دانلود پروژه ربات مسیریاب (docx) 88 صفحه

دسته بندی : تحقیق

نوع فایل : Word (.docx) ( قابل ویرایش و آماده پرینت )

تعداد صفحات: 88 صفحه

قسمتی از متن Word (.docx) :

2129155-5778500 دانشگاه پیام نور استان تهران مرکز شمیرانات پروژه دوره کارشناسی در رشته مهندسی برق – گرایش الکترونیک ربات مسیریاب استاد راهنما : …………… توسط : …………… 280924040384600نیمسال ...... center443230 285205773206300 دانشگاه پیام نور استان تهران مرکز شمیرانات پروژه برای دریافت درجه کارشناسی در رشته مهندسی برق - گرایش الکترونیک عنوان پروژه : ربات مسیریاب استاد راهنما : …………… توسط : …………… 275408656297300نیمسال ....... چکیده انسان از گذشته های دور برای انجام کارهای مشکل و خطر ناک وسایل مختلفی را ساخته و به مرور زمان به آن تکامل بخشیده است . این وسایل اگر چه در انجام کارهای خطر ناک و مشکل کمک شایانی به انسان کرده اما با پیشرفت تکنو لوژی نیاز انسان به وسایل هوشمند بسیار احساس شد تا بتوانند در مواقع حساس و خطرناک تصمیمات مناسبی متناسب با نوع برنامه آن بگیرند . این وسایل امروزه تحت عنوان رباتهای هوشمند مورد استفاده قرار می گیرند . رباتها دارای انواع مختلفی می باشند . انواعی از آنها برای کارهای تک منظور ه برنامه ریزی شده اند و هوشمند نمی باشند مانند انواع رباتهایی که در صنایع از جمله صنایع از جمله صنایع اتومبیل سازی ، صنایع غذای و ... استفاده می شوند انواع دیگر این رباتها که هوشمند می باشند برای کارایی از قبیل اکتشاف در کرات دیگر ، دریانوردی و ... استفاده می شوند . لازم به توضیح است که منظور از هوشمند بودن رباتهای فوق این است که این رباتها از قبل برنامه ریزی شده اند و در مواقع حساس تصمیم مناسب را می گیرند امروزه شبکه های عصبی و منطق فازی با عث تحول شگرف در هوش مصنو عی شده اند . ربات مسیر یاب باید بروی یک سطح سفید که یک خط مشکی بر روی آن کشید ه شده حرکت کند و به هر کجا خط مشکی می رود ربات هم برود در این میان ممکن است بریدگیهای به عرض کوچک و یا مسیر های با زاوریه ۹۰در جه وجود داشته باشد که ربات باید این مسیر ها را هم تشخیص داده و به مسیر خود ادامه دهد . فهرست مطالب فهرست عنوان فصل 1 همه چیز در مورد رباتیک 1-1 مقدمه...............................................................................................................................................................................................................21-2 تاریخچه ی رباتیک........................................................................................................................................................................................2 1-3 تاریخچه تحولات حوزه رباتیک...................................................................................................................................................................3 1-4 تعریف ربات و رباتیک  ................................................................................................................................................................................6 1-5 مزایای ربات و رباتیک...................................................................................................................................................................................9 1-6 صنعت و رباتیک .........................................................................................................................................................................................101-7 انواع ربات ها.................................................................................................................................................................................................12 1-7-1 ربات مسیر یاب.......................................................................................................................................................................................12 1-7-2 ربات جراح ..............................................................................................................................................................................................14 1-7-3 ربات آتش نشان ................................................................................................................................................................................... 15 1-7-4 ربات همسر ........................................................................................................................................................................................... 16 1-7-5 ربات خدمات شهری ........................................................................................................................................................................... 17 1-7-6 ربات امدادگر ........................................................................................................................................................................................ 18 1-7-7 ربات حمل مجروح .............................................................................................................................................................................. 19 1-7-8 ربات HRP2 ....................................................................................................................................................................................... 20 1-7-9 BigDog .............................................................................................................................................................................................. 21 1-7-10 ربات هاي جنگجو ............................................................................................................................................................................ 22 1-7-11 بیو دیزاین، ربات عنکبوتی Spider-bot ................................................................................................................................. 23 1-7-12 ربات های فوتبالیست ...................................................................................................................................................................... 24 1-7-13 ربات ماهی ......................................................................................................................................................................................... 25 1-7-14 ربات میکرو موس ............................................................................................................................................................................. 27 1-7-15 ربات مین یاب ................................................................................................................................................................................... 28 1-7-16 ربات خزنده ........................................................................................................................................................................................ 28 1-7-17 نانو ربات‌هاي زيستي ....................................................................................................................................................................... 30 1-8 ربات و کشور های صنعتی........................................................................................................................................................................35 1-9 وضعیت رباتیک در ایران............................................................................................................................................................................36 1-10 ربات های متفکر،نسل آینده ربات ها................................................................................................................................................. 38 1-11 آینده علم رباتیک.....................................................................................................................................................................................40 1-12 نتیجه گیری............................................................................................................................................................................................. 41 فصل 2 آموزش ساخت روبات مسیریاب 2-1 مقدمه........................................................................................................................................................................................................... 43 2-2 مکانیک ربات.............................................................................................................................................................................................. 44 2-2-1 شاسی یا بدنه......................................................................................................................................................................................... 45 2-2-2 موتور یک ربات مسیریاب................................................................................................................................................................... 45 2-2-3 چرخ ها.................................................................................................................................................................................................... 46 2-2-4 برد سنسور(حسگر).............................................................................................................................................................................. 47 2-3 الكترونيك ربات.......................................................................................................................................................................................... 48 2-3-1 مقاومت نوری......................................................................................................................................................................................... 48 2-3-1-1 نحوه بستن مدار............................................................................................................................................................................... 50 2-3-1-2 مقاومت فرستنده و گیرنده............................................................................................................................................................ 50 2-3-2 سنسور GP2S09............................................................................................................................................................................... 51 2-3-3 آي‌سي L298 به عنوان راه انداز موتور............................................................................................................................................52 2-3-4 میکروکنترلر AVR............................................................................................................................................................................ 55 2-3-4-1 تشريح پايه‌هاي ميكرو كنترلر ATMEGA16 ................................................................................................................... 56 2-3-5 پروگرامر.................................................................................................................................................................................................. 59 2-4 برنامه نویسی ربات......................................................................................................................................................................................60 فصل 3 پیاده سازی یک ربات نمونه 3-1 طراحی برد سنسور ....................................................................................................................................................................................62 3-2 وسایل مورد نیاز برای برد اصلی...............................................................................................................................................................63 3-3 پتانسیومتر.....................................................................................................................................................................................................63 3-4 LM324..................................................................................................................................................................................................... 64 3-5 منبع تغذیه ربات.........................................................................................................................................................................................65 3-5-1 تبدیل جریان 12 ولت به جریان 5 ولت ..................................................................................................................................................66 3-5-2 تغذیه مورد نیاز برای درایور....................................................................................................................................................................66 3-6 درایور..............................................................................................................................................................................................................67 3-6-1 ورودی درایور ...................................................................................................................................................................................... 68 3-6-2 تغذیه 5 ولت ....................................................................................................................................................................................... 68 3-6-3 خروجی درایور .................................................................................................................................................................................... 68 3-7 میکرو کنترولر..............................................................................................................................................................................................68 3-8 نصب کریستال برای ایجاد فرکانس خارجی...............................................................................................................................................69 3-9 بهم بندی ربات............................................................................................................................................................................................ 70 3-10 تست مدارات.............................................................................................................................................................................................70 فصل 4 قوانین مسابقات رباتیک و ارزیابی و نتیجه گیری ربات ساخته شده 4-1 قوانین مسابقات........................................................................................................................................................................................73 4-1-1 قوانین اجرا...........................................................................................................................................................................................73 4-1-2 قوانین فنی............................................................................................................................................................................................73 4-1-2-1 قوانين زمين مسابقه........................................................................................................................................................................73 4-1-3 مرحله مقدماتی...................................................................................................................................................................................................74 4-1-4 مرحله نهایی........................................................................................................................................................................................................76 4-2 نتیجه گیری کلی....................................................................................................................................................................................................78 منابع و ماخذ...................................................................................................................................................................................................79 فهرست اشکال شکل1-1: نمونه ای از ربات مسیریاب.....................................................................................................................................................13 شکل1-2: نمونه ای از ربات جراح............................................................................................................................................................14 شکل1-3: نمونه ای از ربات آتش نشان..................................................................................................................................................15 شکل1-4: نمونه ای از ربات همسر .........................................................................................................................................................16 شکل1-5: نمونه ای از ربات حمل زباله...................................................................................................................................................17 شکل1-6: نمونه ای از ربات امدادگر........................................................................................................................................................18 شکل1-7: نمونه ای از ربات حمل مجروح.............................................................................................................................................19 شکل1-8: ربات HRP2..............................................................................................................................................................................20 ........................................................................................................................22BigDogشکل1-9: ربات شکل1-10:نمونه ای از ربات جنگجو......................................................................................................................................................22 شکل1-11:نمونه ای از ربات عنکبوتی...................................................................................................................................................24 شکل1-12:نمونه ای از ربات فوتبالیست................................................................................................................................................25 شکل1-13:نمونه ای از ربات ماهی......................................................................................................................................................... 26 شکل1-14:نمونه ای از ربات میکرو موس............................................................................................................................................ 27 شکل1-15:نمونه ای از ربات مین یاب.................................................................................................................................................. 28 شکل1-16:نمونه ای از ربات خزنده.........................................................................................................................................................29 شکل1-17: نمونه نانو ربات زیستی.......................................................................................................................................................... 31 شکل1-18: استاد کارو لوکس پدر رباتیک ایران................................................................................................................................... 36 شکل2-1:ربات مسیریاب............................................................................................................................................................................. 43 شکل2-2: بخش های ربات......................................................................................................................................................................... 44 شکل2-3: نمونه هایی از موتور ................................................................................................................................................................. 47 شکل2-4: پتانسیومتر................................................................................................................................................................................... 49 شکل2-5: ای سی 741............................................................................................................................................................................... 50 شکل2-6: سنسور مادون قرمز.................................................................................................................................................................... 50 شکل2-7:میکرو کنترلر AVR...................................................................................................................................................................... 55 شکل2-8: ورودی و خروجی میکرو............................................................................................................................................................ 56 شکل2-9: کریستال........................................................................................................................................................................................ 57 شکل2-10: میکرو........................................................................................................................................................................................... 58 شکل2-11: پروگرامر اماده............................................................................................................................................................................. 60 شکل 3-1: شمای کلی سنسور فرستنده, گیرنده..................................................................................................................................... 62 شکل 3-2: مدار داخلی اپ امپ................................................................................................................................................................... 64 شکل 3-3: اپ امپ.......................................................................................................................................................................................... 65 شکل 3-4: مدار7805..................................................................................................................................................................................... 66 شکل3-5: LM317......................................................................................................................................................................................... 66 شکل3-6: تغذیه موتورها................................................................................................................................................................................ 67 شکل 3-7: درایور............................................................................................................................................................................................. 68 شکل3-8: کلید ریست.................................................................................................................................................................................... 69 شکل3-9: مدارکریستال.................................................................................................................................................................................. 69 شکل3-10 : LED............................................................................................................................................................................................ 70 شکل4-1: مسیر 180 درجه............................................................................................................................................................................74 شکل4-2: بریدگی.............................................................................................................................................................................................75 شکل4-3: مانع دیود.........................................................................................................................................................................................75 شکل4-4: نماد پایان مسیر............................................................................................................................................................................. 75 شکل4-5: مسیر های تغییر رنگ.................................................................................................................................................................. 75 شکل4-6: بریدگی در مرحله نهایی...............................................................................................................................................................76 شکل4-7: پیچ های 110 و 60 درجه...........................................................................................................................................................76 شکل4-8: مسیر لوپ........................................................................................................................................................................................76 شکل4-9: تقاطع...............................................................................................................................................................................................76 شکل4-10: موانع پایانی مسیر......................................................................................................................................................................77 فصل 1 همه چیز در مورد رباتیک 1-1 مقدمه رباتیک علمی است که با هدف راحتی انسان و افزایش وقت مفید او به وجود آمده است. متاسفانه در کشور ما آن طور که شایسته است شناخته نشده است .وقتي حرف از ربات مي شود همه به فكر يک چيزي مي افتند كه دست و پاه دارد و يه سري كار انجام مي دهد، بايد بگوییم كه امروزه كار كرد هاي ربات فرا تر از اين چيز هاست امروزه در دنياي نانو تكنولوژي مثل ساخت آي سي هاي بسيار كوچك كه ميليونها المان الكترونيكي رو در خود جاي دادن از ربات استفاده مي شود, دنياي ربات كه تلفيقي از الكترونيك, مكانيك, نرم افزار, سخت افزار مي باشد روز به روز در حال گسترش و تكامل است، در این مقاله سعی می کنیم مبانی علم رباتیک و وضعیت رباتیک در ایران و جهان و کاربرد علم رباتیک را بررسی کنیم، بدین منظور ابتدا تاریخچه و تعریف مختصری از ربات ارائه می نماییم، سپس به و ضعیت رباتیک در کشور های صنعتی می پردازیم و سرانجام وضعیت ایران را بررسی می نماییم و برای بهبود آن راهکاری را مشخص می نماییم . 1-2 تاریخچه ی رباتیک درگذشته کشورهای استعمارگر برای افزایش سرمایه و پیشرفت خود به کشور های ضعیف حمله می کردند و با تصرف کشور قربانی، مردم آنجا را به عنوان برده به خدمت می گرفتند و از آنها به عنوان نیروی کار رایگان بهره می بردند و آنها را در مزارع کارخانه ها آشپزخانه ها و... به کار می گرفتند، اما این برده ها چند عیب بزرگ داشتند، مهمترین عیب آن اسارت یک انسان و ظلم به او بود و دیگر عیب آن خستگی برده ها بود، برده ها نمی توانستند ۲۴ ساعت شبانه روز کار کنند، باید به آن ها وقت استراحت می دادند، دیگر عیب آن ها این بود که ارباب باید آن ها را مداوم کنترل می کرد، در آن زمان آرزوی اربابان این بود که برده ای غیر انسانی داشته باشند که بتواند ۲۴ ساعته کارکند و دچار خستگی نشود و نیاز به کنترل مداوم نداشته باشد، با توجه به علم آن زمان این رویایی بیش نبود و فقط در تئاتر به نمایش در می آمد و به این برده های آسمانی (ربات) می گفتند. با پیشرفت علوم در طی گذشت زمان و انقلاب صنعتی اروپا، نیاز به برده هایی بیشتر با سرعت بالاتر دقت بیشتر و خستگی کمتر، بیشتراحساس می شد. بنابراین دانشمندان به فکرساخت ماشین های خود کار افتادند. (تا آن زمان علم در زمینه ی برق و مکانیک مقداری پیشرفت کرده بود.) از آن به بعد در قسمتهایی از کارخانه ها از ماشین های الکترومکانیکی استفاده می شد. بدین شکل مکانیزاسیون صنعتی آغاز شد. عیب بزرگ این دستگاه ها تک منظوره بودن و عدم انعطافپذیری آن ها بود. یعنی با تغییر قسمتی از کارخانه یا محصول تولیدی می بایست کل دستگاه ها دوباره طراحی می شدند. با پیشرفت هر چه بیشتر علم، کامپیوتر ها اختراع شدند و گسترش یافتند. تا حدی که در خانه ها نیز یافت می شد. سپس صنعت گران به فکرترکیب ماشین های الکترومکانیکی با کامپیوتر ها افتادند تا بتوان آن ها را برنامه نویسی کرد (یکی از ویژگی های کامپیوتر قابل برنامه نویسی بودن آن است) و با یک دستگاه بتوان چندین کار را انجام داد (مثلا دستگاهی که یک نوع ماشین را رنگ می زند بتواند با عوض شدن مدل و طرح آن، آن ها را نیز رنگ بزند). بدین صورت ربات ها ساخته شدند. 1-3 تاریخچه تحولات حوزه رباتیک 1920: نمایش نامه نویس چک اسلواکی Karl capekکلمه ربات را در نمایش (ربات‌های جهانی روسیه) استفاده کرد این جمله ازکلمه چکی (Robata) آمده است. 1938: نخستین الگوی قابل برنامه‌ریزی که یک دستگاه سم‌پاشی بود، توسط دو آمریکایی به نام‌های Willard pollard و Harold Roselund برای شرکت devilbiss طراحی شد. 1942: ایزاکا سیموفRunaround را منتشر کرد و در آن قوانین سه‌گانه رباتیک را تعریف کرد. 1946: ظهور کامپیوتر George Devol، با استفاده از ضبط مغناطیسی، یک دستگاه playback همه منظوره، برای کنترل ماشین به ثبت رساند John Mauchly اولین کامپیوترالکترونیکی (ENIAC) را در دانشگاه پنسیلوانیا ساخت. درMIT، اولین کامپیوتردیجیتالی همه منظوره (Whirl wind) اولین مسئله خود را حل کرد. 1951: درفرانسه Reymond Goertz اولین بازوی مفصلی کنترل از راه دور را برای انجام مأموریت هسته‌ای طراحی کرد. طراحی آن مبتنی بر کلیه روابط متقابل مکانیکی بین بازوی اصلی وفرعی با استفاده از روش متداول تسمه و قرقره بود که نمونه‌هایی برگرفته از این طرح هنوز هم در مواردی که نیاز به لمس نمونه‌های کوچک هسته‌ای است، دیده می‌شود. 1954: George Devol اولین ربات قابل برنامه‌ریزی را طراحی و عبارت جهانی اتوماسیون را ابداع کرد. این امر زمینه‌ای برای نام‌گذاری این شرکت به Unimation در آینده شد. 1954:Marvin Minsky و John McCarthy آزمایشگاه هوش مصنوعی را در MIT بنا نهادند. 1960:Unimation توسط شرکت Coudoc خریداری شد و توسعه سیستم ربات‌های آن آغاز گردید. کارخانجات ساخت تراشه مانند AMF پس از آن شناخته شدند و اولین ربات استوانه ای شکل به نام Versatran که توسطHarry Johnson&،Veljkomilen kovic طراحی شده بود، فروش رفت. 1962: جنرال موتورز اولین ربات صنعتی را از Unimation خریداری کرد و آن را در خط تولید خود قرارداد. 1963: John Mccarthy آزمایشگاه هوش مصنوعی دیگری از دانشگاه استنفورد بنا کرد. 1964: آزمایشگاه‌های تحقیقاتی هوش مصنوعی درMIT ، مؤسسات تحقیقاتی استنفورد (SRI)، دانشگاه‌ استنفورد وادین برگ گشایش یافت. 1965: دانشگاه Carnegie Mellon مؤسسه رباتیک خود را تأسیس کرد. 1965: حرکت یکنواخت(Homogeneous Trans formation) در شناخت نحوه حرکات ربات به کار رفت. این روش امروزه به عنوان نظریه اسامی رباتیک وجود دارد. 1967: کاوازاکی مجوز طراحی ربات‌های هیدرولیک را از Unimation گرفت و تولید آن را در ژاپن آغاز کرد. 1970: پروفسور victor sheinman از دانشگاه استنفورد بازوی استاندارد را طراحی کرد. ساختارترکیب حرکتی او هنوز هم به بازوی استاندارد معروف است. 1973: Cincinnate Milacron اولین مینی کامپیوتر قابل استفاده تجاری که با رباتهای صنعتی کنترل میشد(T3) را عرضه کرد طراحی توسطRichard Hohn. 1974: پروفسور Victor Scheinman، سازنده بازوی استاندارد، Inc Vicarm را جهت فروش یک نسخه برای کاربردهای صنعتی ساخت. بازوی جدید با یک مینی کامپیوتر کنترل می‌شد. 1977: یک شرکت ربات اروپایی (ASEA)، دو اندازه از ربات‌های قدرتمند الکتریکی صنعتی را عرضه کرد که هردو ربات از یک کنترلر میکرو کامپیوتر برای برنامه ریزی عملکرد خود استفاده می‌کردند. 1976:Vicarm Inc در کاوشگر فضایی وایکینگ 1و2 استفاده شد. یک میکروکامپیوتر هم در طراحی vicarm به کار رفت. 1978:unimation با استفاده از تکنولوژی Vicarm ( puma) ماشین قابل برنامه‌ریزی برای مونتاژ( puma) را توسعه داد. امروزه همچنان می‌توان puma را دربسیاری از آزمایشگاه‌های تحقیقاتی یافت. 1978: ماشین خودکار Brooks تولید شد. 1978: IBM و SANKYO ربات با بازوی انتخاب کننده، جمع کننده و مفصلی (SCARA) که در دانشگاه Yamanashi ژاپن برنامه‌ریزی و تولید شده بود، را فروختند. 1981: گروه ربات‌های CRS عرضه شد. 1982:Fanuc از ژاپن وجنرال موتورز درGM Fanuc برای فروش ربات در شمال آمریکا قرار داد بستند. 1983: تکنولوژی Adept عرضه شد. 1984:Joseph Engelberger ایجاد تغییرات در رباتیک را آغاز کرد و پس از آن نام ربات‌های کمکی (Helpmate) به ربات‌های خدماتی توسعه یافته (developed service Robots) تغییر یافت. 1986: با خاتمه یافتن مجوز ساخت Unimation، کاوازاکی خط تولید ربات‌های الکتریکی خود را توسعه داد. 1994: یک ربات متحرک شش پا از مؤسسه رباتیک CMUیک آتشفشان در آلاسکا رابرای نمونه ‌برداری از گازهای آتشفشانی کاوش کرد. 1997: ربات راه‌یاب مریخ ناسا از زمانی‌که ربات وارد مریخ شد تصاویری از جهان را ضبط و ربات سیارSojourner تصاویری از سفرهایش به سیاره‌های دور را ارسال کرد. 1998: Honda نمونه ای از p3 هشتمین نمونه در پروژه طراحی شبیه انسان که در 1986 آغاز شده بود را عرضه کرد. 2000:Honda نمونه آسیمو نسل بعدی از سری ربات‌های شبیه انسان را عرضه کرد. 2000:Sony از ربات شبیه انسان خود که لقب SDR ( Sony Dream Robots) راگرفت، پرده برداری کرد. 2001 : Sony دومین نسل از ربات‌های سگ Aibo را عرضه کرد. 2001: سیستم کنترل از راه دور ایستگاه فضایی(SSRMS ) توسط مؤسسه رباتیک MD در کانادا ساخته و با موفقیت به مدار پرتاب شد و عملیات تکمیل ایستگاه فضایی بین‌المللی را آغاز کرد. 1-4 تعریف ربات و رباتیک   همیشه بین صاحب نظران رباتیک و فعالان رباتیک در دانشگاه ها بحث در مورد تعریف ربات وجود داشته است، گاهی اوقات بر اساس تولید ربات، در شرکتی، تعریفی صنعتی و بر اساس تولید آن شرکت از ربات ارایه می شود و در مواردی نسبت به تکنولوژی ربات توصیف شده است. با این همه در زمان کنونی فناوری ساخت ربات در حدی است که با تکیه بر تکنولوژی جدید وپیشرفته کنونی و با کمی آینده نگری می توان تعریف عینی و دست یافتنی از ربات کرد. دراین جا چند تعریف معتبر ذکر شده است: یک دستگاه یا وسیله خود کاری که قادر به انجام اعمالی است که معمولا به انسانها نسبت داده می شود و یا مجهز به قابلیتی است که شبیه هوش بشری است. یک ربات هوشمند، ماشین خودکار چند منظوره ای است که طیف وسیعی از وظایف متفاوت را، تحت شرایطی که حتی ممکن است به آن شناخت کافی نداشته باشد، همانند انسان آن را انجام دهد. موسسه صنعتی آمریکا RAI یا Robotic Industrial Association که شرکتی با سابقه در صنعت رباتیک می باشد و در تولید بازوهای ربات های صنعتی یا (Manipulators) است، این گونه ربات را تعریف می کند: یک ربات، یک جابجا کننده چند وظیفه ای برنامه پذیر است که برای حرکت دادن مواد، قطعات، ابزار ها یا وسایل خاص، با استفاده از حرکات برنامه ریزی شده قابل تغییر برای تحقق فرامین مختلف، طراحی شده است. ربات در معنای عام تر و کلی تر یک ماشین الکترومکانیکی هوشمند است. کلمه ربات توسط Karel Capek نویسنده نمایشنامه RUR ربات‌های جهانی روسیه در سال 1921 ابداع شد. ریشه این کلمه، کلمه چک اسلواکی(robotnic) به معنی کارگر می‌باشد. در نمایشنامه وی نمونه ماشین، بعداز انسان بدون دارا بودن نقاط ضعف معمولی او، بیشترین قدرت را داشت و در پایان نمایش این ماشین برای مبارزه علیه سازندگان خود استفاده شد. البته پیش از آن یونانیان مجسمه متحرکی ساخته بودند که نمونه اولیه چیزی بوده که ما امروزه ربات می‌نامیم. امروزه معمولا کلمه ربات به معنی هر ماشین ساخت بشر که بتواند کار یا عملی که به‌طور طبیعی توسط انسان انجام می‌شود را انجام دهد، استفاده می‌شود. ربات یک ماشین هوشمند است که قادر است در شرایط خاصی که در آن قرار می گیرد، کار تعریف شده ای را انجام دهد و همچنین قابلیت تصمیم گیری در شرایط مختلف را نیز ممکن است داشته باشد. با این تعریف می توان گفت ربات ها برای کارهای مختلفی می توانند تعریف و ساخته شوند. مانند کارهایی که انجام آن برای انسان غیرممکن یا دشوار باشد. رباتها همانند کامپیوترها قابلیت برنامه ریزی دارند. بسته به نوع برنامه‌ای که شما به آنها می‌‌دهید، کارها و حرکات مختلفی را انجام می‌‌دهند. رشته دانشگاهی نیز تحت عنوان رباتیک وجود دارد. که به مسایلی از قبیل حسگرها، مدارات، بازخوردها، پردازش اطلاعات و بسط و توسعه رباتها می‌‌پردازد. رباتها انواع مختلفی دارند از قبیل رباتهای شمشیر باز، دنبال کننده خط، کشتی گیر، فوتبالیست، و رباتهای خیلی ریز تحت عنوان ریزرباتها، رباتهای پرنده و غیره نیز وجود دارند. رباتها برای انجام کارهای سخت و دشواری که بعضی مواقع انسان‌ها از انجام آنها عاجز یا انجام آنها برای انسان خطرناک هستند. مثل رباتهای که در نیروگاه‌های هسته‌ای وجود دارند استفاده می‌‌شوند. کاری که رباتها انجام می‌دهند، توسط ریزپردازشگرها و ریزکنترل‌گرها کنترل می‌شود. با تسلط در برنامه نویسی این دو می‌‌توانید دقیقا همان کاری را که انتظار دارید ربات انجام دهد. با توجه به توضیحاتی که داده شد: ربات ماشینی هوشمند، قابل برنامه نویسی و انعطاف پذیر است که برای بدست آوردن اطلاعاتی از محیط خود دارای حسگرهایی است. رباتیک علم طراحی، ساخت، نگهداری وتعمیر ربات ها است همچنین رباتیک دانش و فناوری وابسته به ابزارهای مکانیکی کنترل شونده به ‌وسیله رایانه است. هدف رباتیک اتصال هوش از ادراک به رفتار می باشد. رباتیک در اکثر مواقع در حوزه مهندسی برق، مهندسی مکانیک و مهندسی رایانه کاربرد دارد. رباتيك علم به‌كارگيري ربات‌هاست و تاثير آن را در محصولاتي كه هر روزه استفاده مي‌كنيم، مي‌بينيم. مهندسی رباتیک علم هوشمند کردن و الکترونیکی کردن ماشین ها ی مکانیکی است (در جهت مصارف صنعتی) مهندسی رباتیک = مهندسی برق + مهندسی مکانیک. ربات‌ها دارای سه قسمت اصلی هستند: مغز که معمولا یک کامپیوتر است. محرک و بخش مکانیکی شامل موتور، پیستون، تسمه، چرخ‌ها، چرخدنده‌ها و ... سنسور که می‌تواند از انواع بینایی، صوتی، تعیین دما، تشخیص نور، تماسی یا حرکتی باشد. با این سه قسمت، یک ربات می‌تواند با اثرپذیری واثرگذاری در محیط کاربردی‌تر شود. قوانین سه‌گانه رباتیک: ایزاک آسیموف نویسنده داستان‌های علمی تخیلی قوانین سه‌گانه رباتیک را به صورت زیر تعریف‌کردهاست: یک ربات نباید به هستی انسان آسیب برساند یا به واسطه بی‌تحرکی، زندگی یک انسان را به مخاطره بیاندازد. یک ربات باید از دستوراتی که توسط انسان به او داده می‌شود، اطاعت کند؛ جز در مواردی که با قانون یکم در تضاد هستند. یک ربات باید تا جایی‌که با قوانین یکم و سوم در تضاد نباشد ازخود محافظت کند. علم رباتیک از سه شاخه اصلی تشکیل شده است: الکترونیک ( شامل مغز ربات). مکانیک (شامل بدنهفیزیکی ربات). نرم افزار (شامل قوه تفکر و تصمیم گیری ربات). اگریک ربات را به یک انسان تشبیه کنیم، بخشهایی مربوط به ظاهر فیزیکی انسان را متخصصان مکانیک می سازند، مغز ربات را متخصصان الکترونیک توسط مدارای پیچیده الکترونیک طراحی و می سازند و کارشناسان نرم افزار قوه تفکر را به وسیله برنامه های کامپیوتری برای ربات شبیه سازی می کنند تا در موقعیتهای خاص، فعالیت مناسب را انجام دهد. 1-5 مزایای ربات و رباتیک مزایا کاملا آشکار است. معمولا یک ربات می‌تواند کارهایی که ما انسان‌ها می‌خواهیم انجام دهیم را ارزان‌تر انجام‌ دهد. علاوه بر این ربات‌ها می‌توانندکارهای خطرناک مانند نظارت بر تأسیسات انرژی هسته‌ای یا کاوش یک آتشفشان را انجام دهند. ربات‌ها می‌توانند کارها را دقیق تر از انسان‌ها انجام دهند و روند پیشرفت درعلم پزشکی و سایر علوم کاربردی را سرعت ‌بخشند. ربات‌ها به ویژه در امور تکراری وخسته کننده مانند ساختن صفحه مدار، ریختن چسب روی قطعات یدکی و... سودمند هستند. همچنین می توان به مزایای دیگر ربات از جمله: افزایش بهره، افزایش تولید، بهبود کیفیت کار، افزایش دقت، جلوگیری از اتلاف نیروی انسانی، افزایش سرعت، کاهش هزینه، کاهش ضایعات، چند منظوره بودن، هوشمند بودن، عدم خستگی اشاره کرد. علاوه بر این می توان مزایای زیر را بر شمرد! رباتیک و اتوماسیون در بسیاریاز موارد می توانند ایمنی، میزان تولید، بهره و کیفیت محصولات را افزایشدهند. رباتها می توانند در موقعیت های خطرناک کار کنند و با این کار جان هزاران انسان را نجات دهند. رباتها به راحتی محیط اطراف خود توجه ندارند ونیازهای انسانی برای آنها مفهومی ندارد. رباتها هیچگاه خسته نمی شوند. دقت رباتها خیلی بیشتر از انسانها است آنها در حد میلی یا حتی میکرو اینچ دقت دارند. رباتها می توانند در یک لحظه چند کار را با هم انجام دهند ولی انسانها در یک لحظه تنها یک کار انجام می دهند. ربات‌ها معمولا در مواردي استفاده مي‌شوند كه بتوانند كاري را بهتر از يك انسان انجام دهند يا در محيط پرخطر فعاليت كنند. ربات مي‌تواند كارهايي را كه انسان انجام مي‌دهد، ارزان‌تر انجام دهد. علاوه بر اين، ربات‌ها مي‌توانند كارهاي خطرناك مانند نظارت بر تاسيسات انرژي هسته‌اي و يا كنترل كابل‌هاي فشار قوي را انجام دهند. ربات‌ها مي‌توانند كارها را دقيق‌تر از انسان انجام دهند و روند پيشرفت در علم پزشكي و ساير علوم كاربردي را سرعت بخشند. همچنين ربات‌ها در امور تكراري و خسته‌كننده همانند ساخت صفحه مدار، ريختن چسب روي قطعات يدكي سودمند هستند. همه ارزيابي‌ها بر اين نكته تاكيد داردكه ربات‌ها نقش فزاينده‌اي در جوامع مدرن ايفا خواهند كرد. آنها به انجام كارهاي خطرناك، تكراري، پرهزينه و دقيق ادامه مي‌دهند تا انسان‌ها را از انجام آنها بازدارند. 1-6 صنعت و رباتیک رباتها اولین بار در سال 1954 در صنعت به کارگرفته شدند که یک بازوی ربات یا Manipulatorنام داشت که تنها 3 درجه آزادی بود. رباتهای صنعتی امروزی اکثرا همان بازوی رباتیکی هستند ولی با 6 درجه آزادی وخیلی پیشرفته تر نبست به گذشته کار می کنند، رباتها در صنعت به شیوه ها و روشها ومدلهای مختلفی به کارگرفته می شوند. امروزه، ۹۰ درصد رباتها، ربات هاى صنعتى هستند، يعنى ربات هايى كه در كارخانه ها، آزمايشگاه ها، انبارها، نيروگاه ها،بيمارستان ها، و بخش هاى مشابه به كارگرفته مى شوند. در سال هاى قبل، بيشتر رباتهاى صنعتى در كارخانه هاى خودروسازى به كارگرفته مى شدند، ولى امروزه تنها حدود نيمى ازرباتهاى موجود در دنيا در كارخانه هاى خودروسازى به كار گرفته مى شوند. مصارف رباتها در همه ابعاد زندگى انسان به سرعت در حال گسترش است تا كارهاى سخت و خطرناك را به جاى انسان انجام دهند. براى مثال امروزه براى بررسى وضعيت داخلى راكتورها از ربات استفاده مى شود تا تشعشعات راديواكتيو به انسانها صدمه نزند. برخلاف تصورافسانه ای عمومی از رباتها به عنوان ماشینهای سیار انسان نما که تقریبا قابلیت انجام هر کاری را دارند، بیشتر دستگاههای رباتیک در مکانهای ثابتی در کارخانه ها بسته شده اند و در فرایند ساخت با کمک کامپیوتر، اعمال قابلیت انعطاف، ولی محدودی را انجام می دهند چنین دستگاهی حداقل شامل یک کامپیوتر برای نظارت بر اعمال و عملکردهای و اسباب انجام دهنده عمل مورد نظر، می باشد. علاوه براین، ممکن است حسگرها و تجهیزات جانبی یا ابزاری را که فرمان داشته باشد بعضی از رباتها، ماشینهای مکانیکی نسبتا ساده ای هستند که کارهای اختصاصی مانند جوشکاری و یا رنگ افشانی را انجام می دهند. که سایر سیستم های پیچیده تر که بطور همزمان چند کار انجام می دهند، از دستگاههای حسی، برای جمع آوری اطلاعات مورد نیاز برای کنترل کارشان نیاز دارند. حسگرهای یک ربات ممکن است بازخورد حسی ارائه دهند، طوریکه بتوانند اجسام را برداشته و بدون آسیب زدن، در جای مناسب قرار دهند. ربات دیگری ممکن است دارای نوعی دید باشد.، که عیوب کالاهای ساخته شده را تشخیص دهد. بعضی از رباتهای مورد استفاده درساخت مدارهای الکترونیکی، پس از مکان یابی دیداری علامتهای تثبیت مکان بر روی برد، می توانند اجزا بسیار کوچک را در جای مناسب قرار دهند. ساده ترین شکل رباهای سیار، برای رساندن نامه در ساختمانهای اداری یا جمع آوری و رساندن قطعات در ساخت، دنبال کردن مسیر یک کابل قرار گرفته در زیر خاک یا یک مسیر رنگ شده که هرگاه حسگرهایشان در مسیر، یا فردی را پیدا کنند متوقف می شوند. رباتهای بسیار پیچیده تر در محیط های نامعین تر مانند معادن استفاده می شود. رباتهاى صنعتى زيادى ساخته شد ه اند وانجمن صنايع رباتيك اين تعريف را براى ربات صنعتى ارائه كرد: ربات صنعتى يك وسيله چند كاره و با قابليت برنامه ريزى چند باره است كه براى جابه جايى قطعات، مواد، ابزارها با وسايل خاص به وسيله حركات برنامه ريزى شده، براى انجام كارهاى مختلف استفاده مى شود. در سال ۱۹۶۲ م شركت خودروسازى جنرال موتورز نخستين ربات Unimate را در خط مونتاژ خود به كار گرفت. امروزه کمتر کارخانه ای را می توان یافت که در آن از ربات استفاده نشود. بازو های رباتیکی که بدون استراحت قطعات و محصولات را از نقطه ای به نقطه ی دیگر جا به جا می کنند. ربات های جوشکار ربات های رنگرز ربات های بسته بند ربات های تراشکار ربات های چاپگر ربات های کنترل کیفیت ربات ها سوراخکار ربات های کنترل دما ربات های هشدار دهنده ی نشت گاز رباتهای غربال سانتریفوژ های خودکار و... همگی نمونه هایی از ربات ها در کارخانه ها هستند. کارخانه ها برای افزایش سرعت و کیفیت و دقت و هزینه ی پایین تر به سمت رباتیکی کردن تمامی قسمت های کارخانه پیش می روند و در بعضی از قسمت ها که برای انسان خطرناک است مانند جوشکاری و رنگ پاشی و سموم شیمیایی و.... ناچار به استفادهاز ربات می شوند. امروزه استفاده از رباتها واتوماسیون غیر قابل انکار و معرفی شده برای تمام صنایع و کارخانه ها می باشد به طوری که کارخانه ها روز به روز به این سمت روی می آورند دلیلش هم مشخص است زیرا بازده ای بهتر و سرعت دقت کم هزینه بودن دیگر خصوصیات مورد انتظار را به ارمغان می آورد. 1-7 انواع ربات ها کلمه ربات مانند کلمه ی ماشین، یک کلمه ی کلی است و به چند مورد خاص خلاصه نمی شود. به عنوان نمونه چند مورد را ذکر می نماییم: بازو های ربات های صنعتی، ربات کنترل چاه های نفت، یخچال های خانگی، آسانسور ها، اسباب بازی کودکان، هواپیما های بدون سرنشین، سیستم های دفاع ضد موشکی، پرینتر ها، دستگاههای تراش خودکار، نوشابه پرکن ها و... این ها فقط نمونه هایی از بی نهایت انواع ربات بود. ربات ها آنقدر گسترده اند که امروزه نمی توان بدون آن ها زندگی کرد. ولی درمهندسی منظور از ربات، ربات های صنعتی می باشد .در قسمت مونتاژ یک کارخانه اتومبیل سازی، قسمتی هست که چرخ زاپاس ماشین را در صندوق عقب قرار می دهند، اگر یک انسان این کار را انجام دهد خیلی زود دچار ناراحتی هایی مثل کمر درد و ...می شود، اما می توان از یک ربات الکترومکانیکی برای این کار استفاده کرد و یا برای جوشکاری و سایر کارهای دشوار کارخانجات هم همینطور، و یا ربات هایی که برای اکتشاف درسایر سیارات به کار می روند هم از انواع ربات هایی هستند که در جاهایی که حضور انسان غیرممکن است استفاده می شوند. 1-7-1 ربات مسیریاب این ربات باید بتواند به دنبال یک خط سیاه در زمین سفید حرکت کند به طوریکه در این مسیر ممکن است انواع زاویه ها و موانع به صورت اشکال هندسی و گرافیکی وجود داشته باشد همچنین این نوع رباتها باید از سرعت و دقت لازم برخوردار باشد، این نوع ربات پایه انواع رباتهای دیگر به شمار می رود ولی بیشتر برای برگزاری مسابقات از آن استفاده می شود. روش کار ربات مسیر یاب: واحد ورودی ربات مسیر یاب از یک اصل ساده فیزیکی پیروی می کند بدین صورت که: میزان نور برگشتی از یک سطح سیاه خیلی کمتر از میزان نور برگشتی از یک سطح سفید است. واحد ورودی معمولا از سنسورها، میکروسویچ ها، دوربین ها، حس گرها و ... تشکیل یافته است، که شرایط محیط مانند میزان نور، وضعیت قرارگیری ربات، دما و ... را با سیگنال های الکتریکی صفر وپنج ولت تبدیل می کنند و به واحد پردازش منتقل می کنند . 20077543744133شکل1-1: نمونه ای از ربات مسیریاب00شکل1-1: نمونه ای از ربات مسیریاب 1-7-2 ربات جراح ربات جراح تحت فرمان پزشک جراح در اتاق عمل با حضور مستقیم پزشک و یا غیرمستقیم و با کمک اینترنت، نمونه ای از پیشرفت این رشته است که بسیار مفید و حیاتی می باشد. تصور کنید رباتی را که شما طراحی کرده اید وسیله ای برای نجات یک بیمار و بهبودی وی شده است که قطعا لذت موفقیت آن خستگی زحمتتان را از بین می برد. این نوع رباتها بیشتر از بازوهای مکانیکی پیشرفته برای انعطاف پذیری بالا بهره می برند و درجه آزادی آنها حداقل شش درجه است، سنسور ها و حسگر هایی که در این نوع رباتها به کار برده می شود از نوع سنسور که می‌تواند از انواع بینایی، صوتی، تعیین دما، تشخیص نور، تماسی یا حرکتی می باشد و بیشتر بر پایه اصول پردازش تصویر کار می کنند البته امروزه از این رباتها برای کنترل از راه دور جراح در اتاق عمل بهره می برند. حتی رباتهای پیشرفته امروزی نیز تنها کار کوچکی را بدون دخالت پزشک انجام می دهند مانند بخیه زدن و پانسمان کردن زخم. 13081003917315شکل1-2: نمونه ای از ربات جراح00شکل1-2: نمونه ای از ربات جراح 1-7-3 ربات آتش نشان همانطور که از نام این ربات پیداست کار آن پیدا کردن آتش و مهار آن است، امروزه انواع مختلفی از ربات آتش نشان ساخته شده است، ورودی روباتهای آتش نشان از سنسورهایی که قادرند گاز Co2وCoرا نشاندهند مانند سنسورMQ-8 MQ-9 MQ-5 و همچنین سنسورهای اندازه گیری دمای محیطMQ-8 MQ-9 MQ-5 به همراه دوربین برای پردازش تصویر و تشخیص آتش. اگر در این رباتها از دوربین و پردازش تصویر برای تشخیص آتتش استفاده شود، ربات با خطا های زیادی مواجه خواهد شد، معمولا از این ربات به صورت کنترل از راه دور و برای عبور از مناطق خطرناک در مکانهای آتش سوزی استفاده می شود، لازم به ذکر است که در نوع غیر کنترلی آن از سنسور انداه گیری مسافت نیز استفاده می شود که از نوع سنسورهای لیزری و یا آلتراسونیک هستند. 28003530099000 center219883شکل1-3: نمونه ای از ربات آتش نشان 00شکل1-3: نمونه ای از ربات آتش نشان 1-7-4 ربات همسر ربات همسر نمونه ی دیگر ازرباتهاست، این ربات که در کشور هلند ساخته می شود تا بحال طرف داران زیادی پیداکرده، ولی بدلیل قیمت بالای آن هنوز مورد استفاده عام قرار نگرفته است! کارشناسان رباتیک هلندی پیش بینی کردن تا ده سال آینده ربات همسر ارزان قیمت وارد بازار شود با این حال از سوی دیگر "رونالد آرکین" کارشناس ربات در این باره گفت: پیش بینی می کنم حداقل تا سال 2050 به مردم اجازه ازدواج با ربات به صورت قانونی داده نشود. ربات همسر که یک نمونه از ربات انسان نما است قادر است با انسان ارتباط برقرار کند و اعمال عاطفی را با حرکات صورت نشان دهد و همچنین قادر است تا جمله ها را تشخیص و صحبت کند، در رباتهای انسان نما تقریبا بیشترین نوع سنسور ها و کدهای برنامه نوسی قوی به کار برده می شود تا بتواند ارتباط بهتری با مخاطب خود بر قرار کند. همانطور که گفتیم در این رباتها از سنسورهای حرارتی، تشخیص صدا، نور، دوربین جهت تشخیص اشخاص و اجسام و همچنین از مکانیک قوی جهت حفظ تعادل بکار برده شده است. center3572625شکل1-4: نمونه ای از ربات همسر 00شکل1-4: نمونه ای از ربات همسر 1-7-5 ربات خدمات شهری يكي از عرصه‌هايي كه امروز در بهره‌گيري ازاتوماسيون و ربات‌ها پيشرفت فراواني كرده است، حوزه خدمات شهري است. درشهرهاي پيشرفته جهان، مي‌توان نمونه‌هاي فراوان موفقي از به‌كارگيري اتوماسيون وربات در ارائه خدمات شهري را ديد. تسهيل در عبور و مرور و كنترل ترافيك، فروش كارت‌هاي اعتباري و بليت و عبور و مرور و غيره در ايستگاه‌هاي اتوبوس و مترو، ارائه اطلاعات در معابر، خيابان‌ها، پارك‌ها و موزه‌ها، نظافت خيابان‌ها، مراكز ومعابر، آبياري فضاي سبز شهري و... تنها نمونه‌هاي كوچكي از به‌كارگيري تكنولوژي‌هاي مدرن اتوماسيون و رباتيك در ارائه خدمات به شهروندان است. يك ربات شهري ارائه دهنده يك يا چند سرويس خودكار يا نيمه خودكار مفيد براي شهروندان يا تاسيسات و سامانه‌هاي شهري است. ربات‌هاي خدمتكار، نگهبان، پرستار، فروشنده، مددكارمعلولين و چراغ‌هاي هوشمند راهنما نمونه‌هايي از ربات‌هاي خدمات شهروندي و رباتهاي شستشوگر، شيشه پاك‌كن، چمن‌زن، زباله جمع‌كن، سوخت‌رسان و باربر، نمونه‌اي ازربات‌هاي دسته دوم به‌شمار مي‌روند. center3894571شکل1-5: نمونه ای از ربات حمل زباله 00شکل1-5: نمونه ای از ربات حمل زباله 1-7-6 ربات امدادگر در حال حاضر، سيستم‌هاي امداد و نجات رباتيك كه اغلب به صورت مجتمع و با عنوان سيستم‌هاي مديريت بحران DMS شناخته مي‌شوند، در برخي از شهرهاي پيشرفته راه‌اندازي شده و در حال بهره‌ برداري است. از آنجا كه طراحي اين ‌گونه سيستم‌ها، دقيقا مطابق با شرايط بومي و مختصات هدف مورد نظر صورت مي‌گيرد، تنها راه توليد چنين سيستم‌هايي براي تهران و ساير كلان‌شهرها، هدايت محققان بومي به سمت اين هدف مشخص است تا با بهره‌گيري و مجتمع‌سازي نتايج آنها بتوان به راههاي بومي در اين زمينه دست يافت. 12049413668049رباتهای امدادگر، یکی از راهکارهایی که برای نجات مصدومین زلزله استفاده می شود، به کار بستن رباتیک و علوم کامپیوتر در عملیات امداد و نجات است. از طریق این فناوری‌ها می‌توان به مصدومین گرفتار در زیر آوار دسترسی پیدا کرده و جان آن‌ها را نجات داد. این رباتها به گونه‌ای طراحی شده است که بتوان مسیر خود را در شکاف‌های باریک و از میان آوار به‌ جا مانده از ساختمان بیابد و در لا‌به‌لای آن‌ها به جستجوی مصدومین حادثه بپردازد. پیکره‌ی این رباتها به یک دوربین و یک میکروفون برای دریافت داده‌هایی از میان ویرانی‌ ها مجهز شده است. به علاوه یک حسگر حرارتی نیز به تجهیزات این ربات ها افزوده شده، تا بتواند حرارت بدن مصدوم را دریافته و موقعیت او را بیابد. این حسگر، این امکان را نیز فراهم می‌سازد که حتی اگر در زیر آوار منبع نوری نیز وجود نداشت ومصدومین در تاریکی گرفتار شده بودند، باز هم فرصت یافته شدن آن‌ها وجود داشته باشد. طراحی منعطف این رباتها برخی توانمندی‌های مختص محیط‌های دچار سانحه را به آن افزوده است، اگر در شرایطی این رباتها با مانعی در زیر آوار برخورد کند و به سبب این برخورد تعادل خود را از دست بدهد و یا از ارتفاعی، فرو بیفتد، خواهد توانست باچرخش پیکره‌ی خود مجدداً به وضعیت متعادل و مناسب برای حرکت بازگردد. 436728420993شکل1-6: نمونه ای از ربات امدادگر 00شکل1-6: نمونه ای از ربات امدادگر 1-7-7 ربات حمل مجروح از ديگر زمينه‌هايي كه امروزه دولت‌ها به صورت فعال و با صرف هزينه‌هاي فراوان به سرمايه‌گذاري در آن روي آورده‌اند، به‌كارگيري ربات‌هاي امداد و نجات در مهار بحرا‌ن‌هاي شهري است. ربات حمل مجروح نمونه ی دیگر رباتهاست که این ربات از ترکیب دو گونه ربات درست شده: از پایین تنه شبیه تانک و از بالا تنه به شکل یک ربات انسان نماست. پایین تنه ربات تشکیل شده از دو شنی. از این گونه طراحی شنی برای افزایش قدرت مانور ربات در زمین های ناهموار استفاده می شود. با تا شدن شنی، طولش کم می شود و نیاز به جای کمتری دارد. با باز شدن کامل شنی دوم جوری که هر دو در امتداد هم قرار بگیرند طول ربات زیاد می شود و می تواند از مانع یا پله به راحتی رد بشود. در ضمن سطح تماسش با زمین زیاد می شود وپایداری بیشتری داره. قراره دست های ربات به اندازه ای قوی باشه که بتواند تا 135کیلو رو بلند کنه و مثلا از آن  برای حمل مجروح در میدان جنگ استفاده کنند. این ربات توسط شرکت Vecna Technologies در مریلند ساخته شده و انتظار میره تا پنج سال دیگه مورد استفاده واقعی قرار بگیرد. center3715501شکل1-7: نمونه ای از ربات حمل مجروح 00شکل1-7: نمونه ای از ربات حمل مجروح 1-7-8 ربات HRP2 پس از سالها تلاش پژوهشگران رباتیک ژاپنيها، ربات شبيه انسان يعني۲- HRPبه حدي پيشرفت كرده كه مي تواند تعدادي از فرمانهاي صوتي انسان را انجام دهد. اين ربات كه به «پروموت» نيز معروف است، توسط مؤسسهملي علم و تكنولوژي ژاپن تهيه شده و قابليت انجام فرمان هاي انسان را دارد. پروموتبراي انجام دستورات صوتي كاربران و همچنين گرفتن عكس و تصاوير سه بعدي از اشياء ونگهداري آنها با استفاده از يك سنسور مادون قرمز طراحي شده است. شاید تعداد زیادی روبات وجود داشته باشد که توانایی غلبه بر موانع و یا جاخالی دادن در برخورد با موانع را داشته باشد، اما روبات‌هایی که بتوانند با استفاده از موانع تعادل خود را بهتر کنند بسیار کم است. بنابر ادعاهایی که در مورد روبات HRP-2 از سوی سازندگان آن شده، این روبات قادر است اجسامی که در محیط اطرافش قرار دارند را تشخیص دهد و با استفاده از آن‌ها تعادل خود را حین انجام اعمال روزمره، بهتر حفظ کند. این روبات جالب برای ضربه زدن به توپی که به سمت آن حرکت می‌کند، میزی که کنارش قرار داده شده را تشخیص می‌دهد و به آن تکیه می‌کند! این نوع برخورد روبات با میزی که کنار آن قرار داده شده ممکن است عمدی باشد، اما به هر حال رفتار روبات بسیار جالب است. روبات دقیقا مثل شخص سالخورده‌ای که به زحمت قادر به ضربه زدن به توپ است رفتار کرده است. روبات برای اینکه یک قدم بلند بردارد به میز تکیه می‌کند. نشستن درست روی صندلی نیز یکی از حرکات جالب آن است. اگرچه اين ربات حركت به ظاهر خشن و آهسته و صدايي يكنواخت و خسته كننده دارد ولي به راحتي مي تواند با استفاده از كنترل از راه دور تلويزيون را كنترل نموده و يا يك نوشيدني براي شماآماده نمايد. مؤسسه ژاپني سازنده اين ربات مي گويد كه اين ربات به راحتي مي تواند با انسان ها رابطه برقرار نمايد. center15702شکل1-8: ربات HRP200شکل1-8: ربات HRP2 1-7-9BigDog مطالعات اخیر نشان می دهد، به زودی نقش آفرینی ربات ها در ارتش آمریکا به حدی افزایش خواهد یافت که این ماشین های هوشمند را قادر می سازد تمام وظایف یک سرباز نظامی را به خوبی به انجام برسانند. به گزارش روز سه شنبه بخش انگلیسی گروه بین الملل باشگاه خبرنگاران دانشجویی ایران "ایسکانیوز" و به نقل از خبرگزاری رسمی چین شینهوا، پیش بینی ها از جایگزینی بیش از 30 درصدی نیروهای انسانی ارتش آمریکا با ربات ها تا سال 2020 حکایت دارد. پیشرفته ترین روبات چهارپاي روي زمین BigDog است که توسط گروه دینامیک Boston ایجاد شده که ازخانواده روبات حیوان نمااست این ربات چهارپا قادراست راه برود، بدود، ازیک زمین ناهموار و ناصاف بالابرود و بارهاي سنگین راحمل کند BigDog به کمک یک موتوربنزینی کارمی کندکه یک سیستم محرك هیدرولیکی را تحریک می کند. پاهاي BigDog همانند پاهاي یک حیوان مفصل دار است و داراي اجزایی است که ضربه ها را می گیرد.BigDog دراندازه یک سگ بزرگ یا یک قاطر کوچک است، با اندازه حدود 1 متر طول و 0.7 متر ارتفاع و 57کیلو وزن. BigDogیک کامپیوتر on-board است که پاها و حرکت را کند تر می کند و انواع مختلف sensor هارا پشتیبانی می کند. سیستم کنترلیBigDog وضعیت دینامیکی آن را کنترل می نماید تا بتواند آن را در حالت متعادل نگهداشته و در شرایط متغیر و متفاوت هدایت کرده و تنظیم نماید. Sensor های یک هم مربوط به حرکت هستند شامل مواردي مثل اتصال به زمین، بار زمین، ژیروسکوپ لیزر، محل اتصال و غیره هستند وبقیه Sensor ها روي حالت هاي درونیBigDog، مونیتور نمودن فشار هیدرولیکی، درجه حرارت روغن، درجه حرارت موتور،rpm ، شارژ باطري و غیره تمرکز نموده اند. BigDog با هدف ایجاد روبات هایی که قابلیت حرکت روي زمین ناهموار را داشته باشند، در حال توسعه توسط گروه دینامیک Boston می باشد تا بتوان آن را در هر جایی از کره زمین، که انسان و حیوان قادر به رفتن به آنجا هست، قرارداد. این برنامه توسط آژانس پروژه تحقیقات پیشرفته دفاع (DARPA) حمایت می شود. center3619500BigDogشکل1-9: ربات 00BigDogشکل1-9: ربات 1-7-10 ربات هاي جنگجو از اين رباتها بيشتر در مسابقات استفاده مي شود. کنترل اين گونه رباتها بسيار ساده بوده و توسط اهرم فرمان صورت مي گيرد. در مسابقات رباتهاي جنگجو، دو يا چندين ربات در يک محيط بسته قرار مي گيرند و هر کدام با تجهيزات مکانيکي خود مثل اره و چکش و ... مشغول تخريب ديگر رباتها مي شوند. رباتي را که در نهايت بتواند تمام رباتهاي ديگر را از بين ببرد به عنوان بهترين ربات شناخته مي شود. مسابقات اين رباتها بسيار جذاب بوده و نظر تماشاگران زيادي را به خود جلب مي کند. در مسابقات رباتهاي جنگجو، اندازه و وزن رباتها در رتبه بندي اينکه هر ربات در کدام کلاس مسابقات مي تواند شرکت کند تعيين کننده است. 11322636581 37763459063شکل1-10:نمونه ای از ربات جنگجو00شکل1-10:نمونه ای از ربات جنگجو 1-7-11 بیو دیزاین، ربات عنکبوتی Spider-bot محققان در لابراتوار Jet Propulsion ناسادرPasadena، ربات کوچکی اختراع کرده اند که یادآور شخصیت های کارتونی است و به دلیل ظاهر عنکبوت شکل آن به نام «Spider-bot» خوانده می شود. این روبات پیشرفته ممکن است روزی برای کاوش و اکتشاف در سطح سیارات دیگر به کار گرفته شود و همچنین موجودات دیگر، ستاره های دنباله دار، شهاب های آسمانی، خرده سیارات، و قمرها را کشف و بررسی کند. ربات عنکبوتی، احتمالا برای تعمیر و نگهداری از طرف ایستگاه بین المللی فضایی International-Space-Station) حمایت می شود. این رباتها، ممکن است در زمین به عنوان جایگزینی برای انسان در رسیدگی و جمع آوری اطلاعات از مناطق پر خطر استفاده شوند. ویژگی ها طراحی خاص عنکبوت شکل به کارگیری پا به جای چرخ در مریخ پیما حرکت حشره مانند پاها (شش پا) قابلیت حرکت در سطوح ناهموار و عبور از موانع قابلیت استفاده از روبات برای کاوش در مناطق پر خطر (زمین یا سیارات دیگر)ابعاد کوچک شناسایی موانع با استفاده از حسگرها شناسایی محیط با استفاده از دوربین های مجهز قابلیت ایجاد یک شبکه ی ارتباطی هزینه ی کم این ربات، با دوربین هایی که اطراف آن را بازدید و شناسایی می کنند مجهز شده است. شش پا دارد و به شیوه ی سه پایی (سه پا هم زمان روی زمین) راه می رود تا هنگام حرکت تعادل داشته باشد. در آینده بسته به نوع کاری که این ربات ها باید انجام دهند، ممکن است هشت، دوازده و یا حتی پنجاه پا داشته باشند. محققان امید دارند ربات های عنکبوتی متعدد را در ایجاد یک شبکه ی ارتباطی بدون عیب و کامل به کار گیرند. شبکه ای بدون احتیاج به زیربناهای دیگر از قبیل ماهواره ها. هر ربات به طور مداوم و متوالی از محیط اطلاعات جمع کند و اطلاعات را به ربات مجاور خود انتقال دهد. بنابراین هر کدام از ربات ها می دانند در جای دیگر چه اطلاعاتی جمع آوری شده است. هوگ می گوید: «مشابه این سیستم در زمین هم قابل استفاده خواهد بود. center2227176شکل1-11:نمونه ای از ربات عنکبوتی00شکل1-11:نمونه ای از ربات عنکبوتی 1-7-12 ربات های فوتبالیست قبل از هرچیز بهتر است کمی در رابطه با روش کار این ربات ها بگوییم: ربات های فوتبالیست سایز کوچک، ربات هایی بسیار پر سرعت و با هوش هستند که بر اساس پردازش تصویر کار می کنند. در واقع بالای زمین دو دوربین نصب است که بر روی زمین سبز عمود می باشند و تصویر بدست آمده از این دوربین ها برای دو تیم ارسال می شود سپس هر دو تیم باید در کامپیوتر خود تصاویر را پردازش کنند و تشخیص دهد که توپ و بازیکنان کجا هستند سپس به بازیکنان خود بصورت بی سیم فرمان دهند که چه کاری انجام دهند. البته شرکت کننده ها هیچ کنترلی بر ربات ها ندارند و فقط بر اساس برنامه نوشته شده عمل می کند . تا چند مدت پیش پردازشی که توسط این ربات ها انجام بصورت دو بعدی بود در واقع فقط مکان توپ بصورت x,y شناسایی می شد و اگر توپ در ارتفاعی از زمین بود ربات ها تشخیص نمی دادند ولی در آخرین مسابقاتی که شرکت کردیم متوجه شدیم حتی ربات ها ارتفاع توپ را نیز می سنجند و می توانند هد بزنند و یا تشخیص دهند که توپ از بالای سرشان عبور می کند. در واقع وقتی توپ از زمین ارتفاع می گیرد به دوربین نزدیک تر می شود و درشت تر جلوه می نماید بر اساس درشت تر شدن می توان فهمید از زمین چه ارتفاعی گرفته است. هر زمین به یک سرور دید مرکزی و یک دوربین مشترک مجهز است. این تجهیزات مشترک از نرم افزار SSL-Vision به منظور فراهم کردن اطلاعات مکان یابی برای تیم ها از طریق ethernet در ساختار پاکتی به منظور اعلام بوسیله سیستم دید مشترک پیشرفته قبل از مسابقه می باشد. تیم ها نیاز دارند که سیستم هایشان با خروجی سیستم دید مشترک منطبق باشد و سیستم ها توانایی حمل خواص اطلاعات سنسوری جهان مجازی را که با سیستم دوربین مشترک تهیه شده است را داشته باشند. در کنار تجهیزات دید مشترک, تیم ها اجازه ندارند که دوربین ها و سنسور های خارجی شان را نصب نمایند مگر اینکه بوسیله کمیته مسئول اعلام شود یا اجازه داده شود. سیستم دید مشترک در هر میدان با یک یا دو متخصص دید نگه داری می شود. رویه انتخاب این متخصصان با کمیته رقابت ها است. 18764252750185شکل1-12:نمونه ای از ربات فوتبالیست00شکل1-12:نمونه ای از ربات فوتبالیست   1-7-13 ربات ماهی محققان موسسه MIT موفق به ابداع ماهیهای رباتیکی شده اند که علاوه بر سادگی ساختار از بدنه پلیمری و ضد آبی برخوردارند که می تواند شنای طبیعی ماهیها را به خوبی شبیه سازی کند. به گفته دانشمندان موسسه MIT یکی از اشکالات همیشگی رباتهای سنتی داشتن قطعات متعدد و پیچیدگی بالا در ساختار آنها است. به گفته پابلو آلوارادو رباتهای سنتی شاید بتوانند درمحیط آزمایشگاهی به خوبی کار کنند اما در صورتی که آنها را از این محیط خارج کرده و به محیطی طبیعی مانند اقیانوس وارد کنیم کمتر از نیم ساعت دوام نخواهد آورد. آلوارادو به همراه همکارانش برای تولید رباتی با پیچیدگیهای پایین مطالعات بسیاری انجام دادند. در نهایت به جای استفاده از قطعات مکانیکی متعدد از قطعه ای نرم، قابل انعطاف و پلیمری برای ساخت ماهی رباتیک استفاده کردند. بدنه این ربات به صورت قالب گیری ساخته شده و به همین دلیل کوچکترین احتمال نفوذ آب به درون ساختار آن وجود نخواهد داشت. این مواد بسیار ارتجاعی بوده و آب نمی تواند تاثیر زیادی بر روی آن داشته باشد در عین حال ساختار پلیمری در برابر حرارت بالا بسیار مقاوم است. درون هر ربات موتوری کوچک قرار دارد که امواجی را به وجود می آورد این امواج در طول بدنه پلیمری حرکت کرده و باعث راندن ماهی رباتیک به سمت جلو می شوند.با ایجاد تفاوت در میزان سختی بدنه ربات محققان می توانند ارتعاشات بدنه ماهی را کنترل کرده و حرکت شنای ماهی هایی مانند ماهی تن و قزل آلا را شبیه سازی کند. ماهی های واقعی می توانند با سرعتی برابر 10 برابر طول بدن خود در ثانیه شنا کنند اما ماهی های رباتیک تنها قادر به شنا با سرعت یک برابر طول بدن خود در ثانیه هستند که نسبت به بسیاری از نمونه های موجود سرعت بالایی به شمار می رود. 2260600-635شکل1-13:نمونه ای از ربات ماهی00شکل1-13:نمونه ای از ربات ماهی 1-7-14 ربات میکرو موس ربات های میکرو موس گروهی از ربات ها هستند که می توانند یک مسیر ناشناخته را طی کنند و به مقصد برسند. لابیرنت به معنای یک مسیر پیچ در پیچ است که با وارد شدن به آن خارج شدن از آن بسیار مشکل است. در واقع ربات باید در یک مسیر خانه در خانه تمام راه ها را چک کند و در زمانی به طور مثال ظرف مدت10 دقیقه به مرکز زمین برسد. فرض کنید خود شما قصد دارید در این مسیر پر پیچ و خم عبور کنید بهترین کاری که می کنید چیست؟ شاید بگویید اگر یک نخ داشتم می فهمیدم چه مسیر هایی را آمده ام تا دیگر تکرار نکنم. درست فهمیدید مهمترین مسئله در این ربات ها تشخیص مسیر هایی است که ربات قبلا در آن ها اشتباه رفته تا دیگر تکرار نکند. پس یکی از مشکل ترین مسائل در این گونه ربات ها نوع برنامه نویسی آن هاست. ولی مسئله بعدی چشم ربات است. مسیر ناشناخته در مسابقات و آزمایش ها یک ماز است و درعمل می تواند یک شهر یا یک مکان نامشخص باشد. در مسابقات ربات های میکرو موس، ربات شما در یک گوشه از ماز (که توسط داور تعیین می شود) قرار می گیرد، ربات باید در یک زمان مشخص (که بین 10 تا 30 دقیقه است) ازبین مارپیچ ها عبور کند و به مقصد (که توسط داور تعیین می شود) برسد. بدنه ربات باید محکم و سبک باشد و بتواند وزن دیگر اجزا را تحمل کند، همچنین بایددارای قسمت های برای بستن چرخ ها، موتور ها و... باشد. ربات مانند یک انسان کور است، یک انسان کور دست خود را به دیوار ها می کشد تا راهرا بیابد، در این روش شما می توانید با استفاده از سنسور های ضربه یا مادون قرمزدیوار ها را حس کنید، مسیر های باز را انتخاب کنید و از انها عبور کنید تا به مقصد برسید. این روش برای ماز های که پیچیده نیستند پیشنهاد می شود. اشکالی که این روش دارد این است که رسیدن ربات به مقصد بیشتر به شانس شما بستگی دارد تا رباتتان. 16954502056765شکل1-14:نمونه ای از ربات میکرو موس00شکل1-14:نمونه ای از ربات میکرو موس 1-7-15 ربات مین یاب این ربات ها برای تشخیص مین از یک سیم پیچ در جلوی ربات استفاده می کنند. در واقع در صورت قرار گرفتن فلز زیر سیم پیچ میدان مغناطیسی تغییر کرده و ربات تشخیص می دهد. در بعضی مواقع برای دریافت میدان دید زمین مسابقه، از دوربین و موقعیت یاب نیز استفاده می کنند. زمین بازی این نوع ربات معمولا از شن است و بخاطر همین رباتها باید از چرخهای مناسب جهت حرکت در این نوع زمین استفاده کنند تا دچار مشکل نشوند. 18560967952شکل1-15:نمونه ای از ربات مین یاب00شکل1-15:نمونه ای از ربات مین یاب 1-7-16 ربات خزنده بیشتر ربات‌ها برای این که بتوانند حرکت کنند و کاری را که برای آن برنامه‌ریزی شده‌اند انجام بدهند، به فضای زیادی احتیاج دارند، آن قدر که بتوانند قسمت‌های مختلفشان را تکان بدهند و جلو بروند. در واقع انعطاف‌پذیری تعداد زیادی از ربات‌ها آن قدر کم است که چند برابر اندازه خودشان باید جا برای تکان خوردن داشته باشند. البته دانشمندان این مسئله را می‌دانند و همواره در تلاش بوده‌اند تا با الهام گرفتن از استخوان‌بندی بدن موجودات زنده، ربات‌هایی بسازند که منعطف باشند و به راحتی حرکت کنند. یکی از ربات‌هایی که به راحتی به هر سوراخ و سنبه‌ای می‌رود و بسیار نرم و راحت حرکت می‌کند، ربات بازویی به نام« او.سی» است. این بازوی متحرک در رآکتورهای اتمی، هواپیماها و حتی بدن ما انسان‌ها استفاده می‌شود. این ربات درست مثل یک مار تکان می‌خورد و در فضای بسیار کمی به این طرف و آن طرف سرک می‌کشد و به تعمیر و بازسازی و فیلم‌برداری می‌پردازد. ربات او.سی از تعداد زیادی مهره تشکیل شده که شبیه ستون فقرات هستند و با سیم‌هایی مثل زردپی یا تاندون به هم وصل شده‌اند. همه اینها هم به یک موتور متصل هستند که طول سیم‌ها و حرکت مهره‌ها را هدایت می‌کند. یک کامپیوتر هم چگونگی این حرکت‌ها را محاسبه و مخابره می‌کند. در نهایت یک اپراتور یا متصدی هم باید باشد تا با تکان دادن دسته، مسیر حرکت را انتخاب کند. این ربات خزنده در دانشگاه بریستول انگلستان ساخته شده و خط تولید آن به زودی راه‌اندازی می‌شود. 199072536830شکل1-16:نمونه ای از ربات خزنده00شکل1-16:نمونه ای از ربات خزنده 1-7-17 نانو ربات‌هاي زيستي استفاده از دانش نانوتكنولوژي دانشمندان توانسته‌اند نانوربات‌هاي زيستي طراحي كنند كه در بدن انسان قرار مي‌گيرند و نقش محافظ و درمانگر را ايفا مي‌كنند. اين ريزماشين‌هاي هوشمند قادرند چندين نسخه ازخودشان تهيه كنند و جايگزين بافت‌هاي فرسوده يا آسيب‌ديده نمايند. در آينده نانو ربات‌هاي هوشمند در مغز و بدن هر انساني به تعداد زياد وجود خواهند داشت و انسان را از ابتلا به انواع بيماري‌ها مصون مي‌دارند حتي روند پير شدن بشر را به تعويق مي‌اندازند و نيز قدرت جسماني و حافظه او را تقويت مي‌كنند. شايد در نگاه اول اين جمله تداعي‌كننده پيش‌گويي‌هاي «آرتور سي‌كلارك» در رابطه با دنياي آينده باشد ولي جالب اينجاست كه اين پيش‌بيني از دكتر «كورزويل» متخصص علوم كامپيوتر وعضو موسسه ملي مهندسي در امريكاست. او هم اكنون به همراه گروهي از متخصصين، درزمينه كاربرد نانو ربات‌ها در زندگي آينده بشر تحقيقاتي انجام مي‌دهد و قرار استنتاج مطالعات اين گروه به صورت فيلمي با عنوان «داستان واقعي زندگي در آينده» دراواخر سال جاري ميلادي ارائه شود. بر اساس اين گزارش با استفاده ازنانوتكنولوژي دستيابي به انرژي خورشيدي امكانپذير خواهد شد. انرژي خورشيدي قابل تبديل و استفاده به اشكال مختلف انرژي مي‌باشد و بشر را از منابع ديگر انرژي بي‌نياز مي‌كند. نانوربات‌ها ماشين‌هاي كوچكي هستند كه براي انجام عملياتي خاص وبعضا تكرارشونده با دقت بسيار بالا طراحي شده‌اند. نانو( nano) به معني يك بيليونيوم يا يك ميلياردم است. قطر موي سر انسان يك دهم ميليمتر است درنظر بگيريد، يك نانومتر صدهزار برابر كوچك‌تر از آن است. 9-10 =1 nanometer (nm) . مكعبي باابعاد 5/2 نانومتر ممكن است حدود 1000 اتم را در خود جاي دهد. با استفاده از دانشنان وتكنولوژي دانشمندان توانسته اند نانوربات‌هاي زيستي طراحي كنند كه در بدن انسان قرار مي‌گيرند و نقش محافظ و درمانگر را ايفا مي‌كنند. اين ريزماشين‌هاي هوشمندقادرند چندين نسخه از خودشان تهيه كنند و جايگزين بافت‌هاي فرسوده يا آسيب‌ديده نمايند اين فرايند را خود تكثيري مي‌نامند. آنها نه تنها قادر به تشخيص محل دقيق سرطان خواهند بود بلكه داروي مناسب براي از بين بردن سلول‌هاي سرطاني را تزريق مي‌كنند. center2286404شکل1-17: نمونه نانو ربات زیستی00شکل1-17: نمونه نانو ربات زیستی امروزه تحقيقات وسيعي در زمينه درمان بيماري‌هايي چون ديابت، بيماري‌هاي قلبي و ايدز در حال انجام است. نانوربات‌ها داراي امكانات بالقوه‌اي هستند كه با اجتماع و قرارگيري به صورت كلوني قادرند بطور مو شكافانه و دقيق از سيستم حفاظت كنند. در واقع با ساختاري اتمي و يا مولكولي در يك فرايند شناخته شده قرار داده مي‌شوند تا چرخه‌اي را كامل نمايند. تكنولوژي نانو رباتيك آنقدر سريع درحال پيشرفت است كه به يقين زندگي انسان از اواسط قرن جاري بكلي متحول خواهد شد. اين تغييرات شامل از بين رفتن بسياري از بيماري‌ها، كاهش عوامل و عوارض بسياري از امراض و حتي جراحي‌ها مي‌باشد. يكي از مهمترين برنامه ‌هاي گسترش علوم رباتيك در جهان بيشتر كردن عمر بشر و مبارزه با پيري و عواقب آن است. از دهه 80 ميلادي تا كنون كوچك‌سازي (مينياتورسازي) از اهم فعاليت‌ها در زمينه علوم كامپيوتري بوده است. طبق گزارشات اعلام شده سرعت رشد تكنولوژي هر بيست سال دو برابر خواهدشد، در نتيجه تكنولوژي در سال 2050 حدود 32 برابر از سال 1950 جلوتر خواهد بود. يكي از شاخه‌هايي كه رشد تكنولوژي در آن بسيار چشمگير است، دانش پزشكي است. با ساخت ابزار و وسايل پزشكي در آينده روند پير شدن كند مي‌شود و مبارزه با بيماري‌ها آسان‌تر و مطمئن‌تر خواهد شد. در زمينه كالبدشناسي از نانوربات‌ها به منظور تعيين محل دقيق آسيب استفاده خواهد شد. در شرايطي استفاده از نانو ربات‌هاي زيستي ضروري به نظر مي‌رسد كه امكان دسترسي به عضو مورد نظر دشوار بوده يا امكانپذير نباشد، ياحتي در مواردي كه عواقب دردناك و دشواري توسط پزشك پيش‌بيني شود. براي طراحي يك نانوربات دانشمندان از مدل‌هاي طبيعي مثل ساختار رشته‌هاي DNA بهره مي‌گيرند. با بهره‌گيري از دانش نانو تكنولوژي دانشمندان قادر به ساخت حسگرهاي زيستي در ابعاد يك ميلياردم هستند. هم اكنون نانو ربات‌هايي كه در مراكز تحقيقاتي ساخته مي‌شود به اندازه‌اي كوچك هستند كه هنگام عطسه همراه با گرد و غبار به بيرون پرتاب مي‌شوند. يكي از اولين ريزربات‌هايي كه براي كمك به علم پزشكي ساخته شد «سلئو» نام داشت. اين ميكروربات براي جاسازي در داخل روده انسان طراحي شده بود. سئلو مجهز به يك چنگال و چند حسگر بود. حسگرها بدين منظور تعبيه شده بودند تا مانع برخورد با موانع شوند، وظيفه چنگال نيز برداشتن نمونه از سطح روده مي‌باشد. اين ريز ماشين مي‌توانست يا خود حركت كند يا توسط پزشك با يك كنترل دستي به حركت درآيد. اسلوب كار نانوربات‌هايي كه در داخل بدن كار گذاشته مي‌شوند، شبيه‌سازي از محيط، در فضايي سه بعدي است و تجزيه و تحليل اطلاعات در آنها بر مبناي روش‌هاي عددي مي‌باشد. نانوربات‌ها مانند انسان به اطلاعات اطرافشان نياز دارند. حواس ماشيني يا حسگرها اين وظيفه را در نانوربات‌ها بر عهده دارد. به جرات مي‌توان گفت كه بسياري از اين حسگرها از حواس انسان بهتر و دقيق‌تر كار مي‌كنند. نانوربات‌هاي زيستي به تغييرات حرارتي و شيميايي بسيار حساس هستند. زيرا اگر تغييرات حرارتي در بين سلول‌هاي عضوي از بدن وجود داشته باشد و يا ضرايب شيميايي متفاوتي بين آنها مشاهده شود، نشان از تغييراتي است كه در بين سلول‌هاي سالم رخ داده و در نتيجه حاكي ازبيماري خاصي مي‌باشد. اينگونه ريزماشين‌ها به گونه‌اي طراحي شده‌اند كه به تفاوت‌هاي ضرايب شيميايي سلول‌ها بسيار حساس هستند و همچنين قادرند ميزان حرارت سلول‌ها را اندازه‌گيري نمايند. هنگامي كه ضرايب شيميايي و دمايي متفاوتي مابين سلول‌ها دريافت كنند با بررسي اطلاعات و مطابقت با داده‌هاي ذخيره شده بيماري موردنظر را تشخيص مي‌دهد. ناگفته نماند كه اين نانوربات‌ها قادرند بين گزينه‌ها وموارد مشابه بهترين آنها را گزينش كنند، به عبارتي از هوش ماشيني در سطحي پيشرفته برخوردارند تا بهترين گزينه را در جهت تشخيص بيماري انتخاب نمايند. در مرحله بعدي نيز به درمان سلولي اقدام مي‌كند كه با تزريق دارو به سلول‌ها همراهاست. گفته شده است كه بدليل نوع كار اين نانو ربات‌ها در بدن تجهيزات و ياسخت‌ افزار اين ماشين‌هاي مولكولي بسيار پيشرفته و ابتكاري است. در ساخت سنسورهاي زيستي تنها روش‌هاي ميكروالكترونيكي كاربرد دارد. نانوربات‌هاي زيستي داراي سنسورهايي در ابعاد بسيار كوچك هستند و در عين حال به گونه‌اي طراحي شده‌اند كه باشرايط زيستي بدن انسان سازگارند. نانوربات‌هاي زيستي با داشتن حسگرهاي بسيار حساس از تجهيزاتي خواهند بود كه امور پزشكي را بتدريج متحول مي‌كند. در واقع مدلي ازماشين‌هاي مولكولي هستند كه با روش‌هاي خاصي ارتباطات و اتصالات بين سلول‌هاي بيولوژيكي را كنترل كرده و بهبود مي‌بخشد، به عبارتي روي نحوه عملكرد سلول‌ها نظارت كرده و كنترل صحيح آنها را به عهده مي‌گيرد. روش كار اين مدل‌هاي مولكولي بر اساس شبيه‌سازي در محيط سه بعدي است. تحقيقات در زمينه نانو ربات‌هايي كه مجهز به حسگرهاي زيستي و دارويي باشند در سطح گسترده‌اي در حال انجام است. مراحل آزمايشگاهي نانوربات‌هاي زيستي در يك محيط واقعي با كنترل‌ها و سنجش‌هاي شيميايي وحرارتي در مسير مطلوبي قرار دارد. طراحي نانوربات‌ها بر پايه و اساس نانوبيوالكترونيك مي‌باشد و حسگرهاي ويژه‌اي به نام نانوبيوسنسورها عملگرهايي هستندكه به روشي خاص عمل مي‌كنند و كاربرد آنها در جهت اهداف پزشكي و تحويل دارو به سلول‌ها مي‌باشد. اين پژوهش‌ها باعث پيشرفت‌هاي خارق‌العاده‌اي در زمينه نانو داروهاي هوشمند شده است. از ديگر وظايف تعريف شده در نانوربات‌ها عملكرد آنها به عنوان antibady است Antibady به معني ماده‌ايي است كه در بدن توليد مي‌شود و به مقابله با بيماري‌ها مي‌پردازد. موضوع جالب اين است كه سيستم ايمني بدن با نانوربات‌هاي زيستي سازش مي‌كند و در جهت رفع بيماري با آنها همكاري مي‌نمايد. ازديگر قابليت‌هاي تعريف شده در نانوبيوسنسورها بررسي زمان است، به عبارتي بررسي تشخيص بهترين زمان براي تزريق دارو به سلولهاست. نانو ربات‌هاي هوشمند قادربه تجزيه و تحليل منطقي شرايط زيستي سلول مي‌باشند، زيرا تزريق دارو به سلول‌ها اگر در زمان و موقعيت مناسب انجام شود به طور يقين تاثير مطلوب خواهد داشت و در غير اينصورت نه تنها به بهبود وضعيت بيمار كمك نخواهد شد بلكه داراي عواقب خطرناكي نيز هست. تجزيه تحليل‌هاي گوناگوني كه از بررسي محيط بدست مي‌آيد بسيار مهم و حساس است، از طرفي ابعاد بسيار كوچك يا مينياتوري اين ريزماشين‌ها محدوديت‌هايي را ايجادخواهد كرد. مسئله بسيار مهم ديگر تامين انرژي لازم براي گرفتن اطلاعات و تجزيه وتحليل آنهاست Adriano Cavalcanti يكي از پيشگامان درگسترش تكنولوژي نانو يا مهندسي اتوماتيكي مولكول‌هاي زيستي است، همچنين او رئيس CAN (Center for Automation in Nanobiotech) مي‌باشد. او به همراه گروهي از متخصصين اين رشته توانسته است دستگاه‌ها، وسايل و تجهيزات پزشكي مجهزي با استفاده از نانوربات‌هاي زيستي توليدكند و گام‌هاي موثري در درمان بيماري‌هايي چون ديابت، انواع سرطان‌ها، كارديولوژي بيماري‌هاي قلب و نيز معالجه انوريسم (اتساع غيرطبيعي شريان‌ها) انجام دهد. آدرس‌هاي اينترنتي HYPERLINK "http://www.nanorobotdesign.com" www.nanorobotdesign.com , www.canbiotechnems.com براي دسترسي به اطلاعات بيشتر و آشنايي با نحوه كار اين گروه مي‌باشد. مراحل كلي ساخت نانوربات‌ها داراي دو بخش اصلي است ابتدا طراحي و ساخت تراشه‌هاي زيستي، به عبارتي ساخت تراشه‌هايي كه با ساختار ژنتيكي انسان سازگار بوده و براساس مدل ژنوم انسان طراحي شده باشند. در مراحل بعدي كه از حساسيت ويژه‌اي برخوردار است تست و انجام مراحل آزمايشگاهي به منظور بررسي واكنش بدن و چگونگي تاثيرگذاري نانوربات‌هاست. يكياز اهداف ابداع اين گونه روش‌ها مقابله با بيماري‌هاي صعب‌العلاج و همچنين انواع سرطان‌ها است. طراحان نانوربات‌هاي زيستي معتقدند كه درمان بيماري‌هايي به ويژه سرطان با اين روش موثرتر و همچنين ريسك خطرپذيري در آن بسيار كمتر است، زيرا اين نانوربات‌هاي زيستي بدون تاثيرگذاري روي سلول‌هاي سالم، سلول‌هاي بيمار و سرطاني رامورد هدف قرار مي‌دهد. ناگفته نماند كه يكي از مشكلات درمان سرطان‌هاي گوناگون، داروها و مواد از بين برنده اين سلولهاست، زيرا علاوه بر اينكه روي سلول‌هاي سرطاني تاثير مي‌گذارد سلول‌هاي سالم را نيز از بين مي‌برد. امروزه دركنار شناخت بيماري‌ها و روش‌هاي درماني آنها، آگاهي و دسترسي دقيقي نسبت به اجزاي بدن حاصل شده و شاهد هستيم كه پزشكان قادر به پيوند اندام ‌هايي به بدن انسان مي‌باشند كه تاكنون غيرممكن بوده است. پيوند اعضاي مصنوعي و جايگزين كردن آنها باعضو از كار افتاده از مسائل بسيار حساس و پيچيده است كه امروزه قابل انجام مي‌باشد. ناگفته نماند كه اين جراحي‌ها خطرات نه چندان كوچك و عواقب دردناك و دوره درمان بسيار بالايي دارند. ديگر آنكه اعضاي پيوندي و اندام‌هاي مصنوعي هنوز كارآيي بافت‌هاي طبيعي و اوليه را پيدا نكرده‌اند. براي مثال بايد گفت اگر دست يك كارگرزير تيغ دستگاه‌هاي صنعتي قطع شود خوشبختانه پزشكان قادرند كه دست را به بدن فرد پيوند زنند و حيات را به سلول‌ها باز گردانند. اما متاسفانه دست مورد نظر همه قابليت‌هاي اوليه را نخواهد داشت، زيرا هنوز اطلاعات لازم براي اتصال اعصاب وبافت‌هاي جدا شده كه مطابق حالت طبيعي باشد به دست نيامده است. از طرفي داروهايي كه براي درمان انواع بيماري‌ها ساخته شده است، خود آسيب‌هاي ديگري به سلامت بدن انسان وارد مي‌سازند زيرا كه محيط و هدف خود را به طور دقيق نمي‌شناسند و مي‌تواند مولدزيان‌هايي حتي بزرگتر از مشكلات اوليه باشد. از طرفي ظهور بيماري‌هايي نظير ايدز با ويروس مرموز HIV كه روش‌ها و داروهاي كنوني از شناسايي و نابود كردن كامل آن عاجزند، خود دليلي بر متحول شدن دنياي پزشكي است. دانش نانوتكنولوژي توليد و ساخت تجهيزاتي در مقياس نانومتريك را ممكن مي‌سازد. تجهيزاتي در ابعاد اتم يا مولكول باويژگي‌ها و خواص شيميايي كاملا" منحصر به فرد و شناخته ‌شده. در واقع متخصصين با دستكاري اتم‌ها بطور جداگانه و جاي دادن دقيق آنان در مكاني خاص قادرند ساختاردلخواه و مطلوبي را توليد كنند. پژوهش‌هاي انجام شده ساختاري را ارائه مي‌كند كه مي‌تواند پيشرفت‌هاي حيرت‌انگيزي را در صنعت دارو و درمان بيماري‌ها وآسيب‌هاي زيستي ايجاد نمايد. نانوبيوربات‌ها سيستم‌هايي هستند كه شناساگر، تحليل‌كننده، ترميم‌كننده، متحرك و بسيار دقيق مي‌باشند كه قادرند بخش عظيمي ازمشكلات پزشكي امروز را برطرف سازند. اين ماشين‌ها با اطلاعات كامل از ساختار بدن وحتي اجزاي سلول‌هاي بدن به راحتي قادر به حفاظت افراد در برابر باكتري‌ها، ميكروب‌ها و ويروس‌هاي بيماري‌زا مي‌باشند. با استفاده از اينگونه روش‌هاي درماني محققان قادر به ساخت بافت‌هاي بسيار مقاومي براي بدن انسان هستند كه حتي با افتادن از ارتفاع زياد هم كوچك‌ترين خدشه‌اي در عملكردشان وارد نشود و سلامت خود را حفظ كنند. آينده علوم و مهندسي چند گرايشي (Multi- Disciplinary) است و هر روزه به سمت توليد ماشين‌هاي مولكولي سوق داده مي‌شود تا در نهايت بتواند مجموعه‌هايي از ﭘيوندهاي ارگانيك و سايبريك را عرضه كند. با پيشرفت در نانوتكنولوژي دانشمندان قادرند تا نانوحسگرهاي ويژه‌اي با كاربردهاي نانوبيوالكترونيك وبيولوژيكي براي عملياتي خاصي ابداع كنند. برخي معتقدند «نانوتكنولوژي روند زيان‌بارناشي از انقلاب صنعتي را معكوس خواهد كرد.» از طرفي برخي اعتقاد دارند كه پيش‌بيني‌هايي كه در رابطه با سرعت پيشرفت تكنولوژي صورت گرفته است تا حدي اغراق‌آميز و خوشبينانه مي‌باشد. زيرا با درنظر گرفتن سرعت گرم شدن زمين، اثرات گلخانه‌اي، گسترش بيماري هاي عفوني و بعضا ناشناخته، آلودگي زمين و هوا، كمبود موادغذايي و بسياري از موارد ديگر، تعيين زمان اينگونه پيش‌گويي‌ها بسيار خوشبينانه است. 1-8 رباتیک و کشور های صنعتی کشور ها صنعتی به این حقیقت رسیده اند، که کشوری پیشرفت نمی کند مگر این که در تمام علوم پیشرفت کند .بنابراین، با توجه به این که رباتیک یکی از علوم اصلی سرنوشت ساز قرن است و به آناحساس نیاز می کنند. در این راستا فعالیت های بسیاری را انجام داده اند. آن ها آنقدر پیشرفت کرده اند که هدف خود را اینگونه ذکر می کنند " در سال ۲۰۵۰ ربات هایی خواهیم ساخت شبیه انسان که بتواند با قوی ترین تیم فوتبال انسان ها بازی کند و بدو نانجام خطا، انسان ها را شکست دهد". آن ها هر ساله مسابقات رباتیک جهت کسب علم و استفاده نمودن از آن در صنعت برگزار می نمایند. همچنین در راستای تربیت نیروی انسانی جهت گسترش این علم، رشته ی مهندسی رباتیک را ایجاد نمودند. ژاپني ها در صنعت توليد ربات به عنوان پيش روي ساير كشورها هستند و شركت هاي هيتاچي، سوني، تويوتا و هوندا از جمله فعالان اين صنعتند. اكثريت ربات هاي ساخته شده، شباهتي با انسان ها ندارند و معمولاً در خطوط توليد كارخانه ها مورد استفاده قرار مي گيرند. مهندسی رباتیک در واقع تلفیقی از رشته ی مهندسی برق و مهندسی مکانیک است که هدف آن تربیت نیرویی که بتواند به تنهایی ربات های صنعتی را طراحی کند و آن را بسازد. این رشته در اکثر دانشگاه های کشور های صنعتی تدریس می شود. کارخانه های خصوصی آن ها علاوه بر رباتیکی کردن فرایند تولید، مقداری از درآمد های ناخالص خود را جهت تحقیق و گسترش رباتیک صرف می نمایند. 1-9 وضعیت رباتیک در ایران پدر علم رباتیک ایران آقای کارولوکس است. او در سال ۱۹۷۶ میلادی مدرک دکترای خود را از گروه مهندسی برق و علوم کامپیوتر دانشگاه برکلی با گرایش مهندسی کنترل دریافت کرده است.مدرک کارشناسی ارشد مهندسی برق او از دانشگاه تهران است.  زمینه پژوهش‌های او پیش‌بینی‌ سری‌های زمانی، مدل‌های عاطفی و منطق فازی است. او در سال ۱۳۸۵ خورشیدی به عنوان چهره ماندگار شناخته شد. استاد کارو لوکس از دانشکده فنی مهندسی دانشگاه تهران در زمینه تعامل در سیستم های هوشمند صاحب فعالیت های ارزنده ای دارد. center2759710شکل1-18: استاد کارو لوکس پدر رباتیک ایران00شکل1-18: استاد کارو لوکس پدر رباتیک ایران وضعیت رباتیک در ایران فاجعه بار است. به طوری که می توان گفت: رباتیک در ایران هنوز شناخته شده نیست. این وضعیت در حالی است که ایران یکی از بزرگترین وارد کنندگان ربات های صنعتی است. هر ساله ارز زیادی بابت خرید ربات، از کشور خارج می شود. در بیشتر کارخانه های ما از رباتها استفاده می شود. کارخانه هایی مانند فولاد، خودروسازی، مواد غذایی و... را می توان تقریبا تمام رباتیک دانست. اما متاسفانه تمام ربات های آن وارداتی است و حتی نصب و کنترل وتعمیر آن بر عهده ی خارجی ها می باشد. به منظور عقب نماندن کشور در علم رباتیک، رشته ی مهندسی رباتیک در سال ۱۳۸۱ تاسیس شد و متاسفانه تا امسال (۱۳۸۷ ) تنها دانشگاه ارائه کننده ی آن دانشگاه صنعتی شاهرود بود. اکنون این رشته در دانشگاه صنعتی همدان نیز تدریس می شود. اما آیا دو دانشگاه کافی است؟ پاسخ روشن است باتوجه به اهداف کشور و سند چشم انداز ۲۰ ساله هم اکنون باید در تمام دانشگاه های صنعتی، تدریس شود. یکی از مشکلات دانش آموختگان این رشته در کشور این است که کسی این رشته را نمی شناسد و اصلا نمی داند ربات چیست. وقتی از ربات صحبت می شود به یاد اسباب بازی آدم آهنی کودکان و فیلم های سینمایی می افتند. دیگر مشکل دانش آموختگان عدم اعتماد صنعت کشور به آن ها است. صنعت گران حاضرند چندیدن برابر آن هزینه کنند ولی از نیروی خارجی استفاده نمایند. دیگر مشکل این رشته کمبود امکانات دانشگاهی و قدیمی بودن امکانات فعلی آن ها است .بعضی از افراد در ایران استفاده از ربات را مساوی اخراج نیرو کار می دانند و با توسعه ی آن مخالفت می کنند. اما آنها از این قافل هستند که گماردن نیروی انسانی به کار های روزمره و تکراری، اتلاف نیروی انسانی است. به جای انجام کار بیهوده می توان آن ها را در جایی دیگر به خدمت گرفت .هر ساله چندین مسابقات رباتیک در سطح کشور برگزار می شود که می توان گفت همه ی آن ها دارای قوانین ثابت و یک شکل و تکراری است و هیچ کدام قوانین بومی ندارند. متاسفانه در ایران به این مسابقات به چشم هدف نگریسته می شود. (بر عکس کشور های صنعتی که مسابقات را، وسیله ای برای ارتقاء صنعت خویش می دانند.) وتمام وقت دانشجویان را می گیرند که رباتی با هدف پوچ (مانند مسیریاب که در این مسابقات ربات باید مسیر خط سیاه را دنبال کند) بسازند. متاسفانه هیچ یک از ما، هیچ روز یا هفته ای در سال را به عنوان هفته ی رباتیک، حداقل برای یادآوری اهمیت آن بر نگزیده ایم. و برای بهبود وضعیت آن کوششی نکردیم و نمی کنیم. علم رباتيك دركشور ما علمي نو است و آينده اي روشن و پويا خواهد داشت. با این همه اخیرا درمسابقات ربات‌های هوشمند انگلیس تیم دانشگاه آزاد اسلامی، ضمن کسب مقام دوم جهانی بعنوان فنی‌ترین تیم طراح ربات انتخاب شدند. همچنین ربات انسان نماي ايراني پارسه، آسيمو را به وحشت انداخت، ربات انسان نمای پارسه، محصول مرکز تحقیقات فناوری های پیشرفته پارسه هست که از پیشرفته ترین سیستم هوش مصنوعی جهان بهره می برد. سیستم هوش مصنوعی این ربات توانست در سال 2007 نرم افزار "کلاریسا" که توسط دانشمندان ناسا طراحی شده بود و تا آن زمان پیشرفته ترین سیستم هوش مصنوعی جهان به شمار می آمد رو با اقتدار کامل شکست بدهد. همچنین عنوان پدر هوش مصنوعی نوین جهان را از آن طراح خود کند. لازم به توضیح است که ربات انسان نمای پارسه برای رقابت جدی با ربات انسان نمای آسیمو طراحی شده است و در پایان سال 2008 بروی پیست رقابت رفت. گفتنی است بخش سیستم هوش مصنوعی ربات انسان نمای پارسه توانست در سال 2007 طی 9 روز رقابت دقیق و کارشناسی بیش از 30 سیستم هوشمند و ربات جهان را از جمله بخش هوش مصنوعی ربات آسیمو، نرم افزار کلاریسا در ناسا، سیستم هوش مصنوعی لوییزاو.... را با قدرت شکست دهد. طبق نظر کارشناسان انجمن هوش مصنوعی آمریکا AAAI این سیستم توانسته 70 درصد هوش انسانی را بازسازی نماید که تاکنون در جهان توانسته بودند کمتر از 10 درصد آن را شبیه سازی کنند یعنی چیزی در حد هوش یک گربه!!!!!! 1-10 ربات هاي متفكر، نسل آينده ربات ها محققان رباتیک دانشگاه ايالت ميشيگان آمريكا (MSU) بر روي ربات هايي با فناوري هوش مصنوعي در حال كارند. فيلم جديد بازگشت ماتريكس سوژه اي مشترك با فيلم هاي ديگري دارد كه در آنها ماشين هاي رايانه اي كه بسيار پيشرفته اند با تفكر خود قصد سلطه بر جهان رادارند، اين تصور و تخيل چندان كه به نظر مي رسد خيال پردازانه نيست. محققان دانشگاها يالت ميشيگان آمريكا (MSU) بر روي ربات هايي با فناوري هوش مصنوعي در حال كارند كه قادر مي باشند فكر كنند يا حداقل از تجربياتشان بياموزند. درست همانند يك بچه. اماآيا اين امكان وجود دارد كه ربات هاي ساخت بشر روزي عليه سازندگانشان به جنگ بپردازند؟ آرتور تانگ كه يك محقق است اعتقاد دارد، از لحاظ تكنيكي چنين امري درآينده اي نه چندان نزديك امكان پذير است و ربات هاي داراي هوش مصنوعي اين استعداد را دارا مي باشند. هوش مصنوعي از داغ ترين موضوعاتي است كه دانشمندان علوم رايانه آن را تحت بررسي دارند. آنها قصد دارند تا به جاي ساخت يك ماشين هوش مصنوعي (AI) آنرا به بار آورده و رشد دهند. تانگ در اين مورد مي گويد: «به جاي دادن برنامه حل يك مسأله به رايانه ما قصد داريم تا با بزرگ كردن يك ماشين هوش مصنوعي همانند يك كودك امكان حل مسأله و پيدا كردن راه حل را به خود او واگذار كنيم. مثلاً ما دوست داريم به جاي برنامه دادن به آن جهت تشخيص كاراكترها و گرامر، نحوه خواندن را به اين ماشين ها ياد دهيم.» اين درست همان كاري است كه جان ونگ استاد دانشگاهMSUدر حالانجام آن است. او هم اكنون دومين ربات نمونه خود را نيز ساخته است. اين ربات كه Dav نام دارد شبيه رباتي است كه در سريال تلويزيوني «گم شدن در فضا» به نمايش درآمد. يك جفت دوربين چشم هاي Dav مي باشند و يك ميكروفن به همراه پردازنده صوت گوش هاي اين ربات را تشكيل مي دهند. قدرت تشخيص حركت و حسگرهاي حرارتي اين ربات رابه توانايي هاي انسان نزديك تر مي كنند. اين ماشين ها پس از ساخته شدن، خود توانايي هاي فكري خود را بهبود مي بخشند. به منظور دادن آموزش راه رفتن به آنها، محققان اين ربات ها را به سمت گوشه ها و در درون راهروها به جلو هل مي دهند. درست همانند والديني كه پشت دوچرخه كودكانشان را به هنگام آموزش دوچرخه سواري نگاه داشته و به دنبال آنان مي دوند تا زماني كه كودكانشان بدون نياز به آنها بتوانند به دوچرخه سواري بپردازند. برنامه نويس پشت سر ربات حركت نموده و با تنظيم حسگرها وتغيير دستورالعمل هاي ورودي حركت آن را بهبود مي بخشد. با ده بار انجام اين كار ربات ياد مي گيرد كه هنگام رسيدن به گوشه ها دور بزند و از برخورد با ديوار اجتناب ورزد. ونگ مي گويد: در مورد انسان ها فراگيري و اندازه مغز محدود است اما در موردربات ها چنين موانعي وجود ندارد. البته ونگ معتقد است احتمالا ربات ها هيچ گاه ازكنترل انسان خارج نخواهند شد، چرا كه برنامه نويسان آنها انسانها هستند. استفاده از رباتهای هوشمند در مانیتورینگ، کنترل و تعمیرات خطوط لوله گاز که از روشهای نگهداری و تعمیرات لوله های انتقال گاز در خطوط لوله بین شهری و یا حتی شبکه‌های شهری، استفاده از رباتهای تشخیص دهنده و برطرف کننده عیوب می باشد. اینگونه رباتهای هوشمند با بهره‌گیری از برنامه‌های کامپیوتری و سنسورها و تجهیزات آزمایش کننده می توانند عیوب مختلف را تشخیص داده و اطلاعات جمع‌آوری شده در طول حرکت خود در داخل لوله‌ها را در حافظه خود ذخیره کرده و در مقصد تحویل دهند یا بصورت آنل این جهت مرکز کنترل ارسال کنند و حتی امکان برخی تعمیرات کوچک داخل لوله‌ها را دارا می‌باشند و می‌توانند مسیر حرکت را، بعنوان مثال در انشعابات، بر اساس نیاز انتخاب کنند. مشکلات ساخت و استفاده از چنین رباتهایی: منبع تغذیه و تامین انرژی مورد نیاز آنها، چگونگی برقراری ارتباط با اپراتور یا کنترل کننده دستگاه، چگونگی حرکت در داخل لوله و یا ثابت ماندن مقطعی آن به دلخواه اپراتور ، چگونگی وارد نمودن ربات به داخل خط دارای جریان گاز بدون قطع جریان و یا بدون پیگ رسیورها و یا پیگ لانچرهایاز پیش تعبیه شده. 1-11 آینده ی علم رباتیک جمعیت ربات‌ها به سرعت در حال افزایش است. این رشد توسط ژاپنی‌ها که ربات‌های آن‌ها تقریبا دو برابر تعداد ربات‌های آمریکا است، هدایت شده است. همه ارزیابی‌ها بر این نکته تأکید دارد که ربات‌ها نقش فزاینده ای در جوامع مدرن ایفا خواهند کرد. آن ها به انجام کارهای خطرناک، تکراری، پر هزینه و دقیق ادامه می‌دهند تا انسان‌ها را از انجام آن‌ها بازدارند. ربات ها هر روز گسترده تر می شوند بزودی ربات های پرستار نظافت چی فوتبالیست آشپز مربی و ... به تولید انبوه می رسند قرار است تا سال 2050 دانشمندان تیم فوتبال رباتیک بسازند که با انسان ها بازی کنند و آن ها را شکست دهند. یک روز فرا می رسد که در هر خانه ای یک ربات انسان نما و همه کاره وجود داشته باشد و درصنایع و کشاورزی و... دیگر به انسان نیاز نباشد و انسان در آن فقط تفریح و تولیدعلم کند. شهری را تصور کنید که رباتها در اکثر فعالیت های انسانی و بشری کمک رسان بشر شده اند. به یقین که نگاهی با کمی دورنگری و کمی بزرگ نمایی از آینده این رشته بسیار نگران کننده و شاید خطرناک باشد. تصور این که رباتی شما را در یک معامله بفریبد و یا رباتی که دارای احساس و اندیشه و جماعاتی رباتی که بر سر مسایل موردنظر شان مثل کم توجهی به آنها شروع به شورش کنند و دیگر موارد که اکنون خنده دار ودر باطن نگران کننده است. در راستای همین مطالب بد نیست نگاهی با تامل و جدی به فیلم "مرد 200 ساله" بیاندازید که به تصور شما کمک می کند. 1-12 نتیجه گیری اگر می خواهیم ایران به پیشرفت شایسته ی خود برسد. باید موانع را ازجلو آن برداریم. در اولین قدم بهتر است در موارد زیر گامی محکم برداریم. آشنایی مردم با علم رباتیک و مزیت استفاده از ربات ها تاسیس رشته ی مهندسی رباتیک در تمامی دانشگاه های صنعتی کشور برگزاری هدفمند مسابقات رباتیک دررشته های بومی در راستای تولید ثروت از راه علم جلب اعتماد صنعت به نیرو های داخلی مشخص کردن هفته ای خاص به نام هفته ی رباتیک همچنین آموزش و پرورش بايد به متولي اصلي رباتيك تبديل شود، آموزش و پرورش به دليل اين‌كه به‌طور مستقيم با دانش‌آموزان در تماس است، مي‌تواند به بهترين متولي رباتيك دركشور تبديل شود و با تشكيل كانون و انجمن رباتيك، علاقه‌مندان به اين رشته رابه‌طور پيوسته به سمت و سوي خود سوق دهد. همچنین بر گزرای مسابقات رباتیک درزمینه های مختلف از جمله مسابقات روبوکاپ، مسابقات رباتیک در حوزه ی خدمات شهری ورباتهای امداد ونجات، می تواند فرهنگ سازي مناسبی براي استفاده از دانش رباتيك براي پاسخگويي به نيازهاي مردم در سطح جامعه می باشد .بسیاری از مردم از اینکه ربات‌ها تعداد شغل‌ها را کاهش دهد و افراد زیادی شغل خود را از دست دهند، نگرانند. این تقریبا هرگز قضیه‌ای بر خلاف تکنولوژی جدید نیست. در حقیقت اثر پیشرفت ‌تکنولوژی مانند ربات‌ها (اتومبیل و دستگاه کپی و...) بر جوامع، آن است که انسان بهره‌ورتر می‌شود. در حوزه رباتیک مشکلاتی در رابطه با انسان‌های شرور و استفاده از ربات‌ها برای مقاصد شیطانی داریم. مطمئنا ربات‌ها می‌توانند در جنگ‌های آینده استفاده شوند. این می‌تواند هم خوب و هم بد باشد. اگر انسان‌ها اعمال خشونت آمیز را با فرستادن ماشین‌ها به جنگ یکدیگر نمایش دهند، ممکن است بهتر از فرستادن انسان‌ها به جنگ با یکدیگر باشد. ربات‌ها می‌توانند برای دفاع از یک کشور در مقابل حملات استفاده می‌شوند تا تلفات انسانی را کاهش دهد. آیا جنگ‌های آینده می‌تواند فقط یک بازی ویدئویی باشد که ربات‌ها را کنترل می‌کند؟ فصل 2 آموزش ساخت روبات مسیریاب 2-1 مقدمه ربات مسیر یاب باید بروی یک سطح سفید که یک خط مشکی بر روی آن کشید ه شده حرکت کند و به هر کجا خط مشکی می رود ربات هم  برود در این میان ممکن است بریدگیهای به عرض کوچک و یا مسیر های با زاوریه 90 در جه وجود داشته باشد که ربات باید این مسیر ها را هم تشخیص داده و به مسیر خود ادامه دهد. center2431877شکل2-1:ربات مسیریاب 4000020000شکل2-1:ربات مسیریاب برای ساخت یک ربات مسیریاب باید با سه رشته مکانیک, الکترونیک, کامپیوتر (برنامه نویسی) آشنایی مقدماتی داشته باشیم. در این پروژه سعی می شود نحوه ساخت یک ربات مسیر یاب تشخيص رنگ به طور جامع و کامل همراه با نقشه عملی مدارات آن توضیح داده شود. ابتدا در مورد مکانیک یک ربات مسیر‌یاب که معمولا ساده ترین قسمت یک ربات مسیر یاب باشد توضیح داده مي‌شود. بخش دوم در مورد كليات قسمت الكترونيك و تشريح همه‌ي المان‌هاي آن به طور كامل شرح داده شده است.در بخش سوم سعي شده است كه در مورد برنامه نويسي ربات به طور مختصر توضيح داده شود. در اين بخش در مورد دستورات برنامه مربوط به بخش مسيريابي و تشخيص رنگ توضيح مختصري داده شده است.   در این فصل سعی می شود نحوه ساخت یک ربات مسیر یاب به طور جامع و کامل همراه با نقشه عملی مدارات آن توضیح داده شود. روبات از شش بخش تشکیل می شود که به صورت زیر است: 277177512331700027717757092950015430501099820002590800480060مقایسه کننده00مقایسه کننده25241251525270درایور00درایور3448050991870میکرو 00میکرو 20574001001395منبع تغذیه00منبع تغذیه685800991870برد سنسور00برد سنسور344805013379450029146508331200034480501233170001095375585470004714875433070موتور00موتور2914650109982000 center99583شکل2-2: بخش های ربات 4000020000شکل2-2: بخش های ربات بخش اول در مورد مکانیک یک ربات مسیر‌یاب که معمولا ساده ترین قسمت یک ربات مسیر یاب است توضیح داده مي‌شود.  بخش دوم در مورد كليات قسمت الكترونيك و تشريح همه‌المان‌های آن به طور كامل شرح داده شده است. در بخش سوم سعی شده است كه در مورد برنامه نويسي ربات به طور مختصر توضيح داده شود. در اين بخش در مورد دستورات برنامه مربوط به بخش مسيريابی توضيح مختصر داده شده است. 2-2 مكانيك ربات روبات شامل دو موتور در طرفين خود است که براي حرکت به جلو، بايد هر دو موتور روشن باشد. زمان دور زدن به چپ، موتور سمت چپ خاموش و موتور سمت راست روشن است و براي دور زدن به سمت راست، موتور سمت راست خاموش و موتور سمت چپ روشن مي‌شود. البته موتورهاي بکار رفته، DC موتور بوده و جهت کاهش سرعت و در نتيجه کنترل دقيق تر روبات از موتورهايي با گيربکس سرخود استفاده شده، که قيمت آن در بازار جمهوري تهران 15000 تومان است در صورتي که به اين نوع موتور دسترسي نداريد مي توانيد از موتورهاي اسباب بازي گيربکس دار استفاده کنيد، در غير اين صورت بايستي خودتان گيربکس را بسازيد دقت داشته باشيد که دور نهايي چرخش چرخهاي روبات 60 دور بر دقيقه باشد. مکانیک یک ربات مسیر یاب از 4 بخش تشکیل شده است که به بررسی هر کدام می پردازیم: شاسی یا بدنه که تمام اجزای ربات مانند برد ها و ... روی آن قرار می‌گیرد. موتور ربات مسیر‌یاب چرخ ربات مسیر‌یاب برد سنسور که وظیفه تشخیص خط زیر ربات را بر عهده دارد . حال بايد به بررسي كامل قسمتهاي مكانيك ربات بپردازيم. 2-2-1 شاسی یا بدنه ربات این قسمت از مکانیک ربات مسیر‌یاب وظیفه نگه‌داری تمام اجزا و مدارها را بر روی خود دارا می‌باشد که اجزای ربات بر روی آن بسته می‌شوند و می‌تواند یک طلق پلاستیکی یا یک تکه چوب یا یک چیزی که نسبتا سبک باشد و بتواند این اجزا را تحمل کند . در اينجا از يك فيبر مدار چاپي استفاده شده است زيرا داراي زيبايي و سبكي بيشتري نسبت به موارد ديگر است. 2-2-2 موتور یک ربات مسیریاب یک ربات می‌تواند از دو نوع موتور استفاده کند که عبارت است از: DC Motor -1 2- Steper Motor برای یک ربات مسیر‌یاب به دو موتور خوب نیاز مي‌باشد که یکی برای چرخش به راست و دیگری برای چرخش به چپ. این موتور ها برا ي اينكه در پيچهاي ناگهاني و مسير‍‌هاي پر‌پيچ وخم به راحتي بتواند دور بزند، در عقب ربات نصب مي‌شود. یک ربات باید از موتور آرميچر استفاده کند که داری قدرت بالا (جریان کشی) و دور مناسب باشد که بتواند آن را کنترل کند و از دور خارج نشود. در صورت عدم دسترسي به این سري موتورها، مي‌توان از يك آرمیچر اسباب بازي استفاده کنید. به شرطی كه از یک عدد گیر باکس بر سر راه آن استفاده شود. در اين صورت از سرعت آن كاسته شده و قدرت آن بیشتر مي‌شود: همچنين مي‌توان از موتورهاي گير بكس‌دار كوچك استفاده كرد كه در عين سبكي داراي قدرت و كنترل دور بالايي هستند. اين موتورها به راحتي مي توانند توسط قطعات الكترونيكي كنترل شوند. 2-2-3 چرخ‌ها در ساخت این ربات باید به چند نکته در مورد چرخ ها توجه کرد که عبارتند از : اندازه قطر چرخ اندازه عرض چرخ اصطکاک چرخ با زمین 1- اندازه قطر یک چرخ: اندازه قطر يك چرخ باید به اندازه‌ای باشد که با دور موتور هماهنگی داشته باشد. چون هرچه قطر چرخ بشتر باشد با یک دور موتور ثابت، ربات مسیر بیشتری را طی می‌کند. هر چه قطر آن کمتر باشد با یک دور چرخش ثابت موتور، ربات مسیر کمتری را طی می‌کند. 2- اندازه عرض چرخ: معمولا برای ساخت اين ربات‌ها، اندازه عرض چرخ بین 1 تا 2 سانتي متر انتخاب مي‌شود. اگر بیشتر از این باشد، اصطکاک و وزن آن زیاد می‌شود. 3- اصطکاک چرخ با زمين: براي اصطكاك چرخ با زمین می‌توان از نوار چسب برقی استفاده کرد. با این کار لاستیک‌ها بیشتر به زمین می‌چسبند و تا حدی میتواند به تعادل ربات کمک کند. همچنين از چرخ‌هاي مخصوص آجدار نيز استفاده مي‌شود. از مزيت اين چرخ‌ها، حركت بر روي سطوح صاف مي‌باشد. چرخ هرز گرد: این چرخ که در قست میانی و جلوی ربات نصب می‌شود، تنها وظیفه حفظ تعادل ربات را دارد و باید کمترین اصطکاک را با زمین داشته باشد. چرخ هرزگرد از یک بلبرینگ یا یک عدد ساچمه و یا غيره تشكيل شده است. 17316452120265شکل2-3: نمونه هایی از موتور 4000020000شکل2-3: نمونه هایی از موتور 2-2-4 برد سنسور (حسگر) این بخش از ربات که یکی ار مهمترین قسمت‌های یک ربات محسوب می‌شود وظیفه تشخیص خط زیر ربات را بر عهده دارد که باید فاصله استاندارد آن با زمین رعایت شود تا بهترین بازده را داشته باشد. بسته به اندازه ربات مورد نظر و كاربرد آن، اندازۀ برد نيز تغيير مي‌كند. چند نکته باید در مکانیک ربات رعایت شود : 1- حتما مکانیک ربات محکم بسته شود. 2- اگر از چسب برای بستن استفاده مي‌شود حتماً بايد به همراه بست استفاده شود . 3- برای بستن برد‌ها به بدنه (شاسی)، حتماً از پیچ و مهره یا Spacer  استفاده شود. 4- برای محکم شدن و جلوگیری از شل یا باز شدن اتصالات می‌توان از واشر فنری استفاده کرد. 5- در جاهایی که ممکن است پیچ و مهره باعث اتصالات بین قطعات شود می‌توان از واشر فیبری استفاده کرد. براي بستن بردها به هم از پيچ و مهرۀ 3 استفاده شود. زيرا اين پيچ‌ها در انواع بلند و كوتاه هستند كه مي‌توان در موارد خاص از آنها استفاده كرد. براي بستن موتورها به برد نيز مي‌توان از ورقه هاي آلومينيم و از پيچ هاي 3 استفاده كرد. الكترونيك ربات 2-3-1 مقاومت نوری  (LDR)Light DependentResistor مقاومت نوری المانی الکترونیکی است که با تابش نور به آن مقاومتش تغییر می‌کند. تا قبل از تابش نور به آن جریانی از آن عبور نخواهد کرد. در این حالت مقاومت زیادی دارد. هر چه میزان شدت نور بیشتر باشد مقدار مقاومت آن کمتر می شود. درواقع مقدار مقاومت با تابش نور رابطه عکس دارد. مقاومت متغییر همان پتانسیومتر است. در پتانسیومتر با يك پیچ‌گوشتی مي‌توان مقدار مقاومت را تنظیم کرد. در اینجا شدت نور است که میزان مقاومت را تنظیم می‌کند. هرچه میزان شدت نور بیشتر باشد مقدار مقاومت حاصل از مقاومت نوری کمتر ودر صورت نبودن نور، مقدارمقاومت زياد مي‌شود. برای استفاده از این سنسور در ربات مسیر‌یاب در کنار هر سنسور باید یک دیود نوری یا LED قرار گیرد بطوری کهLED به زمین بتابد و انعکاس نور آن به سنسور بازتابش کند. با استفاده از مدار ساده زیر می‌توان خروجی0 ولت برای زمین سفید و خروجی 5 ولت برای زمینه سیاه بدست آورد. براي تنظیم مي‌توان با استفاده از پتانسیومتر k10 این کار را انجام داد. 4144098377134شکل2-4: پتانسیومتر00شکل2-4: پتانسیومتر با تحریک مقاومت نوری توسط نور بازگشتی از زمین مقاومت آن کم شده و جریان مورد نیاز برای تحریک بیس ترانزیستور از آن عبور می‌کند و خروجی 0 ولت می‌شود. از مزایای استفاده ازLDR در ربات مسیر‌یاب فاصله مناسب آن از سطح زمین و سادگی آن می‌باشد. و از معایب آن، چون این سنسور حساس به نور معمولی می‌باشد احتمال تداخل نور محیط و اشتباه کردن ربات زیاد می‌باشد و اطراف این سنسور باید طوری عایق‌بندی شود که نور محیط به آن نتابد. مدار زیر برای قسمت سنسور ربات که از اپ امپ استفاده شده است. آی سی 741 یک اپ امپ می‌باشد. آي‌سي741LM و آي‌سي 324LM 15938503108960شکل2-5: ای سی 741 4000020000شکل2-5: ای سی 741 آی سی 741LM شامل 1 اپ امپ می‌باشد. آی سی324LM شامل 4 اپ امپ می‌باشد. در برد به جای اینکه ما از سنسور هایی که در یک Pack هستند استفاده کنیم از دو سنسور IR معمولی استفاده می‌کنیم. سنسور های مورد نیاز ما سنسورهای فرستنده و گیرنده معمولی سه میلییمتری می‌باشند که هر کدام دو پایه دارند. 2057342201699487392297526نوع سنسور: IR یا همان سنسور های مادون قرمز فرستنده: سنسور بی رنگ گیرنده: سنسور تیره رنگ 622646169430شکل2-6: سنسور مادون قرمز 020000شکل2-6: سنسور مادون قرمز فاصله بین سنسور فرستنده و گیرنده 2 تا 3 میلیمتر 2-3-1-1 نحوه بستن مدار برای بستن مدار فرستده باید پایه بلند(آند) را به یک مقاومت330 و به VCC یا همان برق استاندارد مدار و پایه کوتاه (كاتد) آن را به GND وصل کنیم. برای بستن مدار گیرنده باید پایه بلند آن(كاتد) را به GND و پایه کوتاه آن(آند) را به یک مقاومت2 کیلو اهمی و بهVCC وصل کرده و از وسط پایه کوتاه و مقاومت گیرنده ولتاژ مورد نظر برای میکرو کنترلر گرفته شود. 2-3-1-2 فرستنده و گيرنده مادون قرمز سنسور های مادون قرمز (IR) زیادی در بازار موجود می‌باشند که در دو نوع فرستنده و گیرنده می‌باشد که نمونه آن را می‌توانید در کنترل تلویزیون و خود تلویزیون مشاهده کنید که سنسوری که در کنترل می‌باشد و دارای رنگ روشنی است فرستنده  و سنسوری که در جلوی تلويزیون است و تیره رنگ می‌باشد گیرنده آن است. این نوع سنسور‌ها هنگامی‌که رنگی (سیاه, سفید) را تشخیص می دهند و مقدار بار الکترونیکی معینی به میکرو کنترلر می فرستند. نکته:  بهترین بازده این سنسور در فاصله 4 الی 6 میلیمتر از سطح زمین می باشد. اما همین سنسورها در پک‌های بصورت آماده وجود دارند که کار کردن با آنها بسیار آسان می‌باشد كه در زیر چند نمونه از آنها و نحوه استفاده از آنها را آورده ایم. این سنسور دارای 4 پایه است که دوپايه ي آن به زمین وصل می شود و دوپايه دیگر هر کدام را به مقاومت وصل می کنیم. پایه مثبت فرستنده به مقاومت330 اهم و پایه مثبت گیرنده به مقامت470 کیلو اهم وصل مي‌شود. توجه کنید که گوشه سمت چپ بالا که شیار دارد فرستنده است. خروجی این سنسور بین پایه گیرنده و مقاومت470 کیلو اهم گرفته می‌شود. زمانی که زیر سنسور رنگ سفید باشد مقدار خروجی حدود2-7/0 ولت می‌باشد و زمانی که رنگ زیر آن سیاه باشد خروجی آن حدود3/3 – 4/3 ولت می‌باشد. 2-3-2 سنسور GP2S09 این سنسور یک پک آماده (فرستنده و گیرنده) می‌باشد. سایز این سنسور بسیار کوچک و مطابق شکل زیر دارای 4 پایه است. این سنسور ساده قیمت مناسبی دارد  و عيب آن هم فاصله بسیار کم آن از سطح زمین می‌باشد (تقریبا چسبیده به زمین) برای افزایش فاصله می‌توانیم مقاومت روی فرستنده (220 اهم) را کمتر گرفت (مثلا اهم150) تا ولتاژ فرستنده بیشتر شود که البته با انجام این کار دو مشکل دیگر پیش می‌آید. یکی آنکه احتمال سوختن سنسور بالامی‌رود، دوم آنکه با کم کردن مقاومت مصرف آن زیاد و تغذیه آن خود یک موظل می شود. سنسورهای دیگری از این نوع وجود دارند که تقریبا مشابه می باشند، ولي با اندک تفاوتی در چینش پایه هاي آنها مانند: GP2S10 - GP2S09 - GP2S08 - GP2S07 - GP2S06 CNY07: این سنسور شامل یک دیود فرستنده مادون قرمز یاIR و یک ترانزیستورنوری (phototransistor) گیرنده می باشد که با طول موج950 نانومتر کار می‌کند. این ترانزیستور مانند ترانزیستور معمولی است که به جای تحریک بیس، جریان بیس آن با نورتحریک می‌شود. این سنسور از بهترین سنسور های موجود در بازار می‌باشد که مزایای همه سنسور‌های بالا را دارا مي‌باشد و عیب آن هم قیمت گران آن می‌باشد. در زیر شکل و مدار آن را مي‌بينيد. 2-3-3 آي‌سي L298 به عنوان راه انداز موتور درایورL298 یکی از قطعات مناسب جهت راه اندازی موتور است که با توجه به جریان دهی مناسب (تا یک آمپر در هر کانال) می تواند نیاز بسیاری از پروژه ها را مرتفع سازد. این قطعه با مدار ارائه شده می تواند دو موتور را به صورت مجزا راه اندازی کرده و جهت گردش آنها را کنترل نماید. که این کنترل توسط اعمال ولتاژ به چهار ورودی منطقی این قطعه صورت می گیرد. (برای هر موتور دو ورودی) که می توان خروجی میکروکنترلر یا مدارات حسگر را به صورت مستقیم به این چهار ورودی متصل نمود و به راحتی موتور را کنترل کرد. در صورتی که از این قطعه برای راه‌اندازی موتورهای روبات خود بهره می‌گیرید دقت کنید که حتما بر روی آن حرارت‌گیر مناسب وصل نمایید. این مدار تنها یکی از راه های اتصال درایورL298 به موتور را نشان می دهد. در این مدار پایه های حسگر جریان (current sensingpins) به زمین متصل شده اند که با روشهایی می توان توسط این پایه ها جریان مصرفی موتور را کنترل نمود. همچنین کنترل سرعت را می توان به روش مدلولاسیون پهنای باند (PWM Pulse WidthModulation) و با اعمال فرکانس به پایه های6 و 11 انجام داد که با اعمال5+ ولت موتور روشن و با اعمال0 ولت موتور خاموش می گردد. در این مدار پایه های مذکور به 5+ ولت متصل شده اند و موتور با حداکثر سرعت گردش خواهد نمود. تشریح پایه های درایور موتور( L298 Pin Description ) Pin 1. CURRENT SENSING: از این پایه جهت کنترل جریان موتورA استفاده می گردد. همچنین می توان این پایه را به صورت مستقیم به خط منفی مدار GND اتصال داد که در این صورت کنترلی بر روی جریان وجود ندارد. Pin 2. OUTPUT: این پایه به یکی از ترمینالهای موتورA متصل می گردد. همچنین دیودها نیز جهت حفاظت به همین پایه متصل می شوند. (به نقشه مدار توجه کنید). Pin 3. OUTPUT 2: این پین به ترمینال دیگر موتور A متصل شده و دیودها نیز مانند نقشه به آن متصل می گردند. Pin 4. SUPPLY VOLTAGEVS: به پایه باید ولتاژ مورد نظر خود جهت اعمال به موتورها را متصل نمایید. این ولتاژ با توجه به موتورهای مورد استفاده شما حداکثر تا 46 ولت می تواند افزایش یابد. برای ساخت رباتهای کوچک به طور معمول بین6 تا 12 ولت است. Pin 5. INPUT 1 TTL Compatible Inputs 1 to driveMotor A.: این پایه باید به صفر یا پنج ولت متصل گردد که همراه با پین7 می توانند جهت گردش موتور را مشخص نمایند. Pin 6. ENABLE A TTL Compatible Enable Input forMotor A.: این پایه جهت روشن و خاموش کردن موتورA و در بیشتر مواقع جهت اعمل فرکانس PWM به موتور استفاده می گردد. پنج ولت موتور را روشن و صفر موتور را خاموش می کند. Pin 7. INPUT 2 TTL Compatible Inputs 2 to driveMotor A.: این پایه باید به صفر یا پنج ولت متصل گردد که همراه با پین5 می توانند جهت گردش موتور را مشخص نمایند. Pin 8. GND: اتصال به خط منفی مدار. GNDPin 9 LOGIC SUPPLY VOLTAGE (VSS): اتصال به5 تا 7 ولت. Pin10. INPUT 3 TTL Compatible Inputs 1 to driveMotor B.: این پایه باید به صفر یا پنج ولت متصل گردد که همراه با پین12 می توانند جهت گردش موتورB را مشخص نمایند. Pin 11. ENABLE B TTL Compatible Enable Input forMotor B.: این پایه جهت روشن و خاموش کردن موتور B  و در بیشتر مواقع جهت اعمل فرکانس PWM به موتور استفاده می گردد. پنج ولت موتور را روشن و صفر موتور را خاموش می کند. Pin 12. INPUT 4 TTL Compatible Inputs 2 to driveMotor B.: این پایه باید به صفر یا پنج ولت متصل گردد که همراه با پین10 می توانند جهت گردش موتورB را مشخص نمایند. Pin 13. OUTPUT 3: این پایه به یکی از ترمینالهای موتور B  متصل می گردد. همچنین دیودها نیز جهت حفاظت به همین پایه متصل می شوند. (به نقشه مدار توجه کنید.) Pin 14. OUTPUT 4: این ترمینال دیگر موتور B متصل می گردد. همچنین دیودها نیز جهت حفاظت به همین پایه متصل می شوند. (به نقشه مدار توجه کنید.) Pin 15. CURRENT SENSING B: از این پایه جهت کنترل جریان موتورB استفاده می گردد. همچنین می توان این پایه را به صورت مستقیم به خط منفی مدار GND اتصال داد که در این صورت کنترلی بر روی جریان وجود ندارد. 2-7  ULN2003: اين آي سي يك درايور موتور با 7 كانال است كه هر كانال م آن مي تواند تا 600mA را Sink كند. يكي از كاربردهاي اين آي سي به عنوان Driver در مدارهاي كنترل موتور است و بيشتر براي كنترل استپ موتورهاي كوچك مورد استفاده قرار مي گيرد. با توجه به اينكه جريان ورودي هر كانال در حالت يك منطقي حدود 25mA است، اگر اين آي سي را مستقيما به يك ميكروكنترلر با جريان خروجي كمتر از 25mA مثل AT89C51 وصل كنيم بعد از چند دقيقه ميكرو Reset مي شود. بهترين راه حل اين است كه از يك آي سي بافر مثل 74HC244 در مسير اتصال ميكرو (يا هر مدار ديجيتال ديگر) به ULN2003 استفاده كنيم. 2-3-4 میکروکنترلر AVR 10724442999034شکل2-7:میکرو کنترلر AVR 020000شکل2-7:میکرو کنترلر AVR میکرو کنترلر در اصل مغز ربات به حساب می آید و باید دارای حافظه کافی و پایدار برای برنامه ریزی باشد که با استفاده از فرمان هایی که ما برنامه نویسی کردیم وظیفه اش را انجام می دهد و ربات را کنترل می‌‌كند. میکرو کنترلی که ما از آن در ساخت ربات استفاده می‌کنيم میکرو کنترلر ATMEGA 16 از خانواده AVR که در دو نوع ATMEGA16, ATMEGA16L می باشد که دارای16KB حافظه پایدار و قابل برنامه ریزی می باشد به توضیحاتی مختصر در مورد این میکرو کنترل می پردازیم. میکرو کنترل AVR ATMEGA 16 دارای 40 پایه که 32 پايه‌ از آن مربوط به بخش های ورودی و خروجی می‌باشد و8 پايه‌ ديگر آن مربوط به تغذیه و غيره می باشد. بخش های ورودی و خروجی میکرو کنترل: این میکرو دارای چهارPORT می‌باشد که به پورت های A,B,C,D تقسیم می‌شوند. هر پورت آن دارای هشت PIN می باشد که در مجموع داراي32 پایه های ورودی خروجی می‌باشد و به صورت زیر نام گذاری میشود.(شماره پین ها از0 تا 7 می‌باشند). مثلاٌ اگر بخواهیم پین شماره 4 از پورت A را صدا بزنیم که به این صورت نام می‌بریم: PIN A.3 یا PORT A.3 . 18884902663825شکل2-8: ورودی و خروجی میکرو 400000شکل2-8: ورودی و خروجی میکرو به عنوان مثال،‌ همان‌طوركه در شکل قبل مشاهده مي‌شودPORTA به صورت PA وPORTB به صورتPB و دیگر پورت‌ها هم به همین صورت نام‌گذاری شده است که معمولا پورت‌ A را به سنسور‌ها وصل می‌كنند و درایور موتور هم به پورت‌های D وصل می‌كنند. 2-3-4-1 تشريح پايه‌هاي ميكرو كنترلر ATMEGA16 VCC: این پایه برای تغذیه منطقی این میکروکنترل است که باید با برق 5 ولت رگوله شده از منبع تغذیه، تغذيه شوند. که می‌توان از برق2.7 تا 5.5 در این میکرو استفاده کرد. GND: این پایه بايد به شا سي يا زمين مدار وصل شود. RESET: این پایه برای RESETکردن میکرو به کار می‌رود که اگر به پینGND وصل شود میکروRESET می‌شود که معمولا با یک میکرو سویچ به سر زمین وصل می‌شودکه یک لحظه به زمين اتصال داده مي‌شود. XTAL1: این پایه ورودی یک تقویت کننده اسيلاتور یا کریستال می‌باشد. كه معمولا يك كريستال خارجي به آن وصل مي‌شود. 15328901629410شکل2-9: کریستال4000020000شکل2-9: کریستال XTAL2: خروجی XTAL1 می‌باشد که همرا ه با آن به كريستال خارجي و دو خازن وصل مي‌شود. AVCC: پین های پورت A دارای مدارADC (Analog to Digital Converter)  یا مبدل آنالوگ به دیجیتال می‌باشند که در داخل میکرو این مدار جا سازی شده است که این پایه برق پورت A را تامین می‌کند که باید به همان برق 5 ولت رگوله شده وصل شود. 13023855432425شکل2-10: میکرو4000020000شکل2-10: میکرو مدار قسمت مسیریاب: این مدار شامل یک آی سی lm324 و میکرو کنترلر atmega16 و یک آی سی l298 و دو مقاومت متغیر و دو موتور و همچنین دو عدد سنسور گیرنده و دو عدد فرستنده است. همانطور که در بالا ذکر شد یک سنسور گیرنده ویک سنسور فرستنده تشکیل یک سنسور کامل مسیر یاب را می دهد، مشخصات سنس شده به lm324 ارسال می شود. مدار داخلی lm324 مقادیر ارسال شده توسط سنسورها را با استفاده ا خاصیت مقایسه کنندگی خود به صفر یا یک تبدیل می کند. همچنین  می توان دقت آن را با مقاومت متغیر تغییر داد. صفر یا یک های ارسال شده از lm324  به میکرو ارسال می شودومیکرو با استفاده از برنام هایی که برایش نوشته ایم دستور العمل های لازم را به خروجی می فرستد. L298 هم با توجه به مطالبی که در قسمت های قبل گفته شد موتور ها را در جهات مورد نظر به حرکت در می آورد. مدار قسمت کنترل دستی: این مدار هم شامل شش سوییچ است که شرح کار هر کدام به صورت زیر است: S1: انتخاب حالت کنترت دستی S2: انتخاب حالت مسیر یاب s6,s5,s4,s3: هرکدام به ترتیب حالت های جلو وعقب و راست و چپ را انتخاب می کنند. میکرو هم با توجه به ورودی های ارسال شده به آن l298 و موتورها را کنترل می کند. 2-3-5 پروگرامر نحوه ساخت پروگرامر STK200/300: میکرو کنترلرهاي  AVR ATMEGA 16 يا 32 دارای پروگرامر داخلی می‌باشد و پروگرامر آن ساده است. این پروگرامر از اتصالات SP1 برای برنامه ریزی میکروکنترلر استفاده می‌کند، بنابراین میکرو کنترلر هایی که قابلیت اتصال به به SPI را دارند را مي توان با این پرو گرامر، پروگرام كرد. پایه های میکرو برای پروگرام کردن GND ,VCC , MOSI ,MISO,RESET ,SCK: پین شماره 6 پورت را بهSCK8  میکرو  و پین شماره 7 به MISO (7) و پین شماره 9 به RESET  و10 آن را به MOSI6  و پین 24 هم به زمین میکرو وصل مي شود. و در آخر هم پین VCC میکرو و GND پرت  به برق  5v  ولت وصل مي شود. مدار دوم: اين مدار هم مانند مدار قبل است با اين تفاوت كه در اينجا از آي سي 74HC244 به عنوان بافر استفاده شده است. اين آي سي براي برقرار كردن ارتباط بهتر بين كامپيوتر و ميكرو و همچنين براي محافظت از پرت پرينتر به كار برده مي شود. 16656053240405شکل2-11: پروگرامر اماده 4000020000شکل2-11: پروگرامر اماده 2-4 برنامه نویسی ربات براي برنامه نويسي ربات ما از نرم افزار cod visionاستفاده مي كنيم كه يك نرم افزار قوي و داراي كامپايلر و پروگرامر است و ما مي توانيم برنامه نوشته شده به زبان بيسيك را به راحتي كامپايل و روي آيسي هاي avr پروگرامر كرد. در اين محيط برنامه را مي‌توان به c نوشت البته مي‌توانيم در هر جا كه لازم داريم از زبان اسمبلي هم استفاده كنيم. در ابتدا ما بايد برنامه‌ي مربوط به قسمت مسير يابي ربات را بنويسيم و آن را تحليل كنيم. همان طور كه در صفحات قبل گفته شد در اين ربات ما از سنسور مادون قرمز و آي سي LM324 براي مسير يابي استفاده كرديم. در اين صورت وقتي سنسور‌ها روي خط روند خروجيLM324، 0يا1 مي‌شود وما با برنامه‌ي مناسب مي توانيم با آي سي L298 موتورها را خاموش و روشن كرده و ربات را به چپ و راست هدايت ‌كنيم. فصل 3 پیاده سازی یک ربات نمونه 3-1 طراحی برد سنسور وسایل مورد نیاز برای طراحی برد سنسور 7 عدد سنسور فرستنده مادون قرمز 7 عدد سنسور گیرنده مادون قرمز برد هزار سوراخ مقاومت k220 پین هدر هرزگرد برای طراحی برد سنسور باید بر روی برد هزار سوراخ سنسورفرستنده رابا یک مقاومت k220به صورت سری به پایه مثبت آن لحیم کرد وپایه منفی آن را به زمین وصل(لحیم) کرد و سنسور گیرنده را به صورت بایاس معکوس می کنیم. یعنی پایه مثبت آن را به زمین و پایه منفی آن را به پین متصل می کنیم تا به عنوان خروجی به برد اصلی ارسال کنیم. شکل 3-1: شمای کلی سنسور فرستنده, گیرنده فاصله بین هر سنسور فرستنده, گیرنده با سنسور فرستنده, گیرنده بعدی باید 1.5 سانتیمتر باشد و همچنین شکل چیدمان سنسورها باید به عدد 8 (فارسی) باشد و اگر این چیدمان هر چه بازتر باشد یعنی به خط راست متمایل شود دقت روبات بالاتر می رود ولی سرعت روبات کاسته می شود ولی هرچه به عدد 8 نزدیکتر و زاویه دیدش کمتر باشد سرعت روبات بالا می رود ولی دقت آن پایین می آید. برای تست کردن سنسور فرستنده, آن را به همراه یک مقاومت به منبع تغذیه 5 ولت متصل می کنیم وبه کمک دوربین موبایل از سالم بودن آن اطمینان حاصل می کنیم. در وسط این برد هرزگرد را قرار می دهیم, کار هرزگرد حفظ تعادل و چرخش روبات در هنگام دور زدن ربات می باشد. 3-2 وسایل مورد نیاز برای برد اصلی 1- میکرو ATMEGA16 2- هفت عدد پتانسیومتر 3- دو عدد IC LM324 4- خازن 100 و 10 میکرو و نانو فاراد 5- کریستال 6- مقاومت 220 و 300 و10 اهم 7- ای یس های LM317 ,7805 ,L298 8- کلید رسیت و ON/OFF 9- دیود و سوکت هفتایی و هشتایی 3-3 پتانسیومتر بعد از طراحی برد سنسور باید خروجی برد که از سنسورهای گیرنده تولید می شود را به پتانسیومتر ها که در برد اصلی است اتصال کرد, برای این کار ابتدا به تعداد سنسورها (هفت عدد) پتانسیومتر بر روی برد قرار می دهیم سپس پایه وسط تمام پتاسیومتر ها را به هم وسپس به زمین متصل می کنیم. بعد از آن پایه دیگر پتانسیومتر را به ورودی های LM324 می فرستام که در انجا تبدیل به دیجیتال می شود و به میکرو می فرستیم. برای تنظیم مقدار POT, سنسور فرستنده را روی مرز نوار قرار می دهیم مثلا خروجی 8/ ولت تولید می شود این عدد را بر روی POT با پیچی که بر روی آن تعبیه شده تولید می کنیم اگر سنسور روی مدار مشکی قرار گیرد ولتاژ تولیدی کمتر از این مقدار و اگر بر روی سفید قرار گیرد بیشتر از این مقدار تولید می شود. 3-4 Lm324 این المان دارای چهار OP-Amp می باشد همانطور که در فصل قبل توضیح دادیم این المان کار مقایسه کردن را بر عهده دارد یعنی ولتاژ دو پایه ورودی را با هم مقایسه می کند و اگر ولتاژ ورودی + بیشتر از ولتاژ وورودی– باشد, بر روی پایه خروجی ولتاژ + قرار می گیرد در غیر این صورت بر روی پایه خروجی ولتاژ– قرار خواهد گرفت. علاوه بر این باعث تبدیل جریان آنالوگ به دبجیتال نیز می شود. برای این کار به تعداد دو عدد از این المان بر روی برد اصلی قرار داده ایم و سپس پایه چهار این المان را به زمین و پایه یازده آنها را به Vcc برای فراهم کردن تغذیه مورد نیاز آنها اتصال داده ایم, حال خروجی دریافتی از هرکدام از پتانسیومترها را به پایه های 2,6,10,12 این المان متصل کردیم و تمام پایه های 3,5,9,13 آن را به هم و به یک پتانسیومتر اتصال دادیم تا خروجی ها را با این پتانسیو متر مقایسه شوند و پایه های دیگر پتانسیومتر را به زمین و به Vcc اتصال دادیم و مقدار مورد نیاز برای مقایسه با استفاده از پیچ آن تنظیم می کنیم. حال پایه های خروجی Lm324 با استفاده از سیم به پایه های پورت B میکرو فرستادیم تا به عنوان ورودی میکرو درنظر گرفته شوند. 15633701566545شکل 3-2: مدار داخلی اپ امپ400000شکل 3-2: مدار داخلی اپ امپ 14890753028950شکل 3-3: اپ امپ400000شکل 3-3: اپ امپ 3-5 منبع تغذیه ربات روبات به دو جریان 5 ولت و 12 ولت برای تغذیه نیاز دارد که جریان 12ولت برای تغذیه موتور و جریان 5 ولت برای تغذیه میکرو و دیگر المانها مورد نیاز است. جریان ورودی جریان 12 ولت AC است که این جریان باید به جریان متغیر بین 1 تا 12 ولت برای راه اندازی موتور وارد درایور شود وبه جریان 5 ولتDC برای راه اندازی درایور, میکرو و دیگر المانها تبدیل شود. رگلاتور7805 دیود 1N4001 خازن µ10 وn100 رگلاتور 7805 : این المان ورودی 12 ولت را به خروجی 5 ولت تبدیل می کند شکل 3-4: مدار7805 3-5-1 تبدیل جریان 12 ولت به جریان 5 ولت منبع تغذیه 12 ولت را به صورت سری به دیود متصل کرده و دیود را به ورودی 7805 می دهیم این کار باعث یکسو شدن جریان ورودی می شود, خروجی 7805 را به خازنهایµ10 و100n به صورت موازی متصل می کنیم تا از این طریق بتوان جریان 5 ولت AC تولیدی را به جریان 5 ولت DC برای برای راه اندازی المانها تبدیل کرد. 3-5-2 تغذیه مورد نیاز برای درایور موتورها نیاز به تغذیه 1 تا 12 ولت متغیر نیاز دارد که پس از تولید این جریان وارد درایور برای راه اندازی موتور می شود برای تولید این جریان نیاز به موار زیر است: 21499379698شکل3-5: LM31700شکل3-5: LM317 LM317 خازن µ100, µ10, n100 پتانسیومتر POT مقاومت K270 خروجی 12 ولت منبع تغذیه را به یک خازن µ100 و سپس به ورودی 317LM متصل می کنیم و پایه وسط 317LM را به پتانسیومتر و مقاومت K270 متصل می کنیم و بعد خروجی LM را به خازن µ10 و n100 وبه سر دیگر مقاومت K270 متصل می کنیم سپس خروجی تولیدی را به درایور ارسال می کنیم. مدار آن به صورت زیر است: شکل3-6: تغذیه موتورها 3-6 درایور در فصل 2 بطور کامل درایور را توضیح دادیم و پایه های آن نیز تشریح شد. در این فصل می خواهیم بطور مختصر اتصالات درایور را انجام دهیم. 3-6-1 ورودی درایور: پایه های شماره 5,7,10,12 که ورودی درایور هستند, دستورات صادر شده از میکرو به این پایه ها اتصال داده می شوند. 3-6-2 تغذیه 5 ولت: پایه های شماره 6,9,11 تغذیه درایور را تشکیل می دهند و پایه های شماره 1,8,15 نیز به زمین متصل می شوند و پایه شماره 4 تغذیه 12 ولت مورد نیاز موتور را فراهم می کند. 3-6-3 خروجی درایور: پایه های شماره 2,3,13,14 که خروجی درایور را تشکیل می دهند, باید به همراه خازن برای جلو گیری از نوسانات و کارایی بیشتر به موتور ها اتصال داده شوند. شکل 3-7: درایور 3-7 میکرو کنترولر در فصل قبل میکرو و پایه های آن بطور کامل تشریح شد. در این فصل می خواهیم مدار کلید ریست و کریستال را توضیح دهیم. در این روبات از میکروکنترولرATMEGA16 استفاده می کنیم. برای تعبیه کلید ریست باید ابتدا یک پایه کلید را به زمین و به خازن u10 جهت شارژ و دشارژ کردن به همراه پایه دیگر کلید به میکرو متصل می کنیم وتغذیه 5 ولت را با مقاومت k10 سری می کنیم و به پایه ریست می دهیم. شمای کلی مدار کلید ریست در زیر آمده است : 16827501449705شکل3-8: کلید ریست400000شکل3-8: کلید ریست 3-8 نصب کریستال برای ایجاد فرکانس خارجی کریستال را باید به همراه دو خازن p22 به پایه های 12 و 13 میکرو متصل کرد, مانند شکل زیر: 1828685103678 شکل3-9: مدارکریستال و در انتها برای اطلاع از سالم و معیوب بودن سنسورهای گیرنده, به تعداد سنسورهای گیرند بر روی برد اصلی LED قرار می دهیم وآنها را به پورت میکرو متصل می کنم. برای استفاده از LED بای آنها را با یک مقاومت k330 سری کنیم تا از سوختن آنها جلو گیری شود. مدار قرار گرفتن LEDها به شکل زیر است: شکل3-10 : LED 3-9 بهم بندی ربات بعد از اینکه برد ها را آماده کردیم باید با پیچ و مهره آنها را به هم وصل کنیم البته قبل از آن موتور ها را با چسب حرارتی به زیر برد اصلی وصل می کنیم. 3-10 تست مدارات ابتدا با تست دیود تمام اتصالات را چک می کنیم سپس: برای تست مدار سنسور، ابتدا با فلت 2 مدار سنسور و پتانسیومتر را به هم وصل می کنیم سپس ولتاژ 5 ولت را به ورودی مدار پتانسیومتر می دهیم در مرحله بعد با یک دوربین دیجیتال مانند موبایل به سطح سنسور نگاه می کنیم اگر تمامی فرستنده ها نور داشتند سنسور های فرستنده سالم هستند و بعد به سراغ تست گیرنده ها می رویم به این صورت که یک سر ولت متر را به پایه منفی گیرنده و سر دیگر را به خروجی وصل می کنیم و سنسور را روی خط سیاه می گذاریم باید 2 دهم ولت را نشان دهد و اگر بر روی سطح سفید قرار دهیم 5/2 ولت را نشان می دهد، اگر نشان نداد با پیچاندن پتانسیومتر آن، باید بر روی 5/2 ولت تنظیم شود، در غیر این صورت سنسور گیرنده سوخته است و باید عوض شود و دوباره تست شود. برای تست مدار پتانسیومتر، برق 5 ولت را به مدار وصل می کنیم و یک سر اهم متر را به ورودی و سر دیگر را به خروجی پتانسیومتر وصل می کنیم بعد با پیچ گوشتی پیچ پتانسیومتر را می چرخانیم اگر در حین چرخش اهم کم یا زیاد شد پتانسیومتر سالم است و به سراغ بعدی می رویم. برای تست مدار اصلی، بعد از آنکه تمام مدارات را به هم وصل کردیم به ان برق وصل می کنیم و تمام مقاومت ها را با ولت متر چک می کنیم بعد تمام خازن ها را سپس به LEDها برق می دهیم تا روشن شوند و از سالم بودن انها اطمینان حاصل شودو در نهایت سطح سیاه را به تمام سنسورها یکی یکی می دهیم اگر LED متناظر با آن روشن شد و موتور ها هم به چرخش در آمدند مدار سالم است، ولی اگر LED روشن شد و موتور نچرخید به احتمال زیاد L298 سوخته است و اگر LED هم روشن نشد برنامه یا میکرو مشکل دارد. فصل 4 قوانین مسابقات رباتیک و ارزیابی و نتیجه گیری ربات ساخته شده 4-1 قوانین مسابقات 4-1-1 قوانین اجرا 1- مسابقات به صورت آزاد برگزار شده و محدودیت سنی ندارد. 2- ماکزیمم ابعاد روبات معمولا 25-25-25 سانتیمتر است. 3- حداکثر وزن روبات معمولا 2 کیلوگرم می باشد. 4- تنها وسیله ارتباطی روبات با بیرون سیم های تغذیه می باشد. 5- روباتها نباید به زمین مسابقه آسیب برسانند. 6- استفاده از منبع تغذیه شخصی مجاز نیست. 7- استفاده از هر گونه پردازشگر در بیرون پیست و یا هر گونه کنترل انسانی چه از طریق سیم و چه ریموت مطلقا مجاز نیست. و در صورت تشخیص تیم خاطی در هر مرحله از مسابقه که باشد از دور مسابقات خارج خواهد شد. 8- 2 آمپر در اختیار شرکت کنندگان قرار ,معمولا در مسابقات یک منبع تغذیه دوبل 30 ولت (متغیر) خواهد گرفت. 9- در حین برگزاری مسابقه معمولا حداکثر 2 تا 3 نفر از اعضاء هر تیم می توانند در کنار پیست حضور داشته باشند. 4-1-2 قوانین فنی 4-1-2-1 قوانين زمين مسابقه 1- كف زمين مسابقه از جنس تختهMDF با روكش سفيد رنگ است. 2- مسير مسابقه از چسب معمولي برق (لنت) سياه رنگ با عرض mm1 15 تشكيل شده است.3- مسؤولين برگزاري مسابقه تعهدي نسبت به وجود ديواره در كنار زمين مسابقه ندارند. لذا از تيمها درخواست مي شود در هنگام برگزاري مسابقه خود تلاش نمايند از افتادن روبات به بيرون از زمين جلوگيري نمايند. در صورت بروز خسارت تعهدي متوجه مسؤولين وبرگزار كنندگان نخواهد بود. 4- بين هر دو تغيير متوالي در مسير مسابقه حداقل cm 20 مسير مستقيم وجود دارد. تغيير در مسير به پيچ يا شكستگي در مسير اطلاق مي شود. 5- در تمامي طول مسير خطوط قرمز رنگي با فاصله cm 15 از مركز خط مشكي مسير ودر دوطرف آن وجود خواهد داشت كه برخورد روبات با اين خطوط به منزله يك خطا خواهد بود. *تبصره: به ازاي هر خطا، 3ثانيه به زمان آن ركورد اضافه خواهد شد. 6- حداقل شعاع پيچ هاي مسير مسابقه cm 20 خواهد بود. 7- حداقل زاويه شكستگي در مسير برابر خواهد بود. 4-1-3 مرحله مقدماتی در این مرحله زمین مسابقه دارای مسیر مستقیم و انحناء به شعاع 15 سانتیمتر می باشد. زاویه حداکثر 180 درجه می باشد. 1564005894080شکل4-1: مسیر 180 درجه400000شکل4-1: مسیر 180 درجه معمولا در این مرحله زاویه 90 درجه وجود ندارد. و زوایا حداکثر 70 درجه خواهند بود. بریدگی هایی به طول حداکثر 2.5 سانتیمتر و با حداکثر تعداد 6 عدد پشت سر هم وجود دارد. 1710690606425شکل4-2: بریدگی400000شکل4-2: بریدگی مسیر ممکن است دارای المان های زیر باشد. محدوده تغییرات حدود5 سانتیمتر از وسط خط می باشد. 1786890543560شکل4-3: مانع دیود400000شکل4-3: مانع دیود بعد از هر تغییر حداقل 20 سانتیمتر مسیر مستقیم وجود دارد. انتهای مسیر توسط یک خط عمود بر مسیر با شکل زیر مشخص می شود. 1510665809625شکل4-4: نماد پایان مسیر400000شکل4-4: نماد پایان مسیر رنگ مسیر مسابقه در برخی قسمت ها خط سفید در زمینه سیاه خواهد بود که حداقل به فاصله 20 سانتیمتر قبل و بعد از تغییر رنگ ها. پیچ و بریدگی و تغییر عرض خط وسط وجود ندارد. 1710690911225شکل4-5: مسیر های تغییر رنگ400000شکل4-5: مسیر های تغییر رنگ 4-1-4 مرحله نهایی مرحله نهایی علاوه بر داشتن شرایط مذکور در مرحله اول دارای شرایط زیر نیز می باشد. در این مرحله بریدگی های مستقیم به طول حداکثر 10 سانتیمتر و با حداکثر 3 عدد پشت سر هم وجود دارد. 1577340384810شکل4-6: بریدگی در مرحله نهایی400000شکل4-6: بریدگی در مرحله نهایی مسیر می تواند دارای پیچ های با زاویه حداکثر 110 درجه و نیز بریدگی به فاصله 3 سانتیمتر و با زاویه حداکثر 60 درجه باشد. 1520190876935شکل4-7: پیچ های 110 و 60 درجه00شکل4-7: پیچ های 110 و 60 درجه در مرحله نهایی, یک یا چند لوپ(مسیر بسته) در طول مسیر وجود خواهد داشت . 1310640857250شکل4-8: مسیر لوپ400000شکل4-8: مسیر لوپ مسیر مسابقه ممکن است توسط خط هایی به طول حداکثر 15 سانتسمتر و حداقل 10 سانتیمتر قطع شود. زاویه تقاطع می توان 90 و یا 45 درجه نسبت به مسیر باشد. center810048شکل4-9: تقاطع400000شکل4-9: تقاطع زمین ممکن است دارای المان های زیر باشد. 15678151249680شکل4-10: موانع پایانی مسیر400000شکل4-10: موانع پایانی مسیر 4-2 نتیجه گیری کلی به طور کلی در ساخت ربات باید به این نکات توجه داشته باشیم که: 1- در ربات از سنسور های بیشتری استفاده کنیم تا بتوان فاصله بین سنسور ها را کاهش داد که این کار باعث می شود دقت ربات بسیار بالا برود. 2- استفاده نکردن از قطعه LM324 ، چون رباتی که این قطعه را ندارد بدلیل اتلاف نشدن وقت در تصمیم گیری سرعت تصمیم گیری و به طبع دقت ربات بسیار بالا می رود. 3- استفاده ار PWM در ربات باعث می شود ربات بعد از پیچ بدون وقفه به مسیر ادامه دهد. 4- استفاده از 2عدد سنسور در قسمت جلو و عقب و راست و چپ ربات برای تشخیص موانع فیزیکی که می توان در اطراف آن باشد و برای جلوگیری از برخورد با آن. 5- استفاده از موتور هایی که قابلیت چرخش به چپ و راست چرخ را داشته باشد، به این صورت ربات بر روی پیچ، پیچ را به صورت پیوسته رد می کند. 6- می توان یک سنسور گیرنده قوی جلوی ربات کار گذاشت و با یک دکمه ورودی میکرو را به این گیرنده کنتاکت کرد و ما مسیر را با یک چراغ دستی به ربات داد. 7- می توان یک گیرنده به ربات وصل کرد تا در صورتی که رباب هیچ خطی را سنس نکرد به وسیله کنترل از راه دور، کنترل ربات را بدست بگیریم. منابع و ماخذ 1-سایت تخصصی الکترونیک www.ir.micro.com 2-سایت تخصصی برق و الکترونیک ایران www.eca.ir 3-سایت تخصص رباتیک www.robotic.ir