مقدمة عن الروبوت
تُعرف الروبوتات بأنها أجهزة كهربائية وميكانيكية تتبع مجموعة من التعليمات لأداء وظائف معينة، وللروبوتات تطبيقات واسعة في الصناعة والأمن والطب وغيرها من المجالات، ويُشار إلى الروبوتات باسم المجال الذي تخدمه كالروبوتات الصناعية والطبية وغيرها.
عند التفكير في الروبوتات فأول ما يتبادر إلى الأذهان هو الأتمتة (وهو مصطلح مستحدث يطلق على كل شيء يعمل ذاتيًا بدون تدخل بشري)، فمن المعروف أن الروبوتات تقوم بالمهام تلقائيًا دون تدخل بشري كبير باستثناء البرمجة الأولية ومجموعة التعليمات التي توفر لها.[1]
أنواع الروبوتات وتطبيقاتها
من خلال التالي من الممكن التعرف على أكثر الأنواع الشائعة من الروبوتات ووظائفها المستخدمة، وهي:[2]
- الروبوتات الصناعية: تختلف أنواع الروبوتات الصناعية في الخدمة اختلافًا كبيرًا، وعادة ما تكون أذرع مفصلية قابلة للبرمجة ثابتة ولكنها قادرة على التحرك على محاور مختلفة، وتُستخدم الروبوتات الصناعية في عدد من التطبيقات في تصنيع السلع مثل اللحام والطلاء والتجميع، وهي سريعة ودقيقة للغاية وتوفر للشركات المصنعة فوائد كبيرة من حيث تخفيض التكاليف، وبحسب الاتحاد الدولي للروبوتات (IFR) بلغ عدد الروبوتات الصناعية بحلول عام 2019 حوالي 2.6 مليون روبوت صناعي قيد التشغيل، وتستخدم الروبوتات الصناعية أيضًا في الفضاء الخارجي للبناء والمهام الأخرى.
- الروبوتات المحلية: تُستخدم هذه الروبوتات لأداء الأعمال المنزلية وتشمل روبوتات تنظيف حمامات السباحة، والمكانس الكهربائية الروبوتية وروبوتات تنظيف الميزاب، كما توفر بعض الشركات روبوتات تنظيف مناسبة للمباني التجارية الكبيرة.
- الروبوتات العسكرية: تُستخدم هذه الأنواع من الروبوتات في الجيش وفي الاستجابة لحالات الطوارئ عندما تكون المهمة خطيرة جدًا على الإنسان، حيث يستخدم الجيش روبوتات من أجل التخلص من القنابل والطائرات المسيرة، وكذلك تستخدم فرق الاستجابة للطوارئ روبوتات من اجل البحث والإنقاذ الجوي والبري وتحت الماء، وتتميز هذه الأنواع من الروبوتات بأنها قادرة على تحمل الظروف القاسية واجتياز التضاريس الصعبة مما يجعلها أيضًا مناسبة للاستكشاف تحت سطح البحر أو حتى على الكواكب الأخرى مثل "Mars Curiosity Rover".
- الروبوتات الطبية: النوع الأكثر شيوعًا من الروبوت الطبي هو روبوت الجراحة، حيث تُجرى الجراحة بمساعدة الروبوت بينما يتحكم الجراح في الروبوت إما عن طريق جهاز التحكم عن بعد أو الحاسوب بهدف إجراء عمليات طبية دقيقة للغاية وذلك للحد من المخاطر التي تنطوي عليها الجراحة المباشرة، ومع تطور العلم قد يتمكن الجراح من إجراء عمليات بمساعدة الروبوت عن بعد من أي مكان في العالم، وهذا يتيح فرصةً للاستفادة من خبرة الأطباء على المستوى العالمي.
- روبوتات الخدمة: وهي فئة واسعة من الروبوتات المستخدمة لأداء العديد من المهام المتعلقة بالخدمة، وتشمل الأنواع الأكثر شيوعًا على روبوتات الكونسيرج وروبوتات الضيافة، ويُشار إلى أن عددًا من الشركات أطلقت روبوتات آلية تعمل على أتمتة تسجيل الزوار وتتحكم في نقاط الوصول من خلال التعرف على الوجه وهذا يجعلها مثالية للمباني التجارية والمعارض، وكذلك صنّعت روبوتات من أجل توفير دليل تسوق ووظيفتها إرشاد ومحادثة العملاء حول المنتجات المختلفة.
- روبوتات الأمن: تقدم الروبوتات الأمنية مزايا كبيرة لأنها قادرة على العمل ليلاً ونهارًا وفي الظروف الجوية السيئة، وتوفر الروبوتات الأمنية، مثل "Robot Security Patrol Robot Robot" مراقبة "CCTV" عن بعد مع التعرف على الوجه وتزويد رجال الأمن بالمعلومات اللازمة، بل ويمكنها أيضًا اكتشاف درجات الحرارة غير الطبيعية وتسرب الغاز وهذا يجعلها مثالية لمراقبة الحدائق، ومحطات توليد الطاقة، ومراكز التسوق، والجامعات، والمناطق السكنية ومرافق تخزين المواد الكيميائية، وتأتي هذه الروبوتات بتكوينات مختلفة لتناسب احتياجات الموقع والتطبيق وتسمح بتوفير كبير في تكاليف القوى العاملة.
أهمية الروبوتات
الروبوتات مصنوعة من المعادن والبلاستيك ولها ثلاثة أجزاء رئيسة هي: وحدات التحكم وأجهزة الاستشعار والأجزاء الميكانيكية، وكل هذه الأجزاء مترابطة ويعتمد عمل أحدها على الآخر بهدف إنجاز الأعمال المصنوعة لأجلها، ويُشار إن الروبوتات ذات أهمية كبيرة وتتمثل أهميتها بما يلي:[3]
- في الأعمال التجارية يعد الوقت والتكلفة عاملين مهمين في النجاح، ولأن الروبوتات أسرع في العمل وذات تكلفة أقل عند مقارنتها بالأجور العمالية فهي الخيار الأول عند الكثير من الشركات والمصانع.
- بالنظر إلى المخاطر التي تنطوي عليها بعض المهام فإن الروبوتات هي البديل المثالي للعمالة البشرية، فعلى سبيل المثال يمكن للروبوت أن يتنقل بين أبراج الغاز، ويسافر في الفضاء ويخوص في أعماق المحيطات لتجنب تعريض حياة الإنسان لأي نوع من الخطر.
- على العكس من الإنسان لا تشعر الروبوتات بالملل والتعب جرّاء ضغوطات العمل حيث إنه بمقدور الروبوتات العمل لعدة أيام أو أسابيع في جميع الأوقات وفي مختلف الظروف دون تذمر ولا تعب.
- بسبب برمجة الروبوتات للإنتاج الدقيق فهي مثالية للإجراءات التكرارية.
- إن أتمتة الروبوتات تعني استبعاد إمكانية الاضطرار إلى التعامل مع الحالات المرضية والغياب والبطء الذي يؤخر عادة العمل.
- تمتلك الروبوتات أجهزة استشعار من أجل تعريف الروبوت بمحيطه، وبعض أنواع من الروبوتات مثل "cobots" يمكنها معرفة حجم الأشياء الموجودة في محيطها ويمكنها أيضًا تحديد المسافة بينها وبين غيرها من الأجسام.
- بمقدور بعض الروبوتات تحديد مقدار الضغط اللازم لإنجاز بعض الأعمال الدقيقة.
- تمتلك الروبوتات أجهزة تحكم يمكن وصفها بأنها "دماغ" الروبوت، وفي كثير من الحالات يتم تشغيلها على برامج الحاسوب مما يعني تقليل أخطاء العمل أو منعها.
- لكل روبوت أوامر محددة تتحكم بجميع حركات الأجزاء المتحركة فيه، وتتطلب الروبوتات الصناعية التحكم من قبل مهني مؤهل ولكن يمكن تشغيل بعضها باتباع الإرشادات المتوفرة في الدليل.
- الأجزاء الميكانيكية هي الأجزاء المسؤولة عن تحريك الروبوتات وتشمل على القابضين والتروس والمكابس والمحركات، ولجعل الحركات أكثر سلاسة يتم تشغيل الأجزاء الميكانيكية للروبوتات عادةً عن طريق الماء أو الكهرباء أو الهواء.[3]
الجوانب السلبية للروبوتات
تتضمن الجوانب السلبية للروبوتات على:[4]
- تكلفة رأس المال: تتفاوت الروبوتات الصناعية بين فعاليتها وتحقيق عائد استثماري إيجابي وبين التكلفة الرأسمالية العالية، ولذلك يُوصى دائمًا بالنظر في كل من الاستثمار المطلوب وكذلك عائد الاستثمار الذي يُتوقع تحقيقه في تنفيذ الروبوتات، حيث يجب أن يكون تمويل الأصول وعائد الاستثمار من الروبوت أكثر مما يدفع للفائدة على تمويل الأصول.
- الخبرة: يتطلب الإعداد الأولي للروبوتات الصناعية الكثير من التدريب والخبرة كما هو الحال مع أي نوع آخر من التكنولوجيا وذلك كي تكون فعالة لأداء العديد من المهام، وتوفر شركات الأتمتة الجيدة حزمة دعم من خبرتها التي تعد عاملاً بالغ الأهمية، ومع ذلك ومن أجل تقليل الاعتماد على هذه الشركات يمكن توفير تدريب للمهندسين للسماح لهم ببرمجة الروبوتات على الرغم من أن مساعدة شركات الأتمتة من ذوي الخبرة لا تزال مطلوبة للتكامل الأصلي للروبوت.
- المهام المحدودة: شهدت أعداد الروبوتات الصناعية زيادة كبيرة على مر السنين ولكن لا تزال هنالك بعض القيود على نوع المهام التي يمكنها أداؤها، ولهذا السبب عادة ما تتواصل الشركات المصنعة مع شركات الأتمتة قبل التنفيذ لتقييم الخيارات المختلفة المتاحة أولاً، وفي بعض الأحيان قد يعطي النظام الآلي المفصل نتيجة أسرع وبصورة أفضل من الروبوت، ويُشار إلى أن نجاح أو فشل النظام الآلي الصناعي يعتمد على مدى تكامل الأنظمة المحيطة مثل القابضين، وأنظمة الرؤية وأنظمة النقل وما إلى ذلك.