اختصاصی بسپار/ کاربرد پلیمرها در علم و فناوری رباتها
بسپار/ایران پلیمر رباتسازی شاخهای تخصصی است که ترکیبی از رشتههای مختلف مهندسی و فناوری مانند برق، الکترونیک، علوم رایانه، علم مواد، مهندسی مکانیک، زیستدادهورزی و غیره میباشد. تولید و بهرهبرداری در این حوزه نیازمند هماهنگی میان تمامی شاخههای مهندسی و فناوریهای مربوط به آنها است. رباتها در کاربردهای متنوعی مورد استفاده قرار میگیرند؛ از تولید ساده گرفته تا دفاع و کاربردهای نظامی. هر کاربردی به روشهای عملیاتی متفاوت و همچنین انواع مختلفی از مواد برای اجزای سازنده نیاز دارد. بهطور کلی، تمامی رباتها نیازمند انعطافپذیری، دوام و استحکام هستند. برای کاربردهای مشخصی، مانند حوزههای زیستی، لازم است که رباتها سبکوزن نیز باشند. بسپارها که شامل طیف وسیعی از مواد میشوند، از جمله گرمانرمها، لاستیکها، گرماسختها، نانومواد و غیره، به دلیل ویژگیهای ذکر شده بهکار گرفته میشوند. یکی از مزایای بسپارها این است که میتوان آنها را تنظیم و مهندسی کرد تا خواص مطلوب به دست آید.
این نوشتار به بررسی اجمالی نقش بسپارهای مختلف در حوزهی رباتسازی میپردازد.
علم و فناوری رباتها: اصطلاح، ایده
علم و فناوری رباتها (robotics) شاخهای از علم است که به طراحی، ساخت، کارکرد و کاربردهای رباتها میپردازد. طراحی و عملیات سامانههای رایانهی برای هدایت آنها نیز در حوزهی علم و فناوری رباتها قرار میگیرد. اصطلاح ربات برای اولینبار توسط یک نویسندهی اهل چک، کارل چاپک، در نمایشنامهای با عنوان Rassum’s Universal Robots (RUR) در سال ۱۹۲۰ بهکار گرفته شد. واژهی ربات از زبان چکی آمده و به معنی کارگر یا خدمتکار است. بر اساس واژهنامهی اکسفورد، ربات را میتوان اینگونه توصیف کرد: ماشینی که قادر به انجام یک رشتهی پیچیده از اعمال بهطور خودکار است، بهویژه ماشینی که میتوان آن را توسط یک رایانه برنامهریزی کرد.
تاریخچهی رباتها
اولین سند مکتوب درباره خودکارسازی (اتوماسیون) از ارسطو آمده که گفته است: «اگر هر ابزاری با دستور دادن یا حتی از روی میل خود، بتواند کاری را که باید انجام دهد، آنگاه نه استادان برای کارگران ماهر و نه بردگان برای اربابان لازم خواهند بود.» این سخنان مربوط به سال ۳۲۰ قبل از میلاد است؛ پیشرفتی در این جهت پس از حدود ۲۰۰۰ سال، در سال ۱۴۹۵ بهصورت شوالیه مکانیکی لئوناردو داوینچی پدید آمد. سالها پژوهش وی دربارهی آناتومی به او کمک کرد تا طرحی برای یک مدل خودکار شبیه یک شوالیه قرون وسطایی بسازد (شکل ۱). در سال ۱۹۲۰ نمایشنامه RUR اثر کارل چاپک اجرا شد که در آن برای نخستین بار واژهی ربات بهکار گرفته شد.
در سال ۱۹۳۲ ژاپن یک ربات اسباببازی به نام لیلیپات معرفی کرد که ظاهری قاعدهمند، سفت و تنومند داشت. لیلیپات یک بدنهی باریک به ارتفاع ۱۵ سانتیمتر داشت که راه میرفت. در سال ۱۹۴۲ داستان Runaround از آیزاک آسیموف سه قانون را برای کارکرد رباتها پیشنهاد داد:
1. یک ربات نباید به یک انسان آسیب برساند و از طریق بیعملی اجازه ندهد که یک انسان به خطر بیفتد.
۲. یک ربات باید از هر دستوری که انسانها به آن میدهند پیروی کند، مگر در مواردی که این دستورات با قانون اول در تضاد باشند.
۳. یک ربات باید تا زمانی که این محافظت با قانون اول یا دوم تضاد نداشته باشد، از بقای خود مراقبت کند.
در سال ۱۹۵۰ الن تورینگ آزمایشی برای اندازهگیری هوش مصنوعی رایانهها معرفی کرد. یکی از نقاط عطف اصلی در تاریخ علم و فناوری رباتها در سال ۱۹۵۴ رخ داد، زمانی که جو انگلبرگر و جرج دول اولین ربات برنامهپذیر، (Unimate)، را ساختند. بعدها این ربات در خط سرهمبندی (مونتاژ) جنرال موتورز مورد استفاده قرار گرفت. این ماشین شامل بازویی بود با توانایی انجام کارهایی که خطرناک قلمداد میشدند. در سال ۱۹۵۶ گروه نامبرده نخستین شرکت توسعهی رباتسازی به نام Unimation را تاسیس کرد. تا به امروز، این رباتها عمدتا در صنعت خودروسازی بهکار گرفته میشوند و استفاده از آنها بهعنوان جایگزینی برای انسانها عمدتا در حوزهی داستانهای علمی-تخیلی باقی مانده است.
برگردان: مهندس عمادالدین درانی
emaddoddindorrani@gmail.com
(ادامه دارد …)
متن کامل این مقاله را در شماره 283 ماهنامه بسپار (پوشرنگ) که در نیمه اردیبهشت ماه 1405 منتشر شده است، می خوانید.
در صورت تمایل به دریافت نسخه نمونه رایگان و یا دریافت اشتراک با شماره های ۰۲۱۷۷۵۲۳۵۵۳ و ۰۲۱۷۷۵۳۳۱۵۸ داخلی ۳ سرکار خانم ارشاد تماس بگیرید. نسخه الکترونیک این شماره از طریق طاقچه و فیدیبو قابل دسترسی است.
