الروبوتات عبارة عن أجهزة كهروميكانيكية آلية تشبه البشر أو الحيوانات ويتم التحكم فيها بواسطة دائرة إلكترونية أو برنامج كمبيوتر. هناك أنواع مختلفة من الروبوتات التي يتم استخدامها أنواع مختلفة من التطبيقات . طورت الاتجاهات الحديثة في تكنولوجيا الروبوتات روبوتات متقدمة مثل الروبوتات الجراحية التي تستخدم في العمليات الجراحية (خاصة جراحة ثقب المفتاح) ، وروبوتات المشي التي تكون في الغالب متعددة الأرجل قادرة على الحركة عن طريق المشي ، والروبوتات الدقيقة والنانو روبوتات مجهرية وهذه نانو الروبوتات أو الأجهزة النانوية المستخدمة في جسم الإنسان لعلاج الأمراض ، فإن المركبات الجوالة عبارة عن روبوتات ذات عجلات تستخدم للمشي على كواكب أخرى لاستكشاف الفضاء. عادة ، الروبوتات المستخدمة في التطبيقات الفضائية الروبوتات المستقلة أو الروبوتات المعيارية القابلة لإعادة التكوين أو الروبوتات المعيارية القابلة لإعادة التكوين ذاتيًا ، وما إلى ذلك.

وحدات الروبوتات القابلة لإعادة التكوين

الروبوتات المعيارية القابلة لإعادة التشكيل هي بشكل عام أجهزة حركية مستقلة ذات مورفولوجيا قابلة للتعديل. في الروبوتات ذات التشكل الثابت فقط المهام التقليدية مثل التشغيل والاستشعار والتحكم قادرة على الأداء فقط. لكن الروبوتات القابلة لإعادة التشكيل ذاتيًا أو الروبوتات المعيارية القابلة لإعادة التشكيل قادرة على تغيير أشكالها من خلال إعادة تنظيم اتصال أجزائها بحيث يتكيف مع الظروف الجديدة ، وأداء مهام جديدة ، والتعافي من الأضرار.

وحدات الروبوتات القابلة لإعادة التكوين

يمكن تعريف هذه الروبوتات القابلة لإعادة التكوين على أنها روبوتات يمكنها تغيير شكلها بناءً على المسار الذي يجب أن تمر به. على سبيل المثال ، إذا كان على الروبوت أن يمر عبر أنبوب ضيق ، فسيعيد تشكيل نفسه على شكل دودة ، وإذا كان عليه عبور تضاريس غير مستوية ، فسيعيد تشكيل شكله باستخدام أرجل العنكبوت. إذا كانت هناك تضاريس مسطحة ، فإنها ستعيد تشكيل نفسها على شكل كرة مثل الهيكل لحركة سريعة.

يتم تصنيف هذه الروبوتات القابلة لإعادة التكوين مرة أخرى إلى نوعين بناءً على التصميم. مثل الأنظمة الروبوتية المعيارية المتجانسة تتكون من عدة وحدات مع تصميم مشابه لتشكيل هيكل لأداء المهمة المطلوبة. يتكون النظام الروبوتي المعياري غير المتجانسة من عدة وحدات بتصميمات مختلفة تؤدي كل منها وظائف محددة وتستخدم هذه لتشكيل هيكل يؤدي مهمة مطلوبة.

“ما هو مفتاح الرمي المزدوج ذو القطب الواحد ”

إعادة تشكيل الروبوتات في التطبيقات الفضائية

كجزء من البحث حول الكواكب الأخرى ، تطلق العديد من البلدان بشكل متكرر عدة أقمار صناعية أو بعثات فضائية لدراسة ظروف وخصائص الكواكب. وبالتالي ، للحصول على بيانات طويلة الأجل ، يتم إطلاق بعثات فضائية طويلة المدى ، وعادة ما تكون هذه البعثات الفضائية طويلة الأجل أنظمة قابلة لإعادة التشكيل الذاتي.

هذه الروبوتات ذاتية التهيئة قادرة على التعامل مع المواقف غير المتوقعة والإصلاح الذاتي في حالة حدوث أي أضرار. نحن نعلم أن المهمات الفضائية ضخمة ومقيدة جماعيًا ، لذلك فمن المستفيد إذا استخدمنا روبوتات ذاتية التكوين يمكنها أداء مهام متعددة بدلاً من روبوتات متعددة أن كل واحد يؤدي مهمة واحدة فقط.

الروبوتات المستخدمة في تطبيقات الفضاء

حتى الآن ، وطئت قدم البشر بخلاف كوكب الأرض هو القمر فقط. بينما يتم إطلاق الروبوتات المعيارية المستخدمة في التطبيقات الفضائية على العديد من الكواكب الأخرى. سلسلة من مركبات الهبوط ، والمتلاعبين ، والمركبات المدارية ، والمركبات الجوالة المرسلة إلى المريخ هي روبوتات شهيرة تُستخدم في تطبيقات الفضاء.

المتلاعبون الروبوتيون والمتجولون

هناك أنواع مختلفة من المهام التي يؤديها الروبوتات المفصلية في الفضاء. تسمى عملية خدمة الجهاز أو المعدات في الفضاء بالتلاعب بالفضاء الذي يتم بواسطة الروبوتات المفصلية. يناسب Polybot جيدًا للمحطة الفضائية أو صيانة وفحص الأقمار الصناعية. من المتوقع أن يتم وضع المتلاعبات الروبوتية في الفضاء أو على كواكب أخرى لمحاكاة قدرات التلاعب البشري. يتم وضعهم بشكل عام على مركبة فضائية حرة الطيران أو على ضبط المدار لمركبات فضائية أخرى ، داخل المركبات الفضائية ، وهبوط الكواكب ، والمركبات الجوالة للحصول على عينات.

مناور الروبوت

من المتوقع أن يتم وضع المركبات الروبوتية على الكواكب لمحاكاة قدرات الحركة البشرية. غالبًا ما يتم وضعها على أسطح الكواكب الأرضية الصغيرة أنظمة الطاقة الشمسية ، و aerobots (أجواء كوكبية) ، و cydrobots (طبقات جليدية) ، و hydrobots (طبقات سائلة).

“تحويل مجموع المنتجات إلى منتج المبالغ ”

التصميم والتحسين الآليين

يتم دمج الروبوتات المعيارية القابلة لإعادة التكوين أو النظام الروبوتي المعياري مع أدوات البرامج للمساعدة في اختيار وتصميم أفضل هيكل هيكلي وتحكم لأداء كل مهمة معينة. على الرغم من أن العديد من سمات هذا التصميم ستعتمد بشكل لا مفر منه على الذكاء البشري للمستقبل المتوقع ، إلا أن السمات الأخرى تقبل بالتصميم والتحسين الآليين. يجب تصميم جميع الروبوتات القابلة لإعادة التشكيل المستخدمة في التطبيقات الفضائية بحيث تكون قادرة على البقاء مع ضغوط الإطلاق والإشعاع في الفضاء والفراغ وتوزيع الكواكب وبيئة الكوكب (الكوكب الذي تستخدم فيه الروبوتات القابلة لإعادة التكوين أو على الكواكب المستهدفة).

هناك نوعان من تصميمات الروبوتات القابلة لإعادة التكوين وهما: تصميمات مستندة إلى الشبكة وتصميمات قائمة على السلسلة.

تصاميم شبكية لروبوت ذكر قابل لإعادة التشكيل

في التصميمات القائمة على الشبكة ، تكون إعادة التكوين سهلة ، ولكن من الصعب توليد الحركة وهذا التصميم يتطلب عددًا أكبر من الموصلات والمشغلات.

تصميمات سلسلة للروبوت القابل لإعادة التشكيل

في التصميمات القائمة على السلاسل ، تكون إعادة التكوين صعبة وليست صلابة كافية ، ولكن من السهل توليد الحركة.

نموذج محاكاة روبوت قابل لإعادة التكوين

تم تطوير بيئة محاكاة برمجية تعتمد على الفيزياء ، باستخدام C ++ التي تسهل على المستخدمين إنشاء روبوتات قابلة لإعادة التكوين باستخدام أنواع مختلفة من الوحدات. تمت إضافة أنواع وحدات إضافية مع موصلات متوافقة لتوسيع نطاق المحاكاة.

مثال عملي على الروبوت المعياري القابل للتكوين الذاتي

وحدة المحولات المعيارية

المحولات المعيارية هي واحدة من الروبوتات القابلة لإعادة التكوين المستخدمة بشكل متكرر وتستخدم وحدات M-TRAN هذه لتشكيل هيكل ثلاثي الأبعاد (يمكن أن يغير تكوينه الخاص ويمكنه أيضًا إنشاء روبوتات صغيرة) ، روبوت متعدد DOF (يتحرك بمرونة) ، والروبوت المتحول. يتكون هذا المحول المعياري من مشغلين وبطارية.

رسم تخطيطي داخلي لوحدة M-TRAN

مخطط كتلة داخلي لوحدة M-TRAN ، ويتكون من بطارية Li-ion ، ونابض غير خطي ، ودائرة إمداد الطاقة ، ووحدة المعالجة المركزية الرئيسية ، ومستشعر التسارع ، والمغناطيس الدائم ، وملف SMA ، ولوحة التوصيل ، و PIC.

تُستخدم هذه الروبوتات القابلة لإعادة التشكيل في التطبيقات الفضائية لتحقيق أهداف محددة مثل توفير الاتصالات السلكية واللاسلكية ، والمراقبة فوق الأرض لإعادة البيانات ، والجدوى العسكرية ، و أغراض الملاحة .

هناك العديد من المشاريع والتطبيقات الأخرى القائمة على الروبوتات:

“التبديل التلقائي من الطاقة الشمسية إلى التيار الكهربائي ”

بالموجات فوق الصوتية السيارة الروبوتية المستشعرة بالعقبات
حركة المركبات الآلية عن طريق الهاتف الخليوي
مركبة آلية تعمل بجهاز تحكم عن بعد في التلفزيون
تتبع حركة السيارات الروبوتية الاستشعار
روبوت مكافحة الحرائق
مركبة روبوتية يتم التحكم فيها بالصوت
اختر N Place Robot يتحكم فيها Android لاسلكيًا
مركبة روبوتية للكشف عن المعادن
قطار المترو الأوتوماتيكي للتنقل بين المحطات
مركبة روبوتية يتم التحكم فيها بترددات الراديو
شاشة تعمل باللمس تعمل بنظام التحكم عن بعد

آمل أن تقدم هذه المقالة معلومات موجزة عن الروبوتات المعيارية القابلة لإعادة التشكيل المستخدمة في تطبيقات الفضاء. لمزيد من المعلومات بخصوص مشاريع الإلكترونيات الروبوتية يمكنك التواصل معنا من خلال نشر استفساراتك في قسم التعليقات أدناه.