سرزمین ربات‌های ایرانی

آن‌قدر کوچک بود که بیشتر شبیه اسباب‌بازی بود تا رباتی با قد و قواره یک انسان بالغ. وقتی تصورم را با دکتر طالع ماسوله درمیان گذاشتم، آن را طبیعی تلقی کرد و گفت چون طراحی و ساخت ربات انسان‌نما از فناوری‌های در حال رشد در سطح جهانی است، بنابراین اغلب درباره آزمایشگاه چنین تصوری وجود دارد، اما رشته رباتیک در ایران حدود 40 سال از کشورهای پیشرفته جهان عقب است و تمرکز در این آزمایشگاه نیز بیشتر روی شناخت دانش فنی ربات‌های خارجی ساخته شده و بومی‌سازی دانش ربات‌های صنعتی است تا ربات‌های پایه پویا همچون ربات انسان‌نما.

دکتر طالع ماسوله که دوره پسادکتری مکانیک را در کانادا گذرانده و مدیریت آزمایشگاه تعامل انسان و ربات را با حضور تقریبا 20 نفر از دانشجویان رشته‌های مکانیک و برق عهده‌دار است، در مدت بازدید دو ساعته ما از آزمایشگاه درباره ساخت و کارکرد هر کدام از ربات‌ها توضیحات جذابی داد. آنچه در ادامه می‌خوانید خلاصه‌ای است از گشت کوتاه جام‌جم در دنیای ربات‌های ایرانی.

رباتی با 4 بازو

ربات «چهار درجه آزادی» که دلتا نام دارد و جزو ربات‌های موازی است با چهار بازو می‌تواند همزمان به صورت مستقل به جلو، عقب، پایین و به صورت دورانی و با سرعت بالا فعالیت کند؛ به گونه‌ای که چشم قادر به دیدن نوع کالای بسته‌بندی شده نباشد. امکان انتخاب حرکت در چهار جهت مذکور دلیل نامگذاری این ربات به نام چهار درجه آزادی است.

به گفته دکتر طالع ماسوله، این ربات که در راستای یک طرح کلان ملی حمایت شده از سوی معاونت علمی ریاست جمهوری ساخته شده، علاوه بر کاربردی که در صنعت بسته بندی کالا دارد، برای آموزش دندانپزشکی به دانشجویان با کمک فضای مجازی قابل استفاده است. استفاده از فیبرکربن برای ساخت بازوها و ثابت بودن موتورها، مزیت ربات دلتا در مقابل ربات‌های سری است. پشت سرهم قرار گرفتن موتورها در ربات‌های سری همانند بازوی انسان نه‌تنها باعث سنگینی آنها، بلکه مانع سرعت عمل بالای این نوع از ربات‌ها شده است.

دکتر طالع ماسوله در پاسخ به این پرسش که منظور از تعامل انسان و ربات چیست، می‌گوید: ما در این آزمایشگاه به دنبال ساخت ربات‌های هوشمندی هستیم که با تماس مستقیم کاربر مشغول به انجام کار شوند و با کاربر و محیط خود در تعامل باشند. به این معنا که فرد با در دست گرفتن بازوهای ربات، او را نسبت به کاری که می‌خواهد برای اولین بار انجام دهد، هدایت کند؛ مانند نیروی انسان تازه‌کاری که از قبل نسبت به نحوه انجام کار شناختی ندارد. بعد از این مرحله ربات به صورت خودکار نسبت به ساخت کالا یا هر کار دیگر عمل کند.

وی ادامه می‌دهد: حسن این کار حذف نوشتن معادلات ریاضی و پیچیدگی‌های آن برای هر مرحله از کار است.

تجربه پرواز با کمک ربات گاف ـ استورات

بدون شک تجربه پرواز در آسمان و هدایت هواپیما برای بسیاری از ما لذت بخش است. ربات شش درجه آزادی نیوماتیکی این امکان را برای علاقه مندان می‌تواند فراهم کند که در فضایی مشابه هواپیما قرار بگیرند و آموزش خلبانی ببینند. نمونه موجود در آزمایشگاه، نمونه کوچکی از این ربات شبیه‌ساز است، اما اندازه اصلی ربات در مقیاس واقعی سه تا چهار متر است.

به گفته دکتر طالع ماسوله کار روی این نوع از ربات‌های موازی در دنیا محدود است، زیرا کنترل فشار هوا در آن بسیار سخت است و به محاسبات دقیق کنترلی نیاز دارد. این ربات از طریق نرم‌افزارهای خاص کنترل می‌شود و بر خلاف ربات دلتا، ارتباط نزدیک و مستقیم با انسان ندارد. نیوماتیکی بودن، ویژگی خاص این ربات است، زیرا برای کنترل آن از جک‌های هوا استفاده می‌شود که باعث شتاب بیشتر آن در حرکت می‌شود. ساخت این ربات منحصر به فرد در ایران که فقط سه چهار نمونه آن در دنیا وجود دارد، از دو سال پیش آغاز شده است. این ربات شبیه‌ساز پرواز علاوه بر صنایع هوایی در ساخت ماشین‌های سی‌ان‌سی (قطعه ساز) که آنها نیز نوعی ربات هستند، قابل استفاده است.

ربات دندانپزشک

فلکون که یک واسط لامسه‌ای است، نام رباتی است که دانشجویان دندانپزشکی با کمک آن می‌توانند ترمیم دندان بیمارشان را تمرین کنند. این ربات نیز که از نوع ربات‌های موازی است، می‌تواند به دانشجویانی که از کار روی دندان اجساد می‌ترسند، کمک و آنها را از این کابوس رها کند.

به گفته دکتر طالع ماسوله، دانشجویانی دندانپزشکی از گذشته تا امروز تمرینات عملی خود را روی دندان افراد متوفی یا دندان مصنوعی انجام می‌دهند، اما اتمام ساخت و تجاری‌سازی این ربات تا پنج شش سال آینده می‌تواند مدت آموزش را کاهش دهد. مقالات ارائه شده در این زمینه نشان می‌دهد آموزش دانشجویان دندانپزشکی با کمک سه بازوی ربات فلکون از دقت بالاتری برخوردار است و در انجام درمان‌هایی که نیاز به براده‌برداری و ظرافت دارد، موثر است. بعلاوه استادان این رشته امکان برگزاری آزمون‌های عملی با گزینه‌های بیشتری دارند. مدیر آزمایشگاه تعامل انسان و ربات ادامه می‌دهد: در هیچ یک از دانشگاه‌های ما حتی نمونه خارجی این ربات وجود ندارد و دانشجویان همچنان به شکل سنتی یا فقط تئوریک آموزش می‌بینند.

همدمی ربات‌ها با کودکان مبتلا به اوتیسم

ابتلا به نوعی اختلال مغزی میان کودکان و نوجوانان به نام اوتیسم در تمام دنیا متداول است. مشکلات فردی و اجتماعی این بیماری باعث شده محققان کشورهای مختلف برای درمان این بیماری از ربات‌ها کمک بگیرند و به نتایج قابل توجهی در تعامل مثبت میان مبتلایان به اوتیسم و ربات‌ها دست یابند. محققان آزمایشگاه تعامل انسان و ربات نیز با خرید یک ربات انسان نما به نام NAO از کشور فرانسه به دنبال آن هستند که جهت نگاه و نحوه قرار گرفتن سر بیمار را برای ایجاد ارتباط میان کودک و محیط تغییر دهند.به گفته یکی از محققان این آزمایشگاه، در سایر کشورها روی حرکت دست و پای این کودکان کار شده، اما هدف مورد نظر محققان این گروه هنوز در سایر کشورها بررسی نشده است.

رباتی برای تصویربرداری

در گوشه‌ای از آزمایشگاه رباتی وجود داشت که شباهت زیادی به چشم انسان داشت. این ربات که قابلیت انجام حرکات چشم را دارد، با هدف رفع تکانه‌های وارده بر دوربین و افزایش کیفیت تصویر زیر بالگرد نصب می‌شود. این ربات به دستور کاربر توانایی تعقیب هدفی خاص را دارد. این پروژه به پیشنهاد هواناجا در آزمایشگاه تعامل انسان و ربات دانشگاه تهران در دست ساخت است.

جابه‌جایی مواد شیمیایی خطرناک

ربات سه درجه آزادی انتقالی بعد از همزاد کانادایی خود، دومین رباتی است که در دنیا وجود دارد و وظیفه‌اش جابه جایی مواد شیمیایی خطرناک در محیط‌های پرخطر آزمایشگاهی بدون دخالت دست است. این ربات در آزمایشگاه تعامل انسان و ربات با هدف دیگری نیز در حال مطالعه است و آن استفاده از این ربات به عنوان یک پرینتر سه بعدی با قابلیت ساخت قطعات بزرگ‌تر و دقت و سرعت بیشتر نسبت به نمونه‌های مشابه است.

این ربات که به صورت ثابت در نقطه‌ای نصب می‌شود، با سه موتور ثابت، اما مستقل از هم کار می‌کند. صحبت‌های دکتر طالع ماسوله درباره حضور این ربات در وضعیت خطرناک باعث شد به یاد آتش‌نشانی بیفتم که در روزهای اخیر برای نجات پیرزنی جان خود را نثار کرد.

وی در پاسخ به این پرسش که آیا رباتی برای انجام عملیات خطرناک آتش نشانی در دست ساخت دارند، می‌گوید: حتی کشوری مانند ژاپن که در زمینه ساخت ربات‌ها قوی است هنوز موفق به ساخت رباتی که بتواند به طور کامل برای شرایط خاص و حساس جایگزین انسان باشد، نشده است. به همین علت بررسی‌ها و اقدامات در این زمینه همچنان ادامه دارد. ما نیز تا تحقق این هدف خیلی فاصله داریم.

ربات‌های کابلی نمونه‌های دیگر ساخته شده در این آزمایشگاه هستند. دکتر طالع ماسوله معتقد است این ربات‌ها بزودی درِ خانه‌های ما را خواهند زد و ما را به خود وابسته خواهند کرد.

ربات‌های کابلی، نوعی از ربات‌های موازی هستند که اغلب با نصب در سقف، امکان تصویربرداری از محیط‌های بزرگ همچون استادیوم‌های فوتبال و جشن‌های بزرگ را فراهم می‌کنند. اخیرا نیز از آن برای ساخت رادیو تلسکوپ‌های غول‌پیکر استفاده شده‌است.

آزمایشگاه تعامل انسان و ربات که چهار سال از تاسیس آن می‌گذرد، وبگاهی به نشانی اینترنتی fnst.ut.ac.ir/hor-lab دارد که شما می‌توانید با ورود به آن از تور مجازی 360 درجه برای بازدید از فضای آزمایشگاه و تجهیزات استفاده کنید.

سهیلا فلاحی