بسم اللّه الرحمن الرحيم

 والصلاة والسلام على أشرف الأنبياء والمرسلين سيدنا محمد وعلى آله وصحبه وسلم أجمعين .

السلام عليكم ورحمة الله وبركاته :

هذه المدونة بإعداد طالبات 

مدرسة عمرة بنت عبد الرحمن

بإشراف المعلمة : حنان الحازمي 

أسماء الطالبات 

********

لين مالك الصالح 

شهد منصور السلمي 

نور مبارك السلمي 

ندى صالح السلمي 

وعد سلطان الحربي 

بدور علي الزهراني 
صالحة عبد الرحمن غانم 
سمية شرف حكمي

الروبوتات 

•   المقدمة :_

أصبحت الروبوتات من أهم مكونات المصانع الحديثة لأنها تحسن الإنتاج وتقلل التكلفة ،وبذلك تزداد القدرة التنافسية للصناعة في زمن تتصارع فيه الدول من أجل السيطرة على الأسواق الاستهلاكية . يعد علم الروبوتات من مجالات العلوم الغنية بالأبحاث والدراسات العلمية المتقدمة . لذا فإن تقدم الأمة في مجال الروبوتات هو مؤشر على التقدم العلمي والتقني لها .

•   الروبوت - تعريفه وتاريخ نشأته  :_

يظهر تاريخ التطور العلمي والتقني الإنساني أن بدء اختراع الروبوت كان لغرض صناعي وهو مساندة العامل البشري في قطاع الصناعة . وكان أول روبوت صناعي استخدم فعليًا في المصنع كان من إنتاج شركة جنرال موتورز عام 1961م . وأطلق على الروبوت اسم:يونيمايت (UNIMATE) واستخدم لأول مرة في مصنع الشركة بولاية نيو جيرسي بالولايات المتحدة الأمريكية. 

تعريف الروبوت : جهاز ميكانيكي متحكم به إلكترونيًا ،يقوم بتنفيذ الأعمال بدلًا عن الإنسان . 

وتبع أول تطوير للروبوت تطويرات كثيرة . ففي عام 1969م تمكن الباحثون في جامعة ستانفورد الأمريكية من اختراع أول ذراع روبوتية يتم التحكم فيها عن طريق الحاسب (Computer Controlled Robot Arm ) ولكن في منتصف السبعينات من القرن الميلادي الماضي حدث تطور خطير في تقنية الحاسبات عندما تم اختراع المعالج الدقيق ( Microprecessor) . وتبع ذلك ثورة الحاسبات الشخصية . ومع تتابع الأجيال المتوالية للمعالجات الدقيقة ، حدث تناقص مضطرد في حجم الحاسبات وكما هو متوقع تبع ذلك تطور كبير في جميع الأجهزة الإلكترونية المتعددة في عملها على الحاسب ، ومنها الروبوتات . 

•   الروبوتات في العالم الحقيقي :

  1- التطبيقات الصناعية أو الروبوت الصناعي 

تشكل التطبيقات الصناعية أهم تطبيقات الروبوتات حيث أنها الأساس في اختراع وتطوير الروبوتات . مثل تجميع السيارات .

  2- استكشاف الأماكن البعيدة :

تؤدي الروبوتات أدوار مهمة في عمليات استكشاف الأماكن البعيدة التي يصعب على البشر الوصول إليها مثل إرسال الروبوتات لاستكشاف سطح المريخ ، وجمع العينات من التراب أو الصخور وتنفيذ عمليات التحليل الكيميائي عليها ، واستكشاف أعماق البحار التي يصعب على الإنسان الوصول إليها. 

 3- تنفيذ المهام الخطرة :

يمكن الروبوتات تنفيذ المهام الخطرة بدلًا من الإنسان مثل : الحرائق و التعامل مع المواد المشعة وتعقيم الأماكن الملوثة بالأمراض المعدية أو بالمواد الكيماوية السامة . 

 4- التطبيقات العسكرية والأمنية : 

يمكن للطائرة بدون طيار أن تلعب أدوارًا عسكرية أو أمنية بحسب التجهيزات الموجود بها ويشمل ذلك : 

•   عمليات المراقبة والاستكشاف من خلال تزويدها بالكاميرات وأجهزة الاستشعار والكشف اللازمة . 
• عمليات التجسس وذلك من خلال تزويدها بكاميرات التجسس وأجهزة التنصت . 
• العمليات القتالية - في حالة تزويدها بالأسلحة القتالية 

  5- الروبوت وعالم التسلية والترفيه : 

يتمتع الروبوت بعوامل جذب قوية تجعله أداة تسويق مهمة. لذا نجد الروبوت عنصر أساسي في كثير من منتزهات الألعاب. 

وفي عواصم ومدن الدول المتقدمة تقنيًا تجد تطبيقات متعددة للروبوتات في مختلف أوجه الحياة. ففي طوكيو يوجد مطعم تقوم فيه الروبوتات بتقديم الطعام إلى الزبائن. وتوجد في بعض مجمعات التسوق روبوتات تعمل كمرشدين للمتسوقين تقودهم إلى الأماكن التي يرغبون في الذهاب إليها داخل المجمع. 

•   تصنيف الروبوتات 

يوجد أكثر من تصنيف للروبوتات ، فهناك تصنيف أمريكي ، وهناك تصنيف أوروبي. ولكن نظرًا لأن اليابان هي أكثر الدول إنتاجًا واستخدامًا للروبوتات فقد يكون من المناسب تبني التصنيف الياباني للروبوتات الذي وضعته الجمعية اليابانية للروبوتات الصناعية( Japanese Industrial Robot  Association ) .  وفي هذا التصنيف تتوزع الروبوتات على ست فئات كما يلي : 

  1-  الفئة (1) : أجهزة يتحكم بها يدويّا (Manual Controlled Devices ) . ويتمتع الجهاز بمقدرته على الحركة في اتجاهات عديدة ( أفقي ، عمودي ، إلتفاف ، دوران ) ولكن يتم تشغيله وتحريكه بواسطة مشغل بشري . 

  2-  الفئة (2) : روبوت لتنفيذ عمليات محددة التتابع (Fixed Sequence Robot ) . ويقوم الجهاز هنا بتنفيذ عمليات متتالية وفق تتابع أو خطة عمل تكون جزءًا من تكوين الجهاز . 

  3-  الفئة (3) :  روبوت لتنفيذ عمليات متغيرة التتابع (Variable Sequence Robot ) . ويقوم الجهاز بتنفيذ عمليات متتالية وفق تتابع أو خطة عمل مع إمكانية تغيير التتابع أو خطة العمل بعد بذل بعض الجهد دون الحاجة إلى تعديل تصميم بنية الروبوت . 

  4- الفئة (4) : الروبوت المتعلم ( Playback Robot ) . ويمكن للروبوت هنا أن يكون في حالتين : حالة التعلم والتسجيل ، وحالة إعادة التنفيذ. 

  5- الفئة (5) : روبوت يتم التحكم به رقميًا ( Numerical Control Robot ) وجميع الروبوتات الحديثة ضمن هذه الفئة يتم التحكم بها بواسطة الحاسب ( Computer Controlled Robot ) . ويتضمن برنامج الحاسب جميع الخطوات والعمليات المطلوب من الروبوت تنفيذها وفق التتابع المطلوب 

  6- الفئة (6) : الروبوت الذكي ( Intelligent Robot ) . ويتمتع الروبوت في هذه الفئة بالمقدرة على فهم البيئة المحيطة به ، ومن ثم إنجاز العمل المطلوب منه . 

•   نظام التحكم  

يعرف نظام التحكم ( Control System ) ، بأنه جهاز أو مجموعة من الأجهزة يدير ويتحكم في تصرف أو نظام آخر . ويوجد فئتان رئيسيتان من نظم التحكم : 

  1- نظام التحكم ذو دائرة مفتوحة ( open loop control  system ) 

  2- نظام التحكم ذو دائرة مغلقة (close loop control system ) . 

ففي نظام التحكم ذي الدائرة المفتوحة تحدث عملية التحكم نتيجة تغير مدخلات النظام فقط . 

أما في نظام التحكم ذي الدائرة المغلقة فإن عملية التحكم تأخذ في الاعتبار واقع مخرجات النظام بإضافة إلى مدخلات النظام وذلك من خلال دائرة تغذية راجعة ( feedback ) .

•  مكونات الروبوت 

  1- الحاسب أو نظام التحكم : وهو العقل المدبر في الروبوت الذي يقوم بتنفيذ برامج التشغيل للروبوت ،والتحكم في مكونات الروبوت الأخرى . 

  2- نظام الاستشعار والحساسات : والحساس ( Sensor ) هو أداة تحول المؤثر الفيزيائي ( حرارة ، ضغط ، رطوبة ، قوة ...،) إلى إشارة كهربائية يمكن للحاسب قراءتها ومعالجتها . 

  3- نظام السونار لتحديد المسافات : وتحتاج معظم تطبيقات الروبوت إلى قياس المسافات والأبعاد. 

  4- نظام الرؤية بالكاميرات : وفي حالة توفر هذا النظام في الروبوت فلا بدّ من توفير البرمجيات الخاصة بمعالجة الصور حتى يمكن استخلاص المعلومات المفيدة من الصور التي تنقلها الكاميرات . 

  5- نظام الحركة أو التنقل : وفي معظم التطبيقات الصناعية يكون جسم الروبوت ثابتًا وتقتصر الحركة على الذراع وعلى قبضة اليد . 

  6- الذراع : وتعتبر هذه الوحدة من المكونات الرئيسية الثابتة في أي روبوت . وعادة يصنف الذراع بحسب عدد درجات حرية الحركة للذراع و أفضلها ما يتمتع بعدد 6 درجات لحرية الحركة هي 3 درجات للحركة المستقيمة في الإحداثيات س،ص،ع وثلاث درجات للحركة الدائرية حول المحاور :  س،ص،ع .

  7- قبضة اليد : وهذه أيضاً من مكونات الرئيسية الثابتة في أي روبوت ويختلف تصميم قبضة اليد بحسب الغرض من الروبوت . 

  8- نظام توليد الأصوات : يحتاج هذا النظام الفرعي في الغالب لتوليد المؤثرات الصوتية ، أو توليد الموسيقى في بعض التطبيقات الترفيهية . 

  9- نظام توليد الكلام : ويتم هنا توليد الكلام آليًا باستخدام مكونات الكلام ( Speech Synthesis ) . ويعطي هذا النظام بعض الخصائص البشرية للروبوت عندما يتمكن الروبوت من الحديث مع من حوله بلغة البشر .  

• أشهر روبوتات العالم 

  صوفيا 

تعد من أشهر الروبوتات خصوص بعد حصولها على الجنسية السعودية وهى من تطوير  شركة (Hanson Robotis ) .

وتحدثت داخل الأمم المتحدة وظهرت فى برنامج ( Jimmy fallon ) الشهير .

Handle  

روبوت مخصص للعمل داخل العديد من المنشآت، وهو من تطوير شركة Boston Dynamics ) ) التى باعتها جوجل إلى Softbank، ويعمل على تبسيط المهام المعقدة، ويمشى على أربع أرجل ويمكنه رفع الأشياء الثقيلة والسير على التضاريس الوعرة.

 Honda E2 -DR

يهدف هذا الروبوت الذى يأتى على شكل إنسان طويل القامة 5.5 قدم، إلى المساعدة فى الإغاثة فى حالات الكوارث، إذ يمكنه تسلق والزحف على الحطام المتناثرة، والمشى كثيرا، والعمل فى درجات حرارة تتراوح بين -10 إلى 40 درجة مئوية.

• سلبيات و ايجابيات الروبوت :

  الإيجابيات :

  1- توفير التعب والجهد على الإنسان .

  2- إنتاج منتجات غاية في الدقّة، وكذلك غاية

    في الصعوبة مثل: السيارات .

  3- تقوم الروبوتات بالأعمال التي تشكل خطرًا 

على الإنسان .

  السلبيات : 

  1- ليس لها قوة العقل البشري .

  2- ليست قابلة للتكييف .

   3- ارتفاع التكلفة التأسيسية .

   4- كثرة البطالة .

مسابقة الفرست ليغو 

أطلقت وزارة التعليم في الإدارة العامة للنشاط الطلابي العلمي , فعاليات مسابقة فيرست ليغو السعودية على مستوى المملكة بمشاركة 48 فريقا يمثلهم حوالي 400 طالب، حيث تقام البطولة في ثلاث إدارات تعليمية وهي: تعليم الشرقية، الرياض، جدة، بالتعاون مع شركة هورايزون وشركة اتلاب الدولية والتي تعنى بنشر ثقافة الروبوت للجيل الحالي وزرع الكثير من القيم الاساسية كالعمل الجماعي والتعاون وتبادل الخبرات والإبداع العلمي.
وتنفذ البطولة هذا العام للبنين فقط، فيما ستكون مشاركة البنات حسب الخطة في الأعوام القادمة ليصل عدد الفرق عام 2019 إلى 400 فريق من البنين والبنات.
وأوضح المدير العام للنشاط الطلابي بالوزارة أن مسابقة فيرست ليغو هي مسابقة دولية تقام بشكل سنوي بتنظيم من منظمة اتحاد الفيرست ليغو الدولي حيث يتم طرح تحدي من خلال موضوع جديد ليقوم الطلاب من عمر الـ 9 سنوات إلى 16 سنة بمواجهته، وتقوم المنظمة بوضع موضوع المسابقة عن طريق البحث عن المواضيع المثارة في جهات الأبحاث العالمية، وبيّن مدير النشاط العلمي بالوزارة المشرف على البطولة أنه يتم تحكيم مسابقة فيرست ليغو من خلال أربعة مجالات رئيسية وهي : مجال القيم الأساسية ويهتم بتأكيد القيم التربوية التي تدل على التعاون و البناء داخل الفريق الواحد ومع الفرق الأخرى المشاركة في البطولة، ويجب إتباع خطوات البحث العلمي الصحيحة في بناء المشاريع العلمية ومن ثم تقديمها وعرضها بشكل إبداعي، ومجال تصميم الروبوت ويتم فيه تقييم قدرة الطلاب المشاركين على تصميم الروبوت وبرمجته للقيام بمهام البطولة، وأخيرا مجال أداء المهام على الطاولة ويتم فيه برمجة الروبوت للقيام بمهام معينة تختص بموضوع المسابقة على طاولة مسابقة أعدت خصيصًا لذلك، مؤكدًا أن البطولة تتيح الفرصة للطلاب للمنافسة الشريفة والوصول للبطولات العالمية، كما سيتم تكوين لجان للتحكيم من ذوي الخبرات العلمية في هذا المجال.

وفي الختام لا يسعني إلا أن أقول أن الروبوتات الآلية هي خلاصة الجهود العلمية التي قام بها الإنسان ولا يزال التطور يتقدم جيلًا وراء جيل بحثـًا عن اكتشافات وتطورات جديدة لخدمة الإنسان .



مصدر المعلومات:  موقع موضوع h://mawdoo3.com
موقع اليوم 7   https://www.youm7.com 
موقع وكالة الأنباء السعودية  ‎https://www.spa
مرجع : كتاب الحاسب -أول ثانوي