ربات ساخته شده در دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی

---

ربات ساخته شده در دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی

 با نام Silver در رده ربات های شنی دار است

 یعنی متشابه آنچه در یک تانک جنگی مشاهده می شود.

---

---

حرکت در سطوح ناهموار

جام جم : از ابتدای پدید آمدن ربات ها ، ساخت رباتی که بتواند روی زمین های ناهموار حرکت کند ، به عنوان یکی از خواسته های اصلی محققان و علاقه مندان علم رباتیک مطرح بوده است ؛ در نتیجه فعالیت های مختلفی در این خصوص با عنوان کلی ربات های متحرک انجام پذیرفته است.
از این رو شاید نتوان براحتی نقطه تولدی را برای این نوع ربات ها قائل شد، اما به طور حتم طراحی و ساخت آنها کاری پیچیده است که مستلزم برخورداری از دانش فنی و امکانات فناورانه پیشرفته است.
نسل جدیدی از این ربات ها در گروه رباتیک دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی ساخته شده که قابلیت حرکت روی زمین های ناهموار و کنترل از راه دور را دارد و در مکان هایی نزدیک پالایشگاه ها و خطوط لوله می توان از آنها استفاده کرد.

ربات ساخته شده در دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی با نام Silver در رده ربات های شنی دار است یعنی متشابه آنچه در یک تانک جنگی مشاهده می شود. برخی از نمونه های ساخته شده آن ربات های امدادگر، ماه نورد و تانک های جنگی بدون سرنشین است.
با توجه به اهمیت این ربات ها در امدادگری و سوانح طبیعی از جمله زلزله ، از سال 2000 میلادی ، مسابقه ربات های امدادگری که بتوانند در زمین های ناهموار حرکت کنند و دارای قابلیت پله نوردی و حرکت روی سطوح شیب دار باشند، به مجموعه مسابقات جهانی روباتیک Robocup اضافه شده است.
تیم های ایرانی نیز از سال 1381 در مسابقات امدادگر شرکت کرده اند که حاصل آن علاوه بر تجربه ساخت چندین ربات در دانشگاه های کشور ، کسب 2 عنوان اول و یک عنوان دوم در این مسابقات در سال های 1381 ، 1384 و 1385 است که 2 عنوان آن به وسیله ربات Silver تیم Resquake دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی کسب شده است.

حرکت روی دیوار صاف

ربات Silver همچون دیگر ربات های این رده لازم است قابلیت حرکت روی زمین های ناهموار، حرکت روی پله و سطح شیب دار و قابلیت کنترل از راه دور را داشته باشد اما آنچه این ربات را در چنین سطحی قرار داده است ، کیفیت ساخت و جزییات در نظر گرفته شده برای آن است.
به گفته دکتر علی رضا فاتحی ، استادیار گروه کنترل دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی ، در بخش مکانیک مکانیزم بازوها به صورتی است که در هنگام لزوم طول آن به حدود 2 برابر می رسد. این مکانیزم باعث شده است نه تنها ربات می تواند از پله با سرعت بالا و پایین رود بلکه در صورت لزوم می تواند روی پله ای با عرض حدود 25سانتی متر دور بزند و تغییر جهت دهد. از این نظر، به عنوان بهترین و سریع ترین پله نورد مسابقات جهانی رباتیک شناخته شده است.
در ضمن در طراحی همه قطعات مکانیکی تحلیل های دقیق مکانیکی انجام شده است تا ابعاد، وزن و حجم قطعات بدون از دست دادن کیفیت ساخت و نقاط ضعف به حداقل برسد. شنی های قرار گرفته در زنجیره حرکتی ربات نیز از نظر شکل و ماده سازنده آن به گونه ای طراحی شده است که استحکام و اصطکاک قابل توجهی ایجاد کند. در نتیجه ، این ربات حتی می تواند روی دیواری از جنس کاشی به صورت عمودی قرار گیرد. حتی اگر هنگام حرکت از روی موانع ربات واژگون شود، با کمک بازوی دوربین خود و استفاده از آن به صورت یک اهرم ، ربات دوباره به حالت اول بازخواهد گشت.
همچنین در بخش الکترونیک آن تمامی مدارهای الکترونیکی اعم از محرک ها، شارژرهای باتری و بخش های کنترلی خاص ربات براساس قطعات با فناوری SMD ساخته شده است.
در نتیجه ، علاوه بر آن که وزن مدارات به تعداد قابل توجهی کاهش یافته است با کوچک شدن ابعاد و مدارهای الکترونیکی ، هیچ مانعی برای حرکات مکانیکی بازوهای مختلف ربات ایجاد نمی کند. در ضمن بخش رابط اپراتور و ربات که تکمیل شده ویرایش سال 2006 آن است ، امکان برقراری ارتباط، دریافت اطلاعات از ربات و ارسال فرمان ها از اپراتور به ربات را فراهم کرده است.
در این بخش علاوه بر به کارگیری فرمان و پدال گاز، حرکات محور دوربین با یک بازوی ماهر که خاص این ربات طراحی و ساخته شده است ، انجام می پذیرد که در نتیجه اپراتور به سرعت می تواند محور و جهت دوربین را تغییر دهد. علاوه بر این ویژگی ها، اپراتور می تواند 60 فرمان اصلی مورد نیاز را به صورت زبانی به ربات اعلام کند که برای اجرای آن از فناوری پردازش صوت استفاده شده است.
به گفته فاتحی ، برای ایجاد قابلیت مسیریابی ، علاوه بر قراردادن دو دوربین و یک میکروفن ازچند سنسور موقعیت یاب همچون سنسورهای لیزری ، ژیروسکوپی ، التراسونیک و... استفاده شده است که ترکیب اطلاعات آنها برای موقعیت یابی دقت بالایی به ربات خواهد داد.

پر افتخارترین ربات امدادگر ایرانی

ساخت ربات با قابلیت حرکت روی زمین های ناهموار در دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی به سال 1382 باز می گردد. در این سال تیمی متشکل از 5 دانشجوی کارشناسی مهندسی برق و مکانیک که پیشتر توانسته بودند در مسابقات کشوری موش های هوشمند در سال 1382 در دزفول مقام اول را کسب کنند تصمیم گرفتند با هدف قرار دادن مسابقات جهانی روباتیک در بخش ربات های امدادگر چنین رباتی بسازند. از آن هنگام تاکنون چند ویرایش از این ربات ساخته و یا ار تقا یافته است.
به گفته فاتحی این مجموعه ربات ها تاکنون در 4 مسابقه بین المللی موفق به کسب رتبه های اول و دوم در بخش های مختلف شده اند که عبارتند از: عنوان دوم بهترین طراحی ربات امدادگر جهان در مسابقات جهانی 2005 ژاپن ، عنوان نخست ساخت بهترین واسط اپراتور و ربات در مسابقات جهانی 2006 آلمان ، نایب قهرمانی جهان در مسابقات جهانی RoboCup 2006 آزاد ایران در بخش امداد و نجات و قهرمانی جهان در مسابقات 2007 Robo Cup آ زاد ایران در عبور از موانع صعب العبور.
همچنین این ربات نائب قهرمان اولین دوره مسابقات شهری تهران در سال 1385 است.
به این ترتیب این ربات پر افتخارترین ربات ایرانی در رده ربات های امدادگر در سطح جهان محسوب می شود البته ربات Silver بر اساس قراردادی که در سال 1384 با معاونت پژوهش و فن آوری شرکت ملی نفت ایران به امضا رسید، ساخته شده است.
با شروع این قرارداد، رویکرد تیم علاوه بر شرکت در مسابقات جهانی ، به سمت ساخت روباتی با قابلیت های صنعتی بیشتر متوجه گردید. هم اکنون نیز فعالیت برای ارتقای توانایی های ربات در جهات مختلف ادامه دارد. براین اساس ، از یک طرف ساخت ربات جدید در جهت ارتقای مکانیزم های حرکتی ربات در دستور کار تیم قرار دارد. از طرف دیگر، تحقیق در هوشمندسازی بیشتر ربات تا تبدیل آن به یک ربات خودکار کامل از حدود یک سال پیش آغاز شده است.
هم اکنون نیز ویرایش اول سیستم هوشمندی بر روی آن اجرا شده است که به وسیله آن ربات بدون نیاز به دریافت فرمان از اپراتور، از پله بالا می رود.

از ایده تا عمل

طراحی و ساخت ربات عموما با ایجاد یک ایده جدید و سپس شبیه سازی و ساخت نمونه اول و رفع مشکلات آن و طراحی و ساخت نهایی دنبال می شود. هر چند هر قطعه یا بخش طی چند سال گذشته چندین بار مورد بازبینی و ارتقا قرار گرفته است.
با توجه به بخش های مختلف ربات به صورت معمولی ابتدا بخش های مکانیکی طراحی و سپس مدارات الکترونیکی و پس از آن سیستم های کنترل و پردازش لازم ساخته می شود. البته با توجه به ارتباط تنگاتنگ بخش های مختلف و نیاز به بهینه سازی کل مجموعه ربات در عمل همه بخش ها در هنگام طراحی باید در تعامل با یکدیگر طراحی و ساخته شوند. به گفته فاتحی در ساخت این ربات بیشتر قطعات مکانیکی و مدارات الکترونیکی ویژه خود آن طراحی و ساخته شده اند برای جمع آوری داده ها نیز از یک کامپیوتر قابل حمل و برای انتقال داده ها بین این کامپیوتر و کامپیوتر اپراتور از شبکه Wireless استفاده شده است. برای دریافت داده ها از دوربین هم میکروفن و سنسورهای لیزری ، ژیروسکوپی و التراسونیک و... استفاده شده است.
همچنین فناوری های پردازش تصویر و صوت برای پردازش داده ها و ارائه فرمان ها استفاده شده است.
فاتحی در پاسخ به این پرسش که آیا امکان صدور دانش فنی این طرح وجود دارد یا خیر، می گوید: ابتدا باید توجه داشت که فروش یک محصول با فناوری بالا و نوین در داخل و خارج کشور نیازمند زنجیره ای از فعالیت هاست که هر کدام باید از سوی متخصصان انجام پذیرد. این زنجیره به ترتیب شامل تحقیقات بنیادین و تحقیقات کاربردی تا رسیدن به محصول آزمایشگاهی ، توسعه محصول در جهت تولید محصول نیمه صنعتی و سپس تبدیل آن به یک محصول صنعتی ، تولید انبوه و سپس فروش تجاری آن فعالیتی است که البته نمی توان مراحل آخر را از محققان دانشگاه انتظار داشت.
این در حالی است که انجام این کار به بهترین شیوه می تواند از سوی شرکت های صنعتی انجام پذیرد. در نتیجه ما از شرکت هایی که علاقه مند به خرید فناوری یا همکاری در تولید انبوه و فروش آن دارند دعوت و استقبال می کنیم.
با چنین شرایطی و با توجه به نتایج قابل توجهی که این ربات در رقابت های بین المللی مقابل رقیبانی از کشورهای پیشرفته کسب کرده است ، انتظار می رود این ربات بتواند شرایط فروش خوبی داشته باشد. با این وجود، در حال حاضر در حال مذاکره با شرکت نفت در جهت توسعه آن برای کاربردهای خاص صنعت نفت هستیم که در صورت به نتیجه رسیدن ، در آینده شاهد به کارگیری آن در بخش های مختلف صنعت خواهیم بود.

‏
بهاره صفوی