتفييتحكمكانإذاالبشرمنلفئةعدوا

.البشرمنالفئةهذهأعداء

6

ى هل تتوقع أنه توجد حياة متقدمة علات تصنيع روبوتكواكب أخرى يمكنها

محاربة وترسلها لغزو األرض؟

.ذلكيمنعاماالسالميةعقيدتنافييوجدالولكن.أخرى كواكبعلىحياةوجوداثباتمناآلنحتىالعلميتمكنلمكواكبىعلحياةوجوداحتمالإلىاآليةهذهفيإشارةهناكيكون وقد.(تعلمون الماويخلق..):تقول الكريمةواآلية

.الكون فيأخرى

شاكرةحسن تفاعلكن