التقويم

تدريبات حول ما تم دراستة

السؤال الأول :ـ 

ضع علامة صح أو غلط بين القوسين 

1. البرمجيات هي برامج تهدف التحكم بحركات الروبوت وإحداث سلسلة من الحركات والتأثيرات المتناسقة (      )
2. الروبوت يعني  سخره (العمل الجبري )  (      )
3. المستشعيرات تُستعمل لمساعدة الإنسالة على تحسس المؤثرات الخارجية  (    )
4. من مزايا الروبوت امتلاك الحرية في الحركة في الأبعاد الثلاثة للفراغ   (    )

السؤال الثاني :ـ 

أجب عما يلي بإختصار 

1. اذكر تعريف الروبوت ؟
2. اذكر بعض مزايا الروبوت ؟
3. اشرح كيفية استخدام الروبوت في الصناعه ؟
4. تكلم عن تطور الروبوت عبر القرون المختلفة ؟

السؤال الثالث :ـ 

يتكون الروبوت من العديد من المكونات التي تساعد الروبوت على القيام بالأعمال المختلفة ، اشرح هذة المكونات موضحا ذلك بالرسم قدر الإمكان ؟؟

السؤال الرابع :ـ 

تناول بالشرح 

1. حركة الروبوت ومشكلاتها ؟
2. المستشعرات في الروبوت ؟

استخدام الروبوت في الطب

استخدام الروبوت في الإنتاج الصناعي

فديو يوضح استخدام الروبوت في الإنتاج الصناعي

تابع تطبيقات الروبوت

رابعا: الروبوت في مجال الترفيه و الرياضة

الترفيه والرياضة أحد المجالات الهامة التي أعطت الروبوت الطابع الإنساني وجعلت المصممين يظهرونه وكأنه رجل أو امرأة على قدمين وله يدين ورأس أو أخذ أحد أشكال الحيوانات المختلفة، فمن خلال هذا الشكل القريب من الإنسان يستطيع الروبوت التواصل مع الأطفال والترفيه عنهم بألعاب أو وسائل ترفيهية آخرى مختلفة. كما أن الروبوت ساهم في الترفيه عن الكبار وأداء دور المساعد والمزود بالمعلومة في حدود نظام التقنية المتوفرة فعلى سبيل المثال كرة القدم الروبوتية والتي يشارك فيها ما يزيد عن 400 فرقة كروية آلية تمثل 36 دولة منافسة. ولعل مما سوف يسعد السيدات في مجال تطبيقات الترفيه ظهور الروبوت المنزلي والذي يساهم في التنظيف وتنظيم المواعيد وقراءة القصص والأخبار ومتابعة الأطفال وغيرها.
ومن أمثلة أستخدام الروبوت في المجال الترفيهي روبوت الخدمات والذي يساهم في توجيه العملاء والحراسة وتقديم الخدمات المعلوماتية الصوتية والمكتوبة والمقروئة.وتعتبر الخدمات الترفيهية ولعب الأطفال أحد تطبيقات الروبوت في المجال الترفيهي والتي تحاكي حركات الحيوانات وقدرتها على التخاطب مع الأطفال بحسب حصيلة الكلمات المتوفرة لديها.

    

الربوت الخدمي والترفيهي.pdf

خامسا: الروبوت في أبحاث الفضاء

تكمن أهمية الأنظمة الروبوتية في تشغيل المركبات الفضائية ومرفقاتها، كما أن الروبوت خدم في الفضاء في برامج الصيانة للمحطات الفضائية والتقاط الأجسام المختلفة والتعامل مع بيئة يصعب على الإنسان التواجد فيها لارتفاع درجة الحرارة او انخفاضها وانعدام الضغط والجاذبية وكمثال على أهمية تلك التطبيقات المركبة الفضائية سبيريت و أبورتيونيتي حيث تمثلان عربتان أرسلتا للمريخ في عام 2004م كجزء من برنامج استكشاف المريخ لوكالة الفضاء الأمريكية (NASA).
 ومن أمثلة الروبوتات الفضائية سكايوركر وهيا عبارة عن مجموعة من الأذرع الآلية ذات قدرة على العمل الجماعي في الفضاء وهو أحد مشاريع جامعة كرنيقي ميلون بالتعاون مع ناسا.

   

الروبوت الفضائي.pdf

سادسا: الروبوت تحت الماء

تستخدم الأنظمة الروبوتية المائية للقيام بمهام الاستكشاف والتعرف على البيئة البحرية ومستوى التلوث والقيام بأعمال الصيانة والتركيب ومراقبة الحدود البحرية،  وكمثال على ذلك يعتبر الروبوت  تراتنكر واحد من أكبر الروبوتات في العالم والتي تعمل تحت الماء يتم التحكم فيها عن بعد للعمل على خطوط أنابيب النفط أو كابلات الاتصالات السلكية واللاسلكية.
ومن أنظمة الروبوت المستخدمة تحت الماء الروبوت المائي ذو التحكم الذاتي المطور من جامعة سيدني حيث يٌرسل الربوبت إلى قاع المحيط ويترك ليتم عمله ذاتياً في مجال رسم الخرائط البيئية
ومن نتائج مشاريع البحث في جامعتي ماكغيل ويورك مركبة روبوتية تعمل تحت الماء تقوم بمهام تقييم المواد البحرية والتنوع البيولوجي للشعاب المرجانية .
كما أن الروبوت المائي يحضى باهتمام كبير من مراكز بحثية على مستوى العالم لعل من أهم المنتجات في هذا المجال سوبوغاتور هو ربوت مائي من إنتاج جامعة فلوريدا الأمريكية ذاتي التحكم ويتمكن من المسح المائي والولوج في الأنابيب لفحصها من الداخل.

   

الروبوت  المائي.pdf

سابعا: الروبوت الامني

تستخدم تقنيات الروبوت في المجال الأمني للحفاظ على العنصر البشري وعدم تعريضه للمخاطر بحيث يكون هو الخط الأول في مواجهة أي تهديد أمني،  فبالإمكان استخدامه للقيام بعمليات الاستكشاف والبحث و الإنقاذ ومكافحة الحرائق و المساعدة في العمليات الأمنية المختلفة.
ولعل من الأمثلة الهامة للتطبيقات الأمنية للروبوت استخدام الروبوت في عمليات اطفاء الحرائق حيث يتم تحميل المواد المساعدة في إخماد الحرائق وتجهيز الروبوت بالمنصات المناسبة لإطلاق المياة والرغوات الصابونية والتي تمكن الروبوت من الوصول للأهداف حتى مسافات قريبة.
وحيث أن الروبوت وجد ليخدم الإنسان فإن أحد التطبيقات الهامة هي حماية الأنسان من العمليات الإرهابية و الأماكن الخطرة. وكما يستخدم الروبوت في عملية الكشف عن المواد المتفجرة المزروعة بجانب الطريق ويتولى التعامل معها، وتظهر قوة المادة المتفجرة والتلف الذي لحق بالروبوت
كما يتم استخدام الروبوت لفحص وكشف المواد المتفجرة داخل العربات والأماكن الضيقة، يمكن من خلاله استخدام التقنيات الحديثة في التصوير وكشف الآلات وفك وإزالة المتفجرات من داخل العربات دون تعريض الجنود والعاملين للمخاطر. 

    

الربوت الامني.pdf

تطبيقات الربوت

تتعدد تطبيقات الأنظمة الروبوتية والذكية على اختلاف المجالات. ورغم نموها بشكل ملحوظ في مجال الصناعة الا أن مجالات أخرى كأنظمة الروبوت الخدماتية قد تصاعدت وتيرة تطورها بشكل كبير. فالتركيز على صناعة الروبوتات قد أخذ في أصله حيزا كبيرا في رفع مستوى الإقتصاد واحتياجات المكان الإستراتيجية. يمكن إختصار مجمل تطبيقات الأنظمة الروبوتية والذكية في التالي:

أولا: الروبوت في الصناعة

يعتبر الروبوت أداة مهمة في دعم الإنتاج وتطويره وضمان جودته، فالروبوت يقوم بمهام عديدة مثل النقل واللحام والتجميع وفحص الجودة. ونظراً لأن الروبوت يقوم بجميع مهامه اعتماداً على نظام حركي متقن وتقنيات برمجية متقدمة فإن المهام المنفذة تتسم بالدقة والجودة وتخضع لنفس معايير ومواصفات الإنتاج المثالي. 

    

 الربوت الصناعي.pdf

ثانيا: الذكاء الإصطناعي

تعد أنظمة الذكاء الإصطناعي من التقنيات الحديثة المتطورة وذات استخدمات متعددة. تعتمد في أساسها على التعرف الذكي على المحيط الخارجي والتفاعل معه تبعاً لذلك. وقد وظفت تلك التقنية لخدمة تكنولوجيا الروبوت مما ولد أنظمة روبوتية تستطيع أداء المهام بناء على المعطيات المتوفرة بشكل لحظي وإعطاء الأمر لمولدات الحركة بالحركة أو السكون كردة فعل مباشرة اعتماداً على طبيعة الروبوت ومستوى التعامل الذكي مع الحدث. 

   

  الذكاء الاصطناعي.pdf

ثالثا: الروبوت الطبي 

 تكمن أهمية الأنظمة الروبوتية والذكية من خلال إجراء عمليات جراحية معقدة سواء بشكل مباشر أو عن بعد، كعمليات المخ والأعصاب والقلب المفتوح من خلال نظام روبوتي يتحكم به عن بعد. ولعل آخر إبداعات الروبوت في هذا المجال هو الروبوت الطبيب القادر على نقل تفاصيل الحالة المرضية إلى الطبيب المعالج مثل الروبوت        (UBot-5) والذي أنتج من قبل جامعة ماساتشستس. كما أن من التطبيقات الطبية التي أخذت حيزاً كبيراً من الأهتمام تطبيقات الروبوت في مجال الاعاقة حيث تعمل أنظمة الروبوت في مساعدة المعاقين كمثال على التطور الهائل في أنظمة الروبوت في مجال خدمة المعاقين. تمكن العلماء من اختراع ذراع روبوتي تستشعر النبضات العصبية من المخ للقيام بالحركة اللازمة بحيث يعيش الإنسان حياة طبيعية.

   

 الربوت الطبي.pdf

مزايا استخدام الروبوت

1. إنتاج أكثر .
2. استعمال التجهيزات بشكل فعال .
3. تكاليف عمل منخفضة .
4. نوعية و مكننة أفضل للأجزاء .
5. مرونة محسنة .
6. إنجاز أقصر للعمل .
7. مرونة و سهولة في البرمجة .
8. القدرة على العمل في الظروف الخطرة .
9. نوعية محسنة لأماكن العمل .
10. نوعية محسنة لأماكن الإنتاج .
11. عائدات استثمار جيدة.
12. امتلاك الحرية في الحركة في الأبعاد الثلاثة للفراغ .
13. مزود بملاقط و أدوات قطع .

حركة الروبوت

حركة الروبوت

تحوي سيقان الانسالة المتطورة في بعض الأحيان أكثر من 40 مستشعر وأداة ميكانيكية مائعية، وتقوم المستشعرات بقياس توزيع الضغط المسلط على السيقان بصورة مستمرة

 وقد تم في عام 2004 صناعة سيقان إنسالية يمكن تركيبها على سيقان الإنسان لتساعد في تحويل الخطوات البشرية الطبيعية إلى خطوات سريعة واسعة دون بذل الشخص أي مجهود عضلي

وقد تمت تسمية هذا الاختراع بالهيكل الخارجي، وبلغ وزن تلك السيقان حوالي 50 كيلوغرامًا. يُعتبر تنسيق الخطوات في الإنسالات بشكل يحاكي خطوات الإنسان عملية معقدة جدًا

 لذا يلجأ العلماء عادةً إلى استعمال العجلات بدلا من السيقان. من أنواع الانسالات المتطورة التي تتحرك باستعمال ساقين: إنسالة سيغمو وإنسالة كريو وإنسالة أسيمو.

 كان العلماء ينصبون سيقان متعددة تصل إلى 6 سيقان في الإنسالات القديمة، ذلك أن تعدد السيقان يوفر الثبات والتوازن، ولم تكن التقنية الخاصة بتثبيت تلك الآلات وجعلها تتوازن على قائمتين قد أصبحت متاحة بعد

وعلى الرغم من التطور الحاصل اليوم في مجال الإنساليات، فإن تقليد الساق البشرية ما يزال أصعب من تقليد اليد، ذلك أن صناعة الساق تقابلها مشكلة رئيسية هي مشكلة التوازن التي يتطلب حلها كثيراً من الجهد والمال والوقت، لذا تُفضل الكثير من الشركات أن تصنع إنسالاتها بأربع سيقان بدلاً من اثنين

وليست فكرة إنتاج آلات تستطيع المشي والانتقال بفكرة حديثة العهد، فقد استخدم البعض منها خلال السنوات القليلة الماضية في العمليات الزراعية وفي أعمال الحفر، ومن أشهر تلك الآلات المتحركة شاحنة ذات أربع سيقان أنتجتها شركة جنرال إلكتريك للجيش الأمريكي، ويتحكم بها سائقها عن طريق تحريك يديه وساقيه المتصلتان بسيقان الشاحنة.

المستشعرات في الروبوت

المستشعرات هي نظم حسيّة. يقوم المستشعر بالتقاط نمط معين من البيانات التي يُصار إلى تحليلها بواسطة البرمجيات، مما يُنتج ردة الفعل المناسبة والمبرمجة في الانسالة، وفيما يلي بعض المستشعرات التي لاتتوفر كلها في جميع أنواع الانسالات:

المستشعر	نموذج	الوظيفة
جيروسكوب		يقيس دوران المركز حول المحور ومدى انحرافه عنه.
نظام التموضع العالمي		يستلم إشارات من الأقمار الصناعية وغرضها تحديد البقعة الجغرافية التي تتتواجد بها الانسالة.
مستشعر الليزر		يستخدم شعاع الليزر لقياس البعد عن جسم معين لغرض الاستدلال على موقع الحواجز والعوائق.
مستشعر اللمس		غرضه الكشف عن اتصال الانسالة بجسم خارجي، كحائط، وجسم داخلي، كذراع الانسالة، ويستند هذا المستشعر على تغير الضغط المسلّط.
مستشعر الضوء		يقيس مستوى الإضاءة من 0% (معتم جدًا) إلى 100% (مضيئ جدًا) باعتماده على ترانزستور ضوئي. كما يمكن استعمال مستشعرات للطيف غير المرئي من الضوء كالأشعة ما دون الحمراء.

مكونات الروبوت

تشريح الانسالة
الجزء	الصورة	نبذة
المستشعرات		تُستعمل لمساعدة الإنسالة على تحسس المؤثرات الخارجية، فالبعض منها قادر على تحسس الحرارة في حين تتحسس أخرى الضغط أو الدوران أو الميلان أو المستشعرات الكهرومغناطيسية أو المستشعرات الضوئية بأنواعها.
معالج		عادة ما يمثل عقل الانسالة. أي أنه لا يقتصر على معالج البيانات فقط بل يتعداه إلى الوحدات المرافقة من إلكترونيات وذاكرة اصطناعية، وهو يعطي الإنسالة القدرة على القيام بالعديد من الوظائف كتمييز الأنماط الخارجية أو توجيه حركتها، كما يمكنها من التعرف على الأشكال. تختلف بنية المعالج حسب مهمة الإنسالة، فهناك وحدات المعالجة القابلة للبرمجة، مثل وحدات FPGA و PLC وهناك المعالجات المتخصصة DSP والمعالجات التي تحوي نظام تشغيل. وهي باختصار الجزء المكلف بتطبيق الخوارزميات المختلفة التي يحتاجها الإنسان الآلي في تأدية مهمته. ويمكن أن تحتوي كل إنسالة على معالج خاص بها أو أن يشترك عدد منها في معالج مركزي يسيرها.
متحكم المحرك		يتراوح مقدار قوتها الكهربائية في الانسالة ات الصغيرة من 4.5 فولت إلى 36 فولت وإذا إرتفعت الفولتية المتولدة عن هذا الحد، فينبغي نصب أدوات تبريد في الانسالة المعنية.
المحرك		وهو الجزء المسؤول عن حركة الانسالة، وتُستعمل المحركات الكهربائية ومحركات الاحتراق بهدف تأمين حركة تلك الآلات بأعلى دقة ممكنة.تختلف الطاقة المستعملة في تحريك الانسالة حسب النوع والغرض، فقد تكون طاقة هوائية أو إلكترونية أو قوة الموائع.
أدوات الاتصال		وهي نقاط تبادل المعلومات بين الانسالة والعالم الخارجي. ولبعضها قدرة على إصدار ذبذبات يصل معدل توترها إلى 2.4 جيغاهرتز. ويمكن للإنسالة أن تتبادل المعلومات لاسلكيًا أو عن طريق أسلاك باستعمال بروتوكولات GPIB وRS232.
برمجيات		هي برامج تهدف للسيطرة والتحكم بحركات الانسالة وإحداث سلسلة من الحركات والتأثيرات المتناسقة أو المرجوة.
بطاريات وأداة شحن		يوجد في العديد من الإنسالات ما يُسمى بالبطاريات وأدوات الشحن، ومن أمثلتها الخلايا الشمسية المربوطة بمحولات الطاقة، وشاحنة صغيرة لإعادة شحن البطارية.

تاريخ الروبوت

  ﺗﺎرﻳﺦ اﻟﺮوﺑﻮت

• وكلمة روﺑﻮت Robot ﻟﻜﻠﻤﺔ ﻣﺄﺧﻮذة ﻋﻦ اﻟﻠﻔﻈﺔ اﻟﺘﺸﻴﻜﻴﺔ robots اﻟﺘﻲ ﺗﻌﻨﻲ (اﻟﻌﻤﻞ) أو (اﻟﻌﻤﻞ اﻹﻟﺰاﻣﻲ). 

• اﻟﺮوﺑﻮت ﻳﺮﻗﻰ إﻟﻰ اﻟﻘﺮن اﻷول ﻟﻠﻤﻴﻼد ﻋﻨﺪﻣﺎ ﺻﻨﻊ هيرون Hero اﻹﺳﻜﻨﺪري ﺗﻤﺜﺎﻻ ﻳﺘﺤﺮك وﻳﻨﺤﻨﻲ ﺑﻮاﺳﻄﺔ اﻟﻬﻮاء اﻟﺴﺎﺧﻦ

• وﻣﻦ أﺷﻬﺮ (اﻟﺮوﺑﻮﺗﺎت) ﻓﻲ اﻟﺘﺎرﻳﺦ ذﻟﻚ اﻟﺬي ﺻﻨﻌﻪ ﺑﻴﻴﺮ وهنري دروز Droz ﻋﺎم 1773

• ﻋﺮض ﻓﻲ ﺑﺎرﻳﺲ ﻋﺎم 1783 ﻓﻜﺎن ﻳﻐﻤﺲ رﻳﺸﺘﻪ ﻓﻲ اﻟﺤﺒﺮ وﻳﺮﺳﻢ ﺧﻄﻮط اﻟﺼﻮرة اﻷوﻟﻴﺔ ﺛﻢ ﻳﻈﻠﻠﻬﺎ، راﻓﻌﺎ ﻳﺪﻳﻪ ﺑﻴﻦ اﻟﻔﻴﻨﺔ واﻟﻔﻴﻨﺔ ﻟﻴﺘﺄﻣﻞ ﻣﺎ رﺳﻢ ﺑﻌﻴﻨﻴﻦ ﻗﻼﺑﺘﻴﻦ

• وﻓﻲ اﻟﻘﺮن اﻟﺜﺎﻣﻦ ﻋﺸﺮ ﺻﻨﻊ اﻟﺒﺎرون ﻓﻮن كاﻣﺒﻴﻠﻴﻦ Kempelen روﺑﻮت دﻋﺎﻩ (اﻟﺘﺮكي) وكان هذا اﻟﺮوﺑﻮت ﻳﻠﻌﺐ اﻟﺸﻄﺮﻧﺞ ﺑﺒﺮاﻋﺔ ﻓﺎﺋﻘﺔ، وكثيرا ما هزم ﻓﻲ هذا اﻟﻤﻴﺪان ﻧﺠﻮم اﻟﻠﻌﺒﺔ أﻧﻔﺴﻬﻢ. وﻗﺪ أﻋﺠﺐ اﻷﻣﺒﺮاﻃﻮر ﺟﻮزﻳﻒ اﻟﺜﺎﻧﻲ ﺑﻬﺬا اﻟﺮوﺑﻮت إﻋﺠﺎﺑﺎ كبيرا ﻓﺄرﺳﻠﻪ إﻟﻰ ﻣﺨﺘﻠﻒ اﻟﺒﻼﻃﺎت اﻷوروﺑﻴﺔ ﻟﻴﻤﺘﻊ ﺑﻪ أرﺑﺎﺑﻬﺎ.

• ﻓﻲ اﻟﻌﺼﺮ اﻟﺤﺪﻳﺚ ﺻﻨﻌﺖ روﺑﻮﺗﺎت ﻣﺘﻌﺪدة ﻗﺎدرة ﻋﻠﻰ اﻟﺴﻴﺮ، وﻋﻠﻰ ﺻﻌﻮد اﻟﺴﻼﻟﻢ وهبوطها، واﻟﻘﻴﺎم ﺑﺒﻌﺾ اﻷﻋﻤﺎل اﻟﻤﻨﺰﻟﻴﺔ
واﻟﻤﻜﺘﺒﻴﺔ.

تعريف الروبوت

                                 ما هو الروبوت ؟

تعريف الروبوت التعليمي:

أصل الكلمة :

كلمة تشيكية و معناها سخره (العمل الجبري ) و هي العمالة القسرية (الإجبارية) .

معناها الحديث :

هي الآلات الميكانيكية التي تساعد الإنسان في أداء المهام المتكررة و العمل في ظروف بيئية وأوقات وأماكن لا يرغب الإنسان أن يعمل فيها .

تعريف أخر :

الروبوت :آلة ميكانيكية مسيطر عليها إلكترونياَ وفقا لبرنامج مسجل داخل العقل الإلكتروني للروبوت لا يشابه شكل الإنسان ولكن يشابه الوظائف التي يؤديها والتي تتطلب بالضرورة الدقة العالية أو التكرار أو القيام بالمهام الصعبة كبديل عن الإنسان كالبحث عن القنابل أو تفقد الأماكن الملوثة إشعاعيا او انتشال حطام سفينة أو في أغراض التصنيع كما في مصانع السيارات والأجهزة الالكترونية وغيرها . 

مقدمة عن الروبوت

نسمع كثيراً ما يدعى بالروبوت فما هو؟

ساعدت التقنيات الحديثة وتكنولوجيا المعلومات والاتصالات، على إيجاد استراتيجيات وطرق وأساليب من شأنها رفع مستوى الطلبة الأكاديمي وتحسين أدائهم الدراسي بالإضافة لتنمية مهارات التفكير لديهم . ومن جهةٍ أخرى يعمل المهتمون في مجال التربية والتعليم على أيجاد وتوفير أساليب واستراتيجيات تقنيات التعليم الجديدة و المميزة في سبيل الارتقاء والوصول إلى أفضل النتائج في ألأداء و التحصيل الدراسي للطلبة وإعدادهم لأسواق العمل المحلية والعالميـة.