ما هي أشهر أنواع الروبوتات في العالم وما أشكالها المتنوعة؟ 

لطالما كانت الروبوتات اختراعا مثيرا, وخصوصا في ظل تطور علم الروبوتات وإدخال الذكاء الاصطناعي إليه. لا تأتي الروبوتات جميعها بشكل واحد, فهي متعددة الأشكال والوظائف, منها ما هو ثابت في مكانه مثل الأيدي الآلية في المصانع, ومنها ما هو متحرك مثل الدرون! 

تختلف أنواع الروبوتات باختلاف وظيفتها, فهي تستخدم في المجال الصناعي, الرعاية الصحية, الزراعة, التعليم, الترفيه, وغيرها. تكمن أهمية الروبوتات في أتمتة المهام الروتينية فبدلا من قضاء الإنسان وقتا طويلا في أداء مهمة روتينية يمكن ترك الأمر للروبوت, مما يتيح المجال للإنسان من التركيز على أمور أهم, كما تزيد الروبوتات من الدقة وتقلل الأخطاء, و تعزز من سلامة الإنسان من خلال استخدامها في تنفيذ المهام الخطرة بدلا منه, إضافة إلى قدرتها على العمل في ظروف مناخية أو بيئية قاسية. إذا ما أنواع الروبوتات, هذا ما سنعرفه في هذا المقال. 

ما هو الروبوت؟

بداية لنتعرف على مفهوم الروبوت, يعرف الخبراء الروبوتات بتعريف مختلف, لكن بشكل عام وأساسي, فإن الروبوت هو آلة قابلة للبرمجة مصممة لأداء مهام معينة بشكل مستقل أو شبه مستقل, وتكون قادرة على التفاعل مع بيئتها المادية من خلال أجهزة استشعار ومحركات. [1]

يعتمد الروبوت على برمجيات تمكنه من تنفيذ المهام المطلوبة دون الحاجة إلى تدخل بشري مباشر, حيث يمكنه العمل باستقلالية كاملة أو تحت إشراف بسيط أو برمجة مسبقة.

يتميز الروبوت بقدرته على التفاعل مع البيئة المحيطة عبر أجهزة استشعار, مما يسمح له بفهم وتفسير المعطيات مثل الحركة أو الضوء أو الحرارة. كما يستخدم محركات وأجزاء ميكانيكية للحركة أو لتنفيذ المهام, مثل الذراعين أو العجلات, مما يجعله قادرا على أداء مجموعة متنوعة من المهام في مجالات مختلفة.

ما هي مكونات الروبوت الأساسية؟ 

من تعريف الروبوت السابق, نستنتج أن الروبوت يتكون من مكونات أساسية مثل المستشعرات وأجزاء ميكانيكية, وبرمجيات, في الواقع هناك المزيد من المكونات التي يحتاجها الروبوت ليقوم بعمله, سنوضحها في هذا القسم: [2]

• نظام التحكم: وهو بمثابة عقل الروبوت الذي يدير مكوناته مثل المحركات وأجهزة الاستشعار لأداء مهام محددة. يتم برمجة هذا النظام لتوجيه الروبوت في كيفية استخدام أجزائه بشكل فعال, إضافة إلى المهام المطلوب منه تنفيذها. 

• المستشعرات: هي أدوات تمكن الروبوت من التفاعل مع البيئة المحيطة به من خلال تحويل المحفزات الخارجية مثل الضوء أو الصوت إلى إشارات كهربائية. يتم إرسال هذه الإشارات إلى نظام التحكم في الروبوت, وهي المسؤولة عن تحليل البيانات واتخاذ قرارات مناسبة بناء على ما يحدث حوله.

• المحركات: لا يعتبر الروبوت روبوتا إلا إذا كان لديه جسم متحرك, وهذه الحركة تتحقق بفضل المحركات. المحركات تتكون من محركات كهربائية تتلقى إشارات من نظام التحكم لتحريك الروبوت وتنفيذ المهام. يمكن أن تصنع المحركات من مواد متنوعة مثل المعدن أو المواد المرنة, وتعمل بطرق مختلفة, كما أنها تأتي بأشكال متعددة لتتناسب مع المهام الخاصة بها.

• مصدر طاقة: لا فائدة من جميع المكونات السابقة, إذا لم يكن هناك مصدر طاقة للروبوت. تختلف مصادر الطاقة باختلاف نوعها, فمثلا الروبوتات الثابتة مثل تلك الأيدي الآلية في المصانع, تعمل من خلال توصيلها بمقبس كهرباء في الحائط, تماما كأي جهاز كهربائي آخر, أما معظم الروبوتات فتعمل من خلال بطاريات داخلية. من مصادر الطاقة الأخرى المستخدمة لتشغيل الروبوتات, بطاريات الرصاص الحمضية, حيث تعد آمنة وتدوم لفترة طويلة, أيضا هناك بطاريات الكادميوم الفضي التي تكون أصغر حجما وأكثر كفاءة, لكنها أيضا أعلى سعرا. يتم مراعاة أمور مثل السلامة والوزن ودورة الحياة للبطارية, عند تصميم مصدر الطاقة للروبوت. 

ما هي أنواع الروبوتات؟ 

يختلف نوع الروبوت باختلاف تصميمه والمهمة المطلوب منه تنفيذها, لذا تقسم أنواع الروبوتات إلى ستة أنواع أساسية: [3]

الروبوتات المتنقلة الذاتية Autonomous Mobile Robots

كما يشير اسمها فإن هذا النوع من الروبوتات قادر على الحركة من تلقاء نفسها دون تدخل من الإنسان, أو بتدخل محدود جدا, حيث تكون مزودة بتقنيات مثل المستشعرات والكاميرات وخوارزميات الذكاء الاصطناعي والتعلم الآلي, من أجل جمع المعلومات من البيئة المحيطة بها وتحسس الأشياء من حولها, من ثم اتخاذ القرارات في الوقت الفعلي, والأهم من ذلك أنها لا تحتاج إلى الإنسان من أجل توجيهها, هذا يعني أنها إذا وجدت عائقا أمامها فإنها تتخذ القرار بالالتفاف عنه أو تغيير مسارها من تلقاء نفسها, تندرج تحت هذا النوع من الروبوتات 3 أنواع: [4]

• روبوتات تنقل المخزون داخل المنشأة: تقوم بنقل المخزون من مكان لآخر داخل المنشأة بشكل مستقل, مما يسهل عمليات التخزين والتوزيع داخل المستودعات.
• روبوتات تساعد في عملية الانتقاء: تقوم بمساعدة العمال في اختيار المنتجات المطلوبة بدقة وسرعة، مما يزيد من كفاءة عمليات الانتقاء.
• روبوتات متنقلة تساعد في فرز المنتجات: تعمل على فرز المنتجات بشكل ذكي ومرن, باستخدام تقنيات متقدمة لتوجيه كل منتج إلى وجهته المناسبة داخل المنشأة.

الروبوتات الموجهة آليا Automated Guided Vehicles 

يشبه هذا النوع إلى حد كبير الروبوتات المتنقلة الذاتية, إلا أن الفرق بينهما يكون بآلية الحركة, حيث أن الأولى غير محكومة بمسار حركة محدد, وإنما تتحرك بحرية. 

أما الثانية فتعتمد على مسارات وطرق محددة يتم تحديدها إما بوضع أشرطة أو مغناطيس, أو قد تستخدم تقنيات أكثر تطورا مثل الليزر أو الكاميرات لتوجيه نفسها, إذا فهي تسلك ذات الطريق في كل مرة, ولكنها إذا وجدت عائقا أمامها فلن تستطيع اتخاذ قرار بتغييره, وإنما تحتاج إلى تدخل من الإنسان. تستخدم كذلك لنقل الأشياء وتحريكها من نقطة إلى نقطة وبالأخص الأشياء الثقيلة, من الأمثلة عليها: [5]

• العربات الموجهة آليا: هذه عبارة عن روبوت بتصميم عربة, حيث تتكون من سطح مسطح لوضع الأشياء عليه, تعتبر مثالية لنقل الأغراض والبضائع الثقيلة جدا داخل المصانع والمستودعات, حيث يمكنها حمل الأشياء بأوزان وأحجام مختلفة. 
• الرافعة الشوكية: هذه الروبوتات تتكون من أذرع آلية لحمل لرفع الأشياء الثقيلة, حيث يمكنها رفع أجسام يتراوح وزنها بين 1000 كيلوغرام ولغاية أكثر من 10,000 كيلوغرام, تستخدم داخل المستودعات وأماكن شحن البضائع. 
• الروبوتات الموجهة آليا للعمل في الهواء الطلق: هذا نوع آخر من الروبوتات المتخصصة في نقل وحمل الأشياء من مكان إلى آخر, إلا أن هذا النوع مخصص للعمل في الهواء الطلق, مثل مواقع البناء والموانئ وساحات التخزين الخارجية. تتميز بقدرتها على حمل الأشياء حتى في الظروف الجوية السيئة الشديدة كالامطار وغيرها, تعتمد على GPS لتحديد مسارها في المناطق المفتوحة. 

الروبوتات المفصلية Articulated Robots

يمكن أن يطلق عليها كذلك اسم الأذرع الروبوتية, اشتهر هذا النوع في المصانع, حيث تم تصميم هذه الروبوتات لتحاكي طريقة عمل الذراع البشرية, لذلك فهي مكونة من مفاصل تساعدها على الحركة مثل الدوران, قد يتراوح عدد المفاصل من اثنين إلى 10 مفاصل, وكلما زاد عدد المفاصل المحورية زادت قدرتها على الحركة بنطاق أوسع وأكبر وأسهل, مما يجعلها تقوم بمهامها بدقة أكبر. 

من مهام الذراع الروبوتية, اللحام بالقوس, التعبئة والتغليف, مناولة الأغراض وتشغيل الأجهزة, إلى جانب استخدامها في المصانع من التطبيقات الأخرى لها: [6]

• قطاع الرعاية الصحية: تستطيع الروبوتات المفصلية القيام بالعمليات الجراحية بكل دقة وكفاءة, مما يحسن من نتائج المرضى. 
• الزراعة: تستخدم هذه الروبوتات في مجال الزراعة لأداء مهام مثل الحصاد, الزراعة, والرش, كما أنها تستطيع العمل تحت الظروف المناخية الصعبة. 

الروبوتات البشرية Humanoids

سميت هذه الروبوتات بهذا الاسم نسبة إلى شكلها الذي يشبه الجسم البشري, حيث تتكون من رأس وجذع ويدين وقدمين. على الرغم من أنها تندرج تحت الروبوتات المتنقلة ذاتيا, كونها قادرة على استشعار البيئة من حولها واتخاذ القرارات بنفسها, إلا أنها تستخدم لأغراض مختلفة, فقد صممت لأداء مهام موجهة لخدمة الإنسان أو التفاعل معه بشكل مباشر, مثل المساعدة, الإجابة عن الأسئلة, أو تقديم خدمات مثل الاستقبال والإرشاد.

الروبوتات التعاونية Cobots أو Collaborative Robots

هذه الروبوتات صممت بشكل أساسي للعمل جنبا إلى جنب مع البشر, هذه الروبوتات تشارك المساحات مع البشر وتستخدم لتخفيف المهام اليدوية أو الخطرة أو المرهقة في العمل, ويمكنها التفاعل مع البشر والتعلم من حركاتهم لتحسين أدائها.

الروبوتات الهجينة Hybrids

يتم الجمع بين أنواع مختلفة من الروبوتات لتطوير حلول هجينة قادرة على تنفيذ مهام أكثر تعقيدا, على سبيل المثال, يمكن دمج روبوت متنقل ذاتي الحركة AMR مع ذراع روبوتية لإنشاء روبوت مخصص لمناولة الطرود داخل المستودعات.

هل يوجد أشكال أخرى للروبوتات؟ 

فضلا عن الأنواع السابقة للروبوتات, فإن لها أشكالا أخرى لتقوم بمهام مختلفة, مثل: [7]

• الهياكل الخارجية الروبوتية: وهي روبوتات عبارة عن بدلات مزودة بمحركات كهربائية, يمكن للمريض ارتداؤها بحيث تساعده على الحركة. لها أشكال متنوعة, منها ما هو للذراعين فقط لدعم حركتهما, ومنها ما هو للساقين فقط, ومنها ما هو للجسم كاملا لدعم الساقين والذراعين. 

تحتوي هذه الروبوتات على مستشعرات تستشعر رغبة المريض بالحركة, ثم تقوم بتشغيل المحركات بطريقة تمكن من الحركة المطلوبة. أعاد هذا الاختراع الأمل للمرضى المشلولين, حيث باستخدامها يمكنهم المشي مرة أخرى, من الأمثلة عليها بدلات Ekso وHAL الروبوتية.  

• الدرونز أو الطائرات بدون طيار: هي روبوتات طائرة تتيح التقاط الصور والبيانات من الجو, لها أشكال كثيرة, بعضها يطير بشكل مستقل والآخر يحتاج إلى يدوي باستخدام جهاز تحكم عن بعد. من أشهر الأمثلة عليها طائرة Phantom المستخدمة في التصوير الجوي. 

• روبوتات الاستجابة للكوارث: هذه الروبوتات مخصصة للعمل في حالات الكوارث مثل الزلازل والفيضانات وغيرها, حيث تتولى مسؤولية البحث عن الناجين, صممت هذه الروبوتات لتتحمل الظروف القاسية مثل الحرارة العالية, و الرطوبة, الأوساخ والحطام, كما أن بعضها مقاوم للإشعاع. لها أشكال مختلفة مثل الروبوتات الجوية التي تستخدم لإنقاذ العالقين في الأماكن الخطرة, من الأمثلة عليها, روبوتات PackBot وKobra وQuince. 
• 
  
• الروبوتات المائية: الروبوتات المائية تستخدم لجمع البيانات البيئية, المراقبة, وفحص البنية التحتية في المياه. بعضها يطفو على السطح وآخرون يغوصون لأعماق كبيرة. تشمل الأنواع المختلفة مثل Saildrone, Wave Glider, Aqua, وAquanaut.

الخاتمة

في ختام هذا المقال, نجد أن الروبوتات أصبحت جزءا لا يتجزأ من حياتنا اليومية, حيث تتنوع أنواعها ووظائفها بشكل كبير لتلبي احتياجات متعددة في مجالات عدة مثل الصناعة, الرعاية الصحية, الزراعة, والتعليم. من الروبوتات المتنقلة الذاتية التي تعمل باستقلالية تامة, إلى الروبوتات المفصلية التي تحاكي حركة الذراع البشرية, مرورا بالروبوتات البشرية والتعاونية التي تهدف إلى التفاعل المباشر مع الإنسان, نجد أن كل نوع من هذه الروبوتات له دور محدد يعزز من الكفاءة والسلامة في مختلف القطاعات. 

مع تقدم تقنيات الذكاء الاصطناعي, من المتوقع أن تزداد أهمية الروبوتات في المستقبل وتصبح أكثر تكاملا في حياتنا، مما يسهم في تحسين الأداء وتقليل الأخطاء البشرية.

المصادر

1. What is a Robot? - ROBOTS: Your Guide to the World of Robotics
2. Robotics: What Are Robots? | Built In
3. Types of Robots and Industry Applications of Robotics Technology -...
4. Types and Applications of Autonomous Mobile Robots (AMRs)
5. 7 Types of Automated Guided Vehicles (AGVs) - Qviro Blog
6. What are Articulated Robots? Anatomy, Control Systems, Advantages, Selection Criteria, and Applications
7. Types of Robots - ROBOTS: Your Guide to the World of Robotics