هل دائمًا ما كنت تُريد تطوير أو إنشاء الروبوت الخاص بك؟ الأمر ليس بالصعوبة التي قد تتصورها. يُمكنك استخدام واحدة من العديد من المجموعات المتاحة للمبتدئين كما بإمكانك إنشاء روبوتك القابل للبرمجة مع مجموعة من المُكوِّنات الإلكترونية القياسية.
بالنسبة إلى العقل الإلكتروني للروبوت ، يُمكنك استخدام Raspberry Pi أو Arduino أو أي نوع آخر من لوحات التحكم الدقيقة. ستحتاج إلى لوحة تطوير للتحكم في المُحركات لجعل الروبوت يتحرك ، باستخدام العجلات أو المسارات أو حتى الأرجل. أو يُمكنك إنشاء ذراع آلي.
نستكشف هنا بعضًا من أكثر الأساليب شيوعًا وإثارة للاهتمام لإنشاء الروبوت بالطريقة التي تُفضلها.
1. روبوت بعجلات
يشبه النوع الأكثر شيوعًا من الروبوتات التي يُمكنك إنشاؤها بنفسك والتي عادة ما يتم تطويرها سيارة مصغَّرة ، والذي يتميز بهيكل وعجلتين أو أربع عجلات ، وأحيانًا ستة.
سواء كنت تستخدم Raspberry Pi أو Arduino أو لوحة تطوير أخرى ، فستحتاج إلى لوحة تحكم لتوصيلها بمحركات التيار المستمر التي ستعمل على تدوير العجلات. مطلوب أيضًا مصدر طاقة محمول ، مثل بنك الطاقة أو حزمة البطارية.
الهيكل يشكل جسم الروبوت. لهذا الغرض ، يُمكنك شراء مجموعة أو إنشاء هيكل مخصص خاص بك من البداية باستخدام أجزاء مطبوعة ثلاثية الأبعاد / مقطوعة بالليزر أو أي مواد يجب عليك تسليمها.
بالنسبة إلى التضاريس الصعبة ، يمكن أن يكون الروبوت الخاص بك مزودًا بمسارات كاتربيلر أو حتى نظام تعليق هزاز مثل العربة الجوالة المثابرة على المريخ التابعة لناسا.
بينما يُمكن إضافة عجلات قابلة للتوجيه ، حيث إنَّ أبسط طريقة لتوجيه الروبوت هي جعل المحرك (المحركات) على جانب واحد تسير بشكل أسرع من الآخر. أو يمكنك استخدام عجلات ميكانوم الخاصة مع أسطوانة بزاوية لتمكينها من التحرك جانبياً.
إضافة أجهزة استشعار إلى الروبوت ستساعده على التحرك بشكل مستقل بمجرد برمجته. سيُمكنه مستشعر المسافة بالموجات فوق الصوتية من تجنب العوائق ، بينما يمكن استخدام مستشعر الأشعة تحت الحمراء الموجه لأسفل لاتباع خط أسود على الأرض.
يُمكنك أيضًا إضافة كاميرا لمشاهدة الفيديو عن بُعد والتعرف على الأشياء باستخدام مكتبة رؤية الكمبيوتر مثل OpenCV. إن الروبوتات ذات العجلات عادة ما تكون فعالة في استهلاك الطاقة وبسيطة للتحكم.
2. روبوت ذاتي التوازن
يستخدم الروبوت ذاتي التوازن عجلتين IMU (وحدة قياس بالقصور الذاتي) مع مقياس تسارع ومستشعرات جيروسكوب لاكتشاف الحركة والدوران. وهذا يُمكّنه من ضبط توازنه وفقًا للمحركات وتجنب السقوط.
يتطلب الأمر فهمًا جيدًا للرياضيات وبعض البرمجة المتقدمة ، لكن النتائج يمكن أن تكون رائعة جدًا عندما يتمكن الروبوت الخاص بك من التدحرج والبقاء في وضع مستقيم.
3. روبوت بأرجل
هذا الروبوت له أرجل… حرفيًا. يُعد إنشاء الروبوت بأرجل وتشغيله أكثر تعقيدًا من استخدام العجلات ، حيث ستحتاج إلى إنشاء مفاصل أرجل مرنة وإضافة محرك مؤازر لكل مفصل لتمكينه من التحرك بدقة. عادة ما يتم عمل الوصلات باستخدام الطباعة ثلاثية الأبعاد أو القطع بالليزر.
تطوير روبوت بأربعة أو ستة أو ثمانية أرجل يجعل الثبات أفضل وأكثر سهولة في التحكم من الروبوت ذي قدمين (انظر أدناه). الجانب السلبي هو أنه سيكون هناك حمولة كاملة من الأسلاك متضمنة لتوصيل جميع أجهزة الساق هذه. هل ستُنشئ قط روبوتي أم كلبًا أم حشرة أم عنكبوتًا؟
4. الروبوت ذو القدمين
إذا كنت ترغب في إنشاء روبوتك الذي يٌشبه الكثير مما يتم تقديمه في المسلسلات على غرار حرب النجوم ، فهذا هو الروبوت الذي تبحث عنه.
في حين أنه أسهل في التوصيل بالأسلاك مقارنةً بالروبوت الذي يحتوي على عدد أكبر من الأرجل ، إلا أنَّ الروبوت ذو قدمين يواجه تحديًا إضافيًا يتمثل في جعله يتوازن حتى لا يقع.
إن تحقيق حركة مشي سلسة هو المفتاح لجعل الروبوت الخاص بك يظل منتصبًا أثناء تقدمه. اختياريًا ، قد ترغب أيضًا في تثبيت وحدة IMU مع مستشعرات مقياس التسارع والجيروسكوب (انظر روبوت الموازنة الذاتية أعلاه).
للحصول على روبوت أكثر شبهاً بالبشر ، يُمكنك إضافة أذرع متحركة إلى إبداعك ، والتي يمكن استخدامها لمساعدته على البقاء أكثر ثباتًا إذا بدأ في السقوط.
5. الذراع الروبوتية
معظم الروبوتات الصناعية هي أذرع ميكانيكية تلتقط الأشياء وتتلاعب بها. إذا كنت ترغب في إنشاء مجموعتك الخاصة ، فهناك عدد قليل من المجموعات المتاحة لتبدأ بها ، مثل PiArm.
كما هو الحال مع الأرجل الروبوتية ، سيتألف الذراع من عدة مفاصل ، كل منها مزود بمحرك مؤازر للتحكم الدقيق في حركته. للحصول على أقصى قدر من البراعة ، فأنتَ تُريد ذراعًا به مفاصل كافية — بما في ذلك قاعدة دوارة — بحيث توفر ست درجات على الأقل من الحرية (6DOF).
لبناء ذراعك من الصفر ، يُمكنك استخدام نظام إنشاء نموذجي مثل Meccano أو نظام بناء روبوت أكثر تخصصًا ودقة مثل Actobotics.
يُمكنك حتى جعل ذراعك الآلية متحركةً عن طريق تثبيته على هيكل روبوت بعجلات.
6. ROV
كما تنبأ هومر سيمبسون من خلال أغنيته ، سيعيش الجميع في المستقبل تحت سطح البحر. حتى ذلك الحين ، قد ترغب في استكشاف المحيط باستخدام روبوت يعمل تحت الماء ، ويعرف أيضًا باسم ROV (مركبات تحت الماء يتم تشغيلها عن بُعد).
أول الأشياء التي يجب أخذها في الإعتبار: الماء والإلكترونيات ليسا مزيجًا جيدًا! لذلك سوف تحتاج إلى العزل المائي الممتاز للهيكل لحماية الأجهزة الإلكترونية الموجودة داخل الروبوت ؛ لمزيد من الأمان ، قد ترغب في تغطية الوصلات السلكية الداخلية بالراتنج.
لتحريك مركبة ROV الصغيرة ، ستحتاج إلى محركات بدون فرش متصلة بالمراوح. في حين أنَّ التوجيه الجانبي يشبه ذلك الموجود في الروبوت ذي العجلات ، إلا أنَّ إضافة مروحة عمودية ستمكنك من التحكم في غوص الروبوت في الماء.
سيساعد الجيروسكوب في استشعار اتجاه الروبوت تحت الماء ، بينما ستُتيح الكاميرا والضوء للمشغَّل عن بُعد الرؤية. لا يُعد إرسال الفيديو لاسلكيًا إلى جهاز آخر عبر الماء أمرًا سهلاً ، لذلك يُنصح بتوصيل الكابل.
7. الأسماك الروبوتية
للحصول على أفضل الروبوتات تحت الماء ، يُمكنك إنشاء سمكة آلية. إنشاء واحدة هو مشروع طموح ، يتطلب طباعة ثلاثية الأبعاد دقيقة وتصميمًا مُخصصًا للجسم وزعانف / ذيل متحركة للتوجيه.
تم إنشاء بعض الأمثلة الرائعة بالنسبة للأسماك الروبوتية من قبل فرق البحث الأكاديمية التي تبحث عن طريقة سرية للسباحة جنبًا إلى جنب مع المياه الضحلة الحقيقية للأسماك لدراسة سلوكها. قام فريق في CSAIL MIT بإنشاء SoFi ؛ تتميز هذه السمكة الآلية بذيل مبتكر مستوحى من النظام البيولوجي المستخدم في زعانف التونة. تحقق من أفضل الطابعات ثلاثية الأبعاد للمبتدئين بأقل من 500 دولار لمساعدتك على إنشاء نموذجك الأولي.
طرق لإنشاء روبوتك اليوم: تم التطوير بنجاح
بمجرد إنشاء الروبوت الخاص بك ، هناك عدة طرق للتحكم فيه. يُمكنك توجيهه يدويًا من جهاز أو كمبيوتر آخر. أو برمجته لاتباع نمط معين من الحركة: طريقة نموذجية لاستخدام الذراع الآلية.
الأنواع السبعة من الروبوتات التي يُمكنك بناءها هي:
- روبوت بعجلات.
- روبوت ذاتي التوازن.
- روبوت ذو أرجل.
- روبوت ذو قدمين.
- الذراع الروبوتية.
- ROV.
- السمكة الروبوتية
لكي يكون الروبوت الخاص بك ذكيًا حقًا ، ستحتاج إلى برمجة وحدة التحكم الدقيقة أو الكمبيوتر أحادي اللوحة حتى يتمكن من العمل بشكل مُستقل. لهذا ، ستحتاج إلى إضافة أجهزة استشعار أو حتى كاميرا صغيرة حتى يتمكن الروبوت الخاص بك من استشعار / رؤية أين يتجه وتجنب العقبات. تحقق الآن أتمتة العمليات الروبوتية مقابل الذكاء الاصطناعي: ما هو الفرق؟.
