توضیحات
عنوان تحقیق: ربات های صنعت ساختمان
- مقدمه
- اهمیت و ویژگیهای رباتها
- رباتهای بنا
- رباتهایی بنا به نام سم
- ربات تخریب بتن ERO
- ربات هادریان
- مراجع
مقدمه
هر دستگاه الکترومکانیکی که عمل خاصی را انجام دهد، ربات نامیده میشود. این دستگاه میتواند جهت انجام یک وظیفه خاص برنامهریزی شود. تفاوت ربات با انسان از بسیاری جهات قابل چشم پوشی نیست. مثلا خستگی ناپذیری و انجام یک کار تکراری با دقت فراوان و یا کارهایی که توان زیادی نیاز دارند و بازوهای انسان توان لازم برای انجام آن را ندارند به راحتی از عهده رباتها بر میآید. رباتها میتوانند بسیار ساده و یا با ساختاری پیچیده باشند ولی در همه حالتها ربات ترکیب علوم مکانیک و الکترونیک است، امروزه رشته ویژهای به نام مکاترونیک ویژه رباتیک در دانشگاهها تدریس میگردد.
مفهوم ربات بسیار قدیمی است اما واژه آن در قرن بیستم از کلمه چک-اسلواکی روباتا یا رباتنیک، به معنی برده، بنده و کار اجباری اختراع شد. روباتها مجبور نیستند دایم مراقب باشند و یا مانند انسانها رفتار کنند، اما باید انعطافپذیر باشند، به طوری که بتوانند کارهای مختلفی را انجام دهند.
همچنین روبات یک دستگاه الکترو-مکانیکی یا یک نرمافزار هوشمند برای جایگزینی با انسان به هدف انجام وظایف گوناگون است. یک ماشین که میتواند برای عمل به دستورهای گوناگون برنامهریزی گردد و یا یک سری کارهای ویژه انجام دهد. به ویژه آن دسته از کارها که فراتر از تواناییهای طبیعی و سرشتی بشر باشند. این ماشینهای مکانیکی برای بهتر به انجام رساندن کارهایی چون احساس کردن، دریافت نمودن و جابجایی اشیا یا کارهای تکراری مانند جوشکاری فراوری میشوند.
رباتهایی که امروزه بسیار در حال تکاملند، رباتهای انسان نما هستند، ژاپن به عنوان پیشتاز این عرصه هر روز در حال تکمیل این پروژه عظیم میباشد، چارچوب بدن، اعضای مهم مانند چشم (چشمی که قابلیت دیدن و تشخیص دادن را داشته باشد)، تاکنون طراحی و ساخته شدهاند و سالهای اخیر در حال طراحی چهره هم به لحاظ ظاهری (سایز و رنگ و ابعاد) و هم به لحاظ باطنی (به گونهای که غم و شادی و عصبانیت را نشان دهد)، میباشد. محققان ژاپنی اعلام کردهاند تا سال 2050 رباتهای انسان نما با قابلیتهای یک انسان کامل (احساسات و عواطف، عقل و درک شرایط و …) را به بازار عرضه خواهند نمود. در چنین شرایط کشور ما نیز جایگاه ویژهای پیدا کرده و جوانان و محققان ایران نیز رباتهای بسیاری ساختهاند و در بسیاری از مسابقات، رتبههای عالی کسب کردهاند.
دو نکته در بوجود آمدن و ایده اصلی ربات اهمیت دارد ابتدا اینکه یک مشکل یا سختی کار وجود دارد و باید حل گردد. دوم اینکه در طبیعت موجودی آن را حل کرده یا نه؟ مثلا تونل زدن زیر خاک یک مشکل بیان میگردد. و در طبیعت یک کرم کوچولو به راحتی میتواند، زیر خاک حرکت نماید؛ این دو باعث طراحی و ساخت یک ربات میگردد که بهصورت اتوماتیک تونل کنده و پیش میرود. همین طور حرکتهای سریع ماهی یا کوسه زیر آب و …
رباتها دارای سه قسمت اصلی هستند:
الف) مغز که معمولاً یک کامپیوتر است.
ب) محرک و بخش مکانیکی شامل موتور، پیستون، تسمه، چرخها، چرخ دندهها و …
ج) سنسور که میتواند از انواع بینایی، صوتی، تعیین دما، تشخیص نور، تماسی یا حرکتی باشد.
با این سه قسمت، یک ربات میتواند با اثرپذیری و اثرگذاری در محیط کاربردیتر شود.
یک روبات معمولاً یک سیستم الکترومکانیکی میباشد که با حرکت یا ظاهرش مفهومی از خود یا از ارباب خود را انتقال میدهد. از جاییکه واژهی «روبات» هم به روباتهای فیزیکی و هم به روباتهای مجازی اطلاق میشود، برای روباتهای مجازی لفظ «بات» بکار برده میشود که معمولاً به صورت نمایندگان نرمافزاری میباشند.
تیمی از لابراتوار هوش مصنوعی و علوم کامپیوتر دانشگاه MIT معتقدند یک راه جدید برای ساخت روباتی کامل توسط پرینتر سهبعدی یافتهاند. پرینترهای سهبعدی افقهای تازهای در حوزههای مختلف علمی بهوجود آوردهاند که آخرین نمونه آن، امکان پرینت و استفاده از یک روبات کامل است. روش بهکار گرفته شده در این تجربه، به صورتی بود که بخشهای مختلف یک روبات بهصورت طرح اولیه به پرینتر داده شد و با پرینت گرفته شدن پمپهای هیدرولیک و قطعات متحرک، این روبات آماده نصب موتور و باتری برای حرکت بوده و همانند روباتهای بیگ داگ قابل حرکت روی سطوح مختلف است.
2- اهمیت و ویژگیهای رباتها
ربات را میتوان دستگاهی خود کنترل با قابلیت برنامهریزی، متشکل از اجزای الکتریکی، الکترونیکی یا مکانیکی تعریف کرد. به عبارتی دیگر، ربات ماشینی است که به جای یک مأمور زنده عمل میکند. ربات ها به ویژه برای انجام وظایف و مشاغل خاصی مطلوبند، زیرا بر خلاف انسان هیچ وقت خسته نمیشوند؛ میتوانند شرایط فیزیکیای را تحمل کنند که ناراحت کننده و حتی خطرناک است؛ میتوانند در شرایط بدون هوا کار کنند؛ تکرار آنها را خسته نمیکند و از کاری که در دست دارند، پریشان حواس و گیج نمیشوند.
بیشتر رباتها بهصورت فردی کار میکنند. خیلی به ندرت پیش میآید که رباتها متقابلا با همدیگر در کنار هم کار کنند. بهکار بردن هوش مصنوعی ساختگی لازم است برای اینکه رباتها بتوانند در کنارهم فعالیت کنند.
همکاری رباتها در کنار هم، چندین مزیت دارد:
1- موقعیت رباتهای دیگر در محیطهای خطرناک و یا در محیطهای غیرقابل پیشگیری مشخص میشوند و یا در صورتی که یکی از رباتها آسیب ببیند، سایر رباتها کار تعیین شده را تکمیل میکنند.
2- دومین منفعت کار کردن رباتها در کنارهم عبارت است از توسعه دادن فعالیتهای رباتها در انجام کارهای انفرادی.
روباتهای صنعتی اولیه، مواد رادیواکتیو را در آزمایشگاههای اتمی بهکار میگرفتند. آنها با اتصالات مکانیکی و کابلهای فولادی به هم متصل میشدند. امروزه بازوهای رباتی واقع در مسافتهایی دور را میتوان با فشار دکمه، سوییچ و یا سکان هدایت و دسته فرمان حرکت داد.
در رباتهای کنونی سیستمهای حسیای ایجاد شده که اطلاعات را پردازش میکنند و طوری کار میکنند که انگار مغزهای پیشرفتهای دارند. مغز آنها در واقع شکلی از هوش مصنوعی رایانهای است. این هوش مصنوعی به ربات اجازه میدهد تا موقعیت را درک کند و برای انجام دادن یا ندادن یک سری از کارها براساس آن شرایط تصمیمگیری کند.
ناسا از روباتها برای انجام کارهای مختلفی بهره میبرد. بازوهای رباتیک میتوانند اشیای بزرگی را در فضا حرکت دهند. فضاپیمای رباتیک میتواند از جهانهای دیگر دیدار کند. هواپیماهای رباتیک هم میتوانند بدون خلبان پرواز کنند.
یک ربات میتواند دارای هر یک از اجزای زیر باشد:
الف) “اثر کنندهها”، “بازوها”، “دستان” و “پاها”
ب) حس گرها (سنسورها) – قطعاتی که مانند حواس عمل میکنند و میتوانند اشیا و یا چیزهایی مانند گرما و نور را شناسایی کنند و اطلاعات شیء را به نمادهایی تبدیل کنند که رایانه ها بفهمند.
ج) رایانه – مغزی که حاوی دستورالعملهایی به نام الگوریتم است تا ربات را کنترل کند.
د) تجهیزات – این شامل ابزار و وسایل مکانیکی است.
ویژگیهایی که روباتها را از ماشینآلات معمولی متفاوت میکند این است که رباتها معمولاً به خودی خود عمل میکنند، به محیط اطرافشان حساسند، خود را با تغییرات محیط و یا با اشتباهات در عملکرد قبلی انطباق میدهند، وظیفه گرا هستند و اغلب توانایی آن را دارند که سعیکنند روشهای مختلف را برای به انجام رساندن وظیفهشان به کار بندند.
بهطور کلی روباتهای صنعتی عادی، دستگاههای سخت و محکم و سنگینی هستند که کارشان محدود به تولید است. آنها در محیط هایی با ساختار دقیق عمل میکنند و تنها یک وظیفه بسیار تکراری را تحت کنترل و بهصورت از پیش برنامهریزی شده انجام میدهند. اما رباتهای کنترل از راه دور در محیطهایی با ساختارهایی نیم بند مانند دریا و تأسیسات هستهای مورد استفاده قرار میگیرند. آنها وظایفی غیرتکراری انجام میدهند و اعمال کنترل بر زمان کار آنها محدودتر شده است.
در این حوزه نیز مشکلاتی در رابطه با انسانهای شرور و استفاده از رباتها برای مقاصد شیطانی داریم. مطمئناً 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.
مزایا کاملاً آشکار است. معمولاً یک ربات میتواند کارهایی که ما انسانها میخواهیم انجام دهیم را ارزانتر انجام دهد. علاوه بر این رباتها میتوانند کارهای خطرناک مانند نظارت بر تأسیسات انرژی هستهای یا کاوش یک آتشفشان را انجام دهند. رباتها میتوانند کارها را دقیقتر از انسانها انجام دهند و روند پیشرفت در علم پزشکی و سایر علوم کاربردی را سرعت بخشند. رباتها به ویژه در امور تکراری و خسته کننده مانند ساختن صفحه مدار، ریختن چسب روی قطعات یدکی و… سودمند هستند.
3- رباتهای بنا
محققان بخش مهندسی و علوم کاربردی در دانشگاه هاروارد و مهندسی الهام بیولوژیکی از موسسه Wyss در هاروارد و دانشگاه کمبریج نوعی خاص از کارگران رباتیک را طراحی نمودند. مهندسان این رباتها را با الهام از ملیونها موریانهای که بدون نقشه و طرح اولیه خاک ریزی پیچیده را با ذرات خاک با همکاری هم میسازند، طراحی کردهاند. محققان میگویند، اعضای کلونی از نشانههای یکدیگر و محیط اطرافشان برای پیشبرد پروژه ساختمانی کمک میگیرند.
شکل 1: ربات بنای ساخته شده با الهام از موریانهها
کارگران ساختمانی انسانی معمولا در یک سیستم سلسله مراتبی کار میکنند که یک سرکارگر کارگرها را برای پیاده سازی جزئیات برنامه کاری مدیریت میکند. در کلونی های حشرات این طور نیست که ملکه دستورالعمل هر فرد را جداگانه به او ابلاغ کند. موریانهها نمیدانند که بقیه کارگرانِ هم نوعشان چه کاری انجام میدهند و یا روی هم رفته اوضاع ساختمانی تا کجا پیش رفته است.
محققان چهار سال زمان برای طراحی و ساخت یک تیم کوچک از رباتهای کارگر ساختمانی زمان صرف کردهاند، که TERMES نام دارد. این رباتها میتوانند با استفاده از آجرهایی از جنس فوم، سازههایی پیچیده نظیر سازههای سه بعدی، برج، قلعه و هرم بسازند. هر ربات بخشی از پروژه ساخت و ساز را بطور موازی با هم تیمیهایش انجام میدهد ولی هیچ رباتی برنامه از پیش تعیین شده ندارد. این بدین معنی است که اگر یک ربات مشکل فنی پیدا کند یا نخواهد کار کند پروژه ساخت و ساز متوقف نمیشود.
هر ربات میتواند با درجه بالایی از اطمینان کارهای سادهایی را انجام دهد. هر کدام از آنها مجهز به ده سنسور و سه سیلندر میباشد و میتواند موقعیت خود را نسبت به بلوکهای موجود در پروژههای ساختمانی بیابد. اندازه هر ربات، 175 میلیمتر است و با احتساب پنجههای ربات (110 میلیمتر) این اندازه بیشتر میشود. عرض آن 100 میلیمتر و وزن آن 810 گرم محاسبه شده است.
رباتها به سنسورهایی مجهز شدهاند که وجود آجرها یا رباتهای دیگر را در مسیر شناسایی میکنند. اگر رباتی یک آجر را شناسایی کند میتواند آن را جابجا کند و آن را در یک نقطه از دیوار سایت ساختمانی جا دهد. رباتها برنامهریزی شدند تا در طول یک شبکه جابجا شوند و از قوانین ترافیکی تبعیت کنند و آجرها را براساس ساختاری خاص جانمایی کنند.
ترافیک میتواند تنها در یک جهت بین دو سایت پروژه مجاور که یک سری از رباتها و مصالح ساختمانی در طول ساختمان جابجا میگردد، تعریف شود. برنامه بررسی امنیتی ربات را درگیر این میکند که خیلی سریع دور تا دور خود را رصد کند تا ببیند آجرها کجا قرار گرفتند و بقیه همکارانش کجا هستند و دیگر اینکه از رضایت بخش بودن شرایط محیط کار مطمئن شوند.
محققان میگویند: این نوع خرد جمعی ابزاری برای پیادهسازی پروژه های ساخت و ساز با 5 ربات و یا گروههای کارگری خیلی بزرگ تا 500 ربات است. در آینده سیستمهای رباتیک مشابه میتواند برای اجرای پروژههای ساختمانی که برای انسان خطرناک است یا کارهای ساختمانی ساده در مریخ به کار گرفته شود. اما این پروژه تا هدف نهایی خود فاصله زیادی دارد اما در طول مسیر میتواند برای اهداف کوتاه مدتتری مثل گذاشتن کیسههای شن در مسیر وقوع سیل بهکار رود.
محققان میگویند این رباتها باید با یک سیستم کنترل کننده مرکزی هماهنگ شوند. برای مثال وقتی رباتها در محلهای خطرناک یا دور از دسترس حرکت میکنند، بهتر است یک انسان به عنوان ناظر میزان پیشرفت و کارایی کارگران ساختمانی رباتیک را بررسی کنند.
محققان این پروژه تحقیقاتی اولین گام را به سوی هدف نهایی یعنی همان نیروی کار خودکار برداشتهاند و در این کار به حذف نیروی انسانی و در نتیجه بهبود سرعت و کارآیی در یک واحد ساختمانی پرداختهاند. عدم وجود واحد کنترل مرکزی میتواند، بسیار مفید باشد. این رباتها میتوانند به مناطق ساخت و ساز پر خطر فرستاده شوند. این رباتها به خوبی از عهده وظایفی چون انباشته کردن کیسههای شن در هنگام سیل یا انجام کارهای ساختمانی در محیطهای پرخطر یا سیارات دیگر بر میآیند.
توجه:
- برای دانلود فایل word کامل ترجمه از گزینه افزودن به سبد خرید بالا استفاده فرمایید.
- لینک دانلود فایل بلافاصله پس از خرید بصورت اتوماتیک برای شما ایمیل می گردد.
به منظور سفارش تحقیق مرتبط با رشته تخصصی خود بر روی کلید زیر کلیک نمایید.
سفارش تحقیق
دیدگاهها
هیچ دیدگاهی برای این محصول نوشته نشده است.