تعريف الروبوت
الروبوت هو جهاز تم تصميمه بتقنيات هندسية متقدمة ليكون بمثابة بديل للعمالة الإنسانية، وقادر على تنفيذ المهام بكفاءة مماثلة للبشر رغم اختلاف شكله عن الإنسان.
تتنوع الروبوتات في الأحجام، حيث يوجد منها ما هو بحجم العملة المعدنية وآخر يفوق حجم السيارات، وتختلف أيضًا في التصاميم، فبعضها مزود بقدمين والبعض الآخر يمتلك أربعة أو ستة أرجل.
إن القدرات الوظيفية للروبوتات متعددة أيضا، مثل قدرتها على أداء العمليات الجراحية لدعم الأطباء، أو التعامل مع تحضير الأطعمة في المطاعم، أو حتى استكشاف الفضاء بالهبوط على سطح المريخ.
يستخدم الروبوت تقنيات استشعار لمحيطه ويجري حسابات لتحديد الأفعال التي يجب أن ينفذها، وذلك ليأخذ قراراته بناءً على التحليلات التي يقوم بها، حيث يتم تنفيذ هذه القرارات في البيئة الواقعية. ذلك التنوع الكبير في التصميم والوظيفة جعل من تعريف الروبوت أمراً معقداً، ومع ذلك، توصل علماء الروبوتات إلى اتفاق عام حول أنه جهاز يعمل بشكل مستقل لأداء مهامه.
تاريخ الروبوت
تم استخدام الأشكال البشرية الأولية لروبوتات المصريين القدماء لتشغيل أجراس الساعات التي تعمل بالماء حوالي عام 3000 قبل الميلاد. طور أرخيتاس نموذجاً طائراً مصنوعاً من الخشب يشبه الحمامة، فيما أنشأت مصر نماذج تعمل بقوة الماء في القرن الثاني قبل الميلاد. خلال القرن الأول الميلادي، صمم بترونيوس دمية تمتلك القدرة على الحركة كالإنسان.
في عام 1557، ابتكر جيوفاني تورياني روبوتاً خشبياً كان يذهب بانتظام لشراء الخبز من المتجر ويعود به إلى الإمبراطور. شهد القرن الثامن عشر تطوير العديد من الروبوتات المعقدة التي لم تكن عملية رغم إبداعها.
في القرن التاسع عشر، ظهرت ابتكارات مثل الدمية التي صمغ توماس إديسون والتي كانت تتحدث، بالإضافة إلى روبوت يعمل بالبخار ابتكره الكنديون.
أنشأ جورج سي ديفول أول روبوت معاصر في خمسينيات القرن العشرين وسماه “يونيميت”، وهي جهاز يمكن برمجته. على الرغم من صعوبات في التسويق، نقل ديفول براءة اختراعه إلى المهندس جوزيف إنجلبرجر الذي حول الجهاز إلى روبوت صناعي وأسس شركة Unimation.
في 1958، طور تشارلز روزين وفريقه بمعهد ستانفورد للأبحاث روبوتاً يُعرف بـ “شاكي”، وكان أكثر تقدماً من “يونيميت”. “شاكي” كان لديه القدرة على تفسير وتعديل سلوكه حسب البيئة المحيطة، وكان يتميز بحركته المتعثرة التي منحته اسمه.
مكونات الروبوت
يُشكّل جسم الإنسان وحدة متكاملة تضم عناصر أساسية متعددة، تبدأ بالهيكل العظمي الذي يدعم الجسم ويُشكل قاعدته، إلى جانب العضلات التي تُمكنه من الحركة والتفاعل مع محيطه.
ويُضاف إلى ذلك، الجهاز العصبي الذي يستقبل المؤثرات الخارجية ويُحللها، ومصادر الطاقة التي تُغذي الأعضاء بما تحتاجه لتؤدي وظائفها. أما الدماغ فيُعد مركز المعالجة والتحكم، حيث يصدر الأوامر إلى باقي أجزاء الجسم.
وعند النظر إلى الروبوتات، التي تُحاكي في بنيتها جسم الإنسان، فإنها تتألف أيضاً من عناصر مماثلة لتلك البشرية. فالروبوت يحتوي على وحدات يُطلق عليها اسم المُستجيبات مثل الأذرع والأقدام، التي تعمل على التفاعل مع البيئة المُحيطة.
كما يحتوي على المستشعرات، وهي تُعادل الحواس البشرية، حيث تُرصد ما حولها من مُتغيرات مثل الضوء والحرارة وتحول المعلومات إلى بيانات يفهمها الروبوت. ويعزز من ذلك جهاز كمبيوتر يُعد مركز العقل في الروبوت، مبرمج بخوارزميات تُمكنه من أداء مهامه. وأخيرًا، المُعدات والأجزاء الميكانيكية التي تكوّن الهيكل الأساسي للروبوت.
استخدامات الروبوت
تُوظف الروبوتات في ميادين عديدة وتُستعمل بشكل متنوع في حياتنا اليومية. في المطاعم، تبرز اليابان كرائدة في استخدام الروبوتات حيث تقوم هذه الآلات بطهي وجبات مثل السوشي وقطع الخضروات، بالإضافة إلى إعداد القهوة والعمل كموظفي استقبال أو نظافة. أيضاً، تُستخدم في خدمة العملاء كنوادل يقدمون المشروبات.
في مجال الرعاية الصحية للمسنين، تلعب الروبوتات دوراً هاماً في دور الرعاية حيث تساعد المسنين في النهوض والتحرك بفضل قدرتها على حمل أوزان تصل إلى 100 كيلوغرام. تسهل هذه الآلات التحكم بواسطة أدوات مثل عصا التحكم، وتُقدم حلاً لمشكلات الوحدة من خلال توفير رفقة للمسنين.
في مجال الأمن، تستخدم القوات الأمنية الروبوتات لاستكشاف الأماكن الخطرة كالمباني التي يتحصن بها مجرمون مسلحون أو لتفتيش السيارات المشبوهة بوجود متفجرات. هذه التقنيات تعزز الإجراءات الأمنية وتسهل الكشف عن التهديدات دون المخاطرة بحياة البشر.
في الطب، تحظى الروبوتات بأهمية كبيرة حيث تُنفذ العمليات الجراحية المعقدة بدقة شديدة بإشراف الأطباء. تُستخدم أيضًا لتوزيع الأدوية ضمن المستشفيات ولتعبئة الصيدليات، مما يحسن الكفاءة ويقلل من الأخطاء البشرية.
في قطاع التعليم، بمدينة سان دييغو بولاية كاليفورنيا، تُستعمل الروبوتات كمساعدين للمعلمين في عملية تعليم الأطفال النطق والغناء، وتُساهم في تحفيز الأطفال على تطوير مهاراتهم التفكيرية منذ الصغر.
ما هو علم الروبوتات؟
تشكل علوم الروبوتات مجالاً يجمع بين المعارف الهندسية والعلمية لفهم وتطوير الروبوتات. هذا الفرع يركز على إبداع آلات ميكانيكية يمكنها أداء وظائف متنوعة بفاعلية. يبرز هذا العلم كتقاطع يجمع التقنيات النوعية مع المعرفة الهندسية لتوليد إبداعات تسهم في دفع عجلة التطور التكنولوجي.
يتسارع تطور تقنيات الروبوتات لتلبية المتطلبات المعاصرة، ما يفتح المجال لتحقيق استخدامات آمنة وموثوقة تندمج بسلاسة في أطياف واسعة من الحياة اليومية.
