الروبوتات هي فرع متعدد التخصصات من الهندسة وعلوم الكمبيوتر يتضمن تصميم الروبوتات وبنائها وتشغيلها واستخدامها. الهدف من الروبوتات هو إنشاء آلات يمكنها مساعدة البشر وتكميلهم في المهام اليومية، بدءًا من التصنيع الصناعي إلى المساعدة الشخصية وما بعدها.
الروبوت عبارة عن آلة قابلة للبرمجة يمكنها تنفيذ سلسلة من الإجراءات بشكل مستقل أو شبه مستقل. تأتي الروبوتات في أشكال مختلفة، ولكنها تشترك جميعًا في القدرة على التعامل مع الأشياء، والتنقل في البيئات، وأداء المهام بناءً على مدخلات من أجهزة الاستشعار والتعليمات المبرمجة مسبقًا.
تتكون الروبوتات عادةً من ثلاثة مكونات رئيسية:
تُستخدم الروبوتات في مجموعة واسعة من التطبيقات، بما في ذلك:
البرمجة هي قلب الروبوتات. وهذا ما يسمح للروبوتات بأداء المهام بطريقة ذكية. تتضمن برمجة الروبوت إنشاء خوارزميات تمكنه من معالجة المعلومات الحسية واتخاذ القرارات وتنفيذ الإجراءات وفقًا لذلك.
مثال بسيط يمكن أن يكون برمجة الروبوت للتنقل عبر المتاهة. قد تتضمن الخوارزمية تحرك الروبوت للأمام حتى يواجه عائقًا، ثم الدوران حتى يصبح المسار خاليًا، وتكرار هذه العملية حتى يجد المخرج. يمكن تلخيص المنطق برمز زائف:
أثناء عدم الخروج:
إذا كان الطريق أمامك واضحًا:
تقدم إلى الأمام
آخر:
استدر حتى يصبح المسار واضحًا
رؤية الكمبيوتر هي أحد مجالات علوم الكمبيوتر التي تمكن الآلات من تفسير وفهم المعلومات المرئية من العالم. في علم الروبوتات، تعد رؤية الكمبيوتر أمرًا بالغ الأهمية لمهام مثل اكتشاف الأشياء والملاحة والتلاعب. يمكن للروبوت المزود بكاميرا استخدام الخوارزميات لمعالجة الصور وتحديد الأشياء أو العوائق وتحديد كيفية التفاعل معها أو التنقل حولها.
إحدى الطرق لاستكشاف أساسيات الروبوتات هي من خلال مجموعات الروبوتات البسيطة، مثل تلك المصممة للأغراض التعليمية. غالبًا ما تأتي هذه المجموعات مع وحدة تحكم دقيقة قابلة للبرمجة، ومحركات، وأجهزة استشعار، ومكونات أخرى، مما يسمح ببناء الروبوتات الأساسية. يمكن للمستخدمين تعلم كيفية تجميع الروبوت وبرمجته لأداء المهام وفهم مبادئ أجهزة الاستشعار والمحركات.
يتطور مجال الروبوتات بسرعة، مع التقدم في الذكاء الاصطناعي وعلوم المواد ورؤية الكمبيوتر مما يؤدي إلى روبوتات أكثر قدرة وتنوعًا. قد تشمل التطورات المستقبلية الروبوتات ذات القدرات المتقدمة في اتخاذ القرار، والاستقلالية المحسنة، والقدرة على التعلم من بيئتها.
تجمع الروبوتات بين عناصر علوم الكمبيوتر والهندسة لإنشاء آلات يمكنها أداء مجموعة متنوعة من المهام. من الأدوات التعليمية البسيطة إلى التطبيقات الصناعية والطبية المعقدة، تتمتع الروبوتات بالقدرة على تغيير العديد من جوانب حياتنا. ومع تقدم التكنولوجيا، ستستمر قدرات الروبوتات في التوسع، مما يفتح إمكانيات جديدة لاستخدامها.