زوج حسگر مافوق صوت
حسگر یک وسیله الکتریکی است که تغییرات فیزیکی یا شیمیایی را اندازه گیری می کند و آن را به سیگنال الکتریکی تبدیل می نماید. حسگرها در واقع ابزار ارتباط ربات با دنیای خارج و کسب اطلاعات محیطی و نیز داخلی می باشند. انتخاب درست حسگرها تأثیر بسیار زیادی در میزان کارایی ربات دارد. بسته به نوع اطلاعاتی که ربات نیاز دارد از حسگرهای مختلفی می توان استفاده نمود:
– فاصله
– رنگ
– نور
– صدا
– حرکت و لرزش
– دما
– دود
– و...
اما چرا از حسگرها استفاده می کنیم ؟ همانطور که در ابتدای این گفتار اشاره شد حسگرها اطلاعات مورد نیاز ربات را در اختیار آن قرار می دهند و کمیتهای فیزیکی یا شیمیایی موردنظر را به سیگنالهای الکتریکی تبدیل می کنند.مزایای سیگنالهای الکتریکی را می توان بصورت زیر دسته بندی کرد:
– پردازش راحتتر و ارزانتر
– انتقال آسان
– دقت بالا
– سرعت بالا
– و...
حسگرهای مورد استفاده در رباتیک:
در یک دسته بندی کلی حسگرهای مورد استفاده در رباتها را می توان در یک دسته خلاصه کرد:
– حسگرهای تماسی ( Contact )
مهمترین کاربردهای این حسگرها به این شرح می باشد:
– آشکارسازی تماس دو جسم
– اندازه گیری نیروها و گشتاورهایی که حین حرکت ربات بین اجزای مختلف آن ایجاد می شود .
در شکل یک میکرو سوئیچ یا حسگر تماسی نشان داده شده است. در صورت برخورد تیغه فلزی به مانع و فشرده شدن کلید زیر تیغه همانند قطع و وصل شدن یک کلید ولتاŽ خروجی سوئیچ تغییر می کند.
– حسگر های هم جواری (Proximity )
آشکارسازی اشیا نزدیک به روبات مهمترین کاربرد این حسگرها می باشد.
انواع مختلفی از حسگرهای هم جواری در بازار موجود است از جمله می توان به موارد زیر اشاره نمود:
– القایی
– اثرهال
– خازنی
– اولتراسونیک
– نوری
– حسگرهای دوربرد ( Far away)
کاربرد اصلی این حسگرها به شرح زیر می باشد:
– فاصله سنج (لیزو و اولتراسونیک)
– بینایی (دوربینCCD
در شکل یک زوج گیرنده و فرستنده اولتراسونیک (ماورا صوت) نشان داده شده است. اساس کار
این حسگرها بر مبنای پدیده داپلر می باشد.
- حسگر نوری (گیرنده-فرستنده)
یکی از پرکاربردترین حسگرهای مورد استفاده در ساخت رباتها حسگرهای نوری هستند. حسگر نوری گیرنده- فرستنده از یک دیود نورانی (فرستنده) و یک ترانزیستور نوری (گیرنده) تشکیل شده است.
خروجی این حسگر در صورتیکه مقابل سطح سفید قرار بگیرد 5 ولت و در صورتی که در مقابل یک سطح تیره قرار گیرد صفر ولت می باشد. البته این وضعیت می تواند در مدلهای مختلف حسگر برعکس باشد. در هر حال این حسگر در مواجهه با دو سطح نوری مختلف ولتاژ متفاوتی تولید می کند.
در زیر یک نمونه مدار راه انداز زوج حسگر نوری گیرنده فرستنده نشان داده شده است. مقادیر مقاوتهای نشان داده شده در مدلهای متفاوت متغییر است و با مطالعه دیتا شیت آنها می توان مقدار بهینه مقاومت را بدست آورد.
در سال 2003 ، نخست وزیر وقت جمهوری چک زمانی که مشغول گفتگو با کویزومی ، نخست وزیر ژاپن بود با دعوتی عجیب مواجه شد. رباتی کوچک و مودب از آنها دعوت کرد برای صرف شام به اتاق دیگری بروند و از طرف همنوعانش از مردم جمهوری چک به خاطر ابداع کلمه ربات تشکر کرد. این داستان رباتی به نام آسیمو است .
یکی از بزرگترین آرزوهای انسان‌ها در اختیار داشتن ماشین‌هایی است که بتواند انجام بسیاری از اموری که به آنها محول می‌شود را برعهده گیرد و از دستورات آنها اطاعت کند. اما شرکت هوندا با ساخت ربات‌های هوشمند آسیمو توانسته است بسیاری از دیگر رقبای خود را در عرصه فناوری پشت‌سر گذارد و امیدهای جدیدی را در دستیابی به این آرزوی دیرینه انسان ایجاد کند. شرکت‌های سونی و تویوتا نیز همچنان در تلاش هستند تا بتوانند به تجارب جدیدی در زمینه ساخت ربات‌های هوشمند دست یابند. اگرچه محققان موسسه فناوری ماساچوست (MIT) در زمینه دستیابی به فناوری‌های جدید همواره پیشقدم بوده‌اند، اما این بار نسبت به محققان هوندا عقب مانده‌اند و گروه مهندسی الکترونیک و رایانه در آزمایشگاه هوش مصنوعی این دانشگاه پس از تلاش‌های بسیار موفق به ساخت رباتی به نام کیسمت شده‌اند که می‌تواند حالاتی شبیه به انسان‌ها را شبیه‌سازی کند. اما ربات آسیمو که توسط شرکت هوندا ساخته شده است بسیار فراتر از این ربات است و از این نظر می‌توان گفت، گوی سبقت را از سایرین ربوده است.
رباتیک یا روبوتیک یک فناوری وابسته به ابزارهای مکانیکی است که توسط رایانه کنترل می‌شود. عموما از این ماشین‌های خودکار در خطوط مونتاژ کارخانه‌ها استفاده می‌شود. اگرچه در داستان‌های علمی تخیلی همواره به عنوان آدم - ماشین‌های مطرح بوده‌اند که قابلیت انجام وظایف متعددی را برعهده دارند، اما در واقع دستگاه‌هایی که در کارخانه‌ها در فرآیند ساخت مشارکت دارند نیز نوعی ربات هستند که با کمک رایانه از قابلیت انجام کارهای محدودی برخوردار هستند. بعضی از رباتها نیز ماشین‌های مکانیکی بسیار کوچکی هستند که کارهای اختصاصی مانند جوشکاری را انجام می‌دهند. حسگرهای یک ربات می‌توانند از واکنش‌های حسی برخوردار باشند و بتوانند اجسام را برداشته و بدون ایجاد هرگونه آسیبی، آنها را در جای خود قرار دهند.
ساده‌ترین ربات‌های سیار، نخستین‌بار برای رساندن نامه در ساختمان‌های اداری و جمع‌آوری و رساندن قطعات مورد نیاز در کارخانه‌ها مورد استفاده قرار گرفتند. رباتها مانند رایانه‌ها قابلیت برنامه‌ریزی دارند و باتوجه به نوع برنامه‌ای که برای آنها در نظر گرفته می‌شود کارهای مختلفی انجام می‌دهند.