مزايا ومساوئ الروبوت

مزايا ومساوئ الروبوت

تقدم الانسالات عدداً من المزايا منها على سبيل المثال: زيادة الإنتاجية، استعمال التجهيزات بشكل فعال، تخفيض تكاليف العمل، مرونة محسنة، إنجاز العمل في وقت أقصر، مرونة وسهولة في البرمجة، القدرة على العمل في الظروف الخطرة، تقدم نوعية محسنة لأماكن العمل والإنتاج، تؤمن عائدات استثمار جيدة، تقدم دقة أفضل في الأداء. إلا أن لها عدد من السلبيات والنقائص، فهي تسبب بطالة العمال اليدويين والكثير من المشاكل الفنية الأخرى حسب الاستعمال. خاصة في ميادين الذكاء الاصطناعي أو الرؤية الآلية.

تصور السينما وروايات أدب الخيال العلمي احتمالية تشكيل الانسالة تهديدًا لمستقبل الإنسان بسبب ذكائها الاصطناعي الذي قد يفوق ذكاء الإنسان ويجعلها أكثر دهاء ومكر منه، ولكن على أرض الواقع فإن الخطر الناجم عن الذكاء الاصطناعي يكاد يكون منعدمًا نظرًا لكون البحوث في هذا المجال ما زالت في مرحلة البدايات. إلا أن استخدام هذه الأنظمة على إنسالة حربية أو اعطائها القدرة على التحكم بمعدات خطيرة قد يشكل خطرًا على الحياة الإنسانية بغض النظر عن مدى تطور أنظمة الذكاء الاصطناعي بها، وهذه التطبيقات موجودة في العصر الحالي ويهتم بتطويرها العديد من الجيوش في العالم مثل جيش الولايات المتحدة الأمريكية. بالإضافة إلى هذا النوع من الإنسالات، هناك أنواع أخرى أقل ذكاءً مثل إنسالات الأسراب أو الإنسالات الجزئية التي قد تشكل خطرًا على البيئة خاصةً إذا زودت بإمكانية التكاثر وخرج ذلك عن نطاق التحكم البشري. ورغم هذه المخاطر فإن الكثيرين يرون الإنسان الآلي أيضًا كالطفرة القادمة في التطور البشري حيث قد يكون استبدال أجزاء بشرية بأخرى اصطناعية إحدى الطرق لضمان بقاء وتطوير إمكانيات الجنس البشري.

الروبوت من نسج خيال الأدباء

الروبوت من نسج خيال الأدباء

كان الأديب التشيكي كارل تشابيك هو أول من استعمل كلمة "روبوت" وكان ذلك في أوائل القرن العشرين، ومن ثم ذاع استخدام هذه الكلمة، وذلك في روايته الشهيرة "رجال روسوم الآلية العالمية" في مدينة براغ سنة 1921، حيث صوّر الإنسالات وكأنها بشر آلية يمكن إنتاجها في المصنع بسرعة وبتكلفة قليلة. وقد اشتقت كلمة "robot" الإنجليزية من الكلمة التشيكية "robota" وتعني أعمال السخرة أو العبودية. بعد سنتين من صدور الرواية تمت ترجمتها إلى اللغة الإنكليزية، وفي شهر أكتوبر من سنة 1922 تم تحويل الرواية إلى عمل مسرحي تم تقديمه على مسرح جاريك في نيويورك وفيه يسافر البروفيسور روسوم إلى جزيرة نائية لغرض دراسة أمواج البحر ويحاول أثناء وجوده على الجزيرة تصنيع مادة حية من مزج مواد كيميائية ويحاول لسنوات خلق هذا الكائن فتفشل محاولاته في خلق كلب وبعد 10 سنوات يتمكن من تصنيع إنسالة بمساعدة ابنه.^[75]
ولا يقتصر ظهور الإنسالة على الخيال الأدبي الحديث، ففي عام 1818 صدرت أول رواية عن الإنسان الآلي وهي رواية فرانكنشتاين التي كتبتها ماري شيللي، الزوجة الثانية عشر للشاعر المعروف شيللي، وقد تميزت هذه الرواية بالرعب، وتتلخص بأن عالمًا يدعى فرانكنشتاين استطاع أن يجمع إنساناً حيًا من أجزاء الجثث الآدمية ولكن هذا الإنسان تحول إلى مسخ خاف منه الناس وطردوه وبالتالي ثار على خالقه وأصبح أداة للشر، وقد وضعت ماري شيللي عنوانًا مرعبا لقصتها هو "برميثيوس الحديث" وهي بهذا تقصد أسطورة بروميثيوس اليونانية، والذي خلق الإنسان من الماء والطين ثم نفخت فيه الآلهة أثينا من أنفاس الحياة.
ظهرت العديد من الإنسالات الشبيهة بالبشر في الكثير من الأفلام السينمائية والتلفزيونية عبر السنين، والبعض منها كان ودودًا تلقى الإعجاب من المشاهدين، ففي فيلم الكوكب المحرم (بالإنجليزية: Forbidden Planet) يظهر الإنسالة "روبي الودود"، وفي فيلم حرب النجوم يظهر الثنائي الهزلي r2d2، c3po، وثمة أنواع أخرى ظهرت في صورة شريرة مثل الإنسالة كوج وداليكس المرعب من المسلسل التلفزيوني dr.who وهذه النماذج الأخيرة هي التي أساءت إلى صورة الإنسالة، حتى أن البعض يتخوف من استخدامها في الأعمال اليومية، وبذلك لا يعتمد الناس عليهم تماما في حياتهم. وللتخفيف من هذه المخاوف، اقترح كاتب الخيال العلمي الشهير إسحاق أسيموف أن يبرمج الإنسالة بحيث تلتزم بالمبادئ التالية والتي أطلق عليها "قوانين الإنسالة" (بالإنجليزية: Laws of Robotics).

مستشعرات الروبوت

المؤثرات في الروبوت

يحتوي أذرعت الروبوت على نظام يقوم بعملية التغذية الراجعة (بالإنجليزية: feedback-driven connection) بين الإيعاز الحسي و ردة الفعل الناتجة من ميكانيكيات الإستجابة الآلية التي يقوم بتنظيمها وحدة المعالجة المركزية كاستجابة للإيعاز المرسل من قبل المستشعرات. يختلف عدد ونوع المفاصل في ذراع الروبوات حسب الغرض ويعتبر المفاصل الدورانية rotary و الخطية linear من أكثر الأنواع شيوعا . في الروبوت المتطورة و المتخصصة بحقل الفضاء الخارجي يحوي الذراع على نظام تطويع ذو تحكم بعيد (بالإنجليزية: Remote Manipulator System) وتقوم بإلتقاط ونقل أدوات ومعدات ، تم استعمالها لأول مرة عام 1981 وتم تطويرها و التركيز عليها بعد حادثة تحطم مركبة الفضاء كولومبيا لغرض برمجة الذراع للقيام بأعمال الصيانة والتصليح.^[22] يستخدم ذراع الانسالة في مجال الطب أيضا وخاصة الجراحة وفي يونيو 2006 قام ذراع انسالي بأول عملية جراحية كاملة بدون اية مساعدة في مستشفى مدينة بوسطن وإستغرقت عملية القلب لعلاج إرتجاف الأذينين 50 دقيقة على مريض عمره 34 سنة ^[23]. هناك محاولات لصنع مستشعرات لمسية بالغة الدقة تتمكن من قراءة الكتابات البارزة مثل الكتابات على العملات المعدنية بمجرد اللمس ^[24] وهناك محاولات لتصنيع جلد صناعي في الولايات المتحدة ولكن المشروع لايزال في الأطوار التمهيدية.^[25]

إن محاولة إنتاج جهاز يؤدي عمل الذراع البشرية ، لهو أمر بالغ الصعوبة ، إن أعقد جهاز يشبه الذراع البشرية يؤدي فقط من 10 إلى 20 حركة مستقلة ، بينما تؤدي الذراع البشرية حوالي 40 حركة مستقلة. و تتميز النماذج المتقدمة من الانسالة بأن أصابع يدها مرنة و تحتوي على أجهزة إحساس بحيث تدرك ما تلمسه ، أما البعض الآخر فيتوافق مع عيون الكترونية حتى يمكن أن يعمل مستقلا كاليد البشرية. فاليد البشرية توجه إلى هدفها لا شعوريا وفق ما تراه العين. و يمكن بسهولة أن نجعل الانسالة يتحرك بوضعه فوق العجلات ، و لكن قد يحدث هذا إذا أردنا أن نحركه فوق سطح أملس ، أما إذا كان السطح وعرا فلا تصلح هذه الطريقة

معلومات عن الروبوت

الروبوت

الإنسان الآلي ، أو الروبوت (بالإنجليزية: Robot) عبارة عن أداة ميكانيكية قادرة على القيام بفعاليات مبرمجة سلفا ويقوم الإنسان الآلي بإنجاز تلك الفعاليات إما بإيعاز وسيطرة مباشرة من الإنسان أو بإيعاز من برامج حاسوبية والفعاليات التي تبرمج الإنسان على أداءها عادة تكون فعاليات شاقة أو خطيرة مثل البحث عن الألغام والفضاء الخارجي وتنظيف الفضلات الناتجة في المفاعلات النووية . تم تقديم كلمة إنسان آلي لأول مرة في مسرحية الكاتب المسرحي التشيكي كارل كابك عام 1920 .وكان عنوان المسرحية وقتها رجال آليون عالميون . وهي تعني في اللغة التشيكية تعني العمل الشاق رغم أن كارل هو أول من استعمل هذه الكلمة، لكن ليس من اخترعها، بل أخوه جوزيف الذي اشتقها مساعدة منه لأخيه من الكلمة التشيكية “Robota” والتي تعني السُخرة أو العمل الجبري . من هذا التاريخ بدأت هذه الكلمة تنتشر في الكتب وأفلامالخيال العلمي الأولى التي أعطت فكرة وتصور علمي عن هؤلاء الرجال الآليون الذين سيغزون العالم. وأعطت أفق كبير ووعود عظيمة للإنسان الأعجوبة الذي سيتدخل في أمور كثيرة وأهمها الصناعة .

وضع الكثير من الدراسات و التوقعات عن هذا الإنسان الآلي التي فشلت فيما بعد . و لكن بعد الكثير من وضع التصاميم الجيدة و الانتباه الجاد إلى الكثير من التفصيلات و الأمور الدقيقة ، نجح المهندسون في تقديم أنظمة آلية متنوعة للكثير من الصناعات المتوقعة في المستقبل القريب . و اليوم و بسبب التطور الهائل للحواسيب و الذكاء الإصطناعي و التقنيات و الهوس في تطوير البرامج الفضائية فنحن على حافة إنجاز كبير آخر في مجال علوم تصميم الروبوتات. إذ أن الإنسان الآلي يستطيع القيام بمهام عديدة و يخصص لتحريك مواد ، أجزاء ،و أدوات أو ماكينات معينة عبر حركات مختلفة البرمجة لأداء عدد من المهام .

نظرة عامة للروبوت الآلي

هناك جدل حول التعريف الدقيق للإنسالة فلا يعتبر البعض السيارة أو الطائرة ذات التحكم عن بعد بمثابة إنسان آلي لعدم امتلاكها وسيلة التفكير وإتخاذ القرار بنفسها ويورد البعض مثالاً بأنه إذا كان باستطاعة الإنسان الآلي ان ينفذ برنامج معد سلفا بإبتعادها عن حاجز خطوتين إلى الوراء على سبيل المثال والاتجاه نحو اليمين أو اليسار و الاستمرار بالتقدم فإن هذا يمكن اعتباره ربوت حقيقي.[1] الفكرة هي أن الربوت الحقيقي حسب اعتقاد البعض يجب ان تمتلك ذكاء اصطناعي ولها القدرة على تمييز الأنماط والتعرف على النظم و الاستدلال والاستنتاج ومع التطور يبدو أن هناك ترتيباً طبقياً حتى في الربوتات فهناك الربوت الثابتة العاملة وهناك المتحركة المرنة وهناك الطبقة الذكية الشبه مستقلة القادرة على التعلم .

هناك أنواع عديدة من الإنسان الآلي منها ما يستعمل في القطاع الصناعي والتي هي عبارة عن أجهزة أوتوماتيكية يمكن تطويعها و إعادة برمجتها ويستعمل لأغراض عديدة بإمكانها الحركة على ثلاثة محاور أو أكثر ويستعمل هذا النوع في الشركات الصناعية الكبرى لغرض لحم المعادن و الصباغة والكوي وإلتقاط ونقل الأجسام ومراقبة جودة أو صلاحية المنتج النهائي للمصنع كما يقوم بتجميع أجزاء السيارات في المصانع. وهذه الإنسالات مبرمجة عادةً لتنفيذ مهامها بصورة سريعة و مكررة ودقيقة [2] وتم لاحقاً إضافة مايسمى الرؤية الحاسوبية (بالإنجليزية: Computer vision) لهذه الربوتات مما جعلها تتمتع بنوع من الاستقلالية والمرونة في تنفيذ المهام المبرمجة بقدرتها على فهم وتحليل الصور التي تستقبلها في حاسوب خاص مثبت في الربوت.

وهناك من أشكال الإنسان الآلي ما هو قادر على الحركة و القيادة ومنها الطائرة بدون طيار (الطيران الآلي) والطائرات ذات التحكم الذاتي التي تستعمل شبكات عصبونية اصطناعية مثلاً و تعتبر الروبوتان الذان أرسلتهما ناسا في عام 2004 إلى سطح المريخ من أشهر الانسالات المتحركة. وهناك من الروبوتات ما هو قادر على إعادة تجميع نفسه بصورة شبه مستقلة على سبيل المثال تصغير حجمه للمرور خلال نفق ضيق وهذه الربوتات تحوي في نموذجها على عدة روابط مع وحدة المعالجة المركزية و ومستقبلات الإيعزات و الذاكرة وهذه الانسالات قادرة على بعض الحركات الشبه مطاطية لإحتواءها على وحدة مرنة إما عن طريق تحويل طاقة الهواء المضغوط في إسطوانات إلى حركات خطية أو دورانية يتم الحركة بتحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة حركية وهناك أساليب متطورة أخرى عديدة ومنها أسلوب جهاز المرآة الدقيقة الرقمي (بالإنجليزية: Digital micromirror device) التي ظهرت لأول مرة في عام 1987 وكانت فكرتها قائمة على نصب عدة آلاف من المرايا الدقيقة والصغيرة جداً في الإنسالة لتتجاوب مع عنصر الصورة لإضافة مرونة أكثر في حركة وردة فعل الإنسالة[6].

هناك أيضاً أنواع من الروبوتات تقوم بالأعمال المنزلية، و تعلم الأطفال و تلعب الشطرنج. هذا النوع من الروبوتات يطلق عليها تسمية الإنسالة الاجتماعية (بالإنجليزية: Social robot) وهي تتميز بدرجة عالية من الاستقلالية ولا يمكن إطلاق مصطلح الربوت الاجتماعي على الأداة التي يتحكم بها الإنسان من بعيد ويجب على الروبوت الاجتماعي النجاح في اختبارين رئيسيين لتصنيفه على أنه روبوت اجتماعي:

• اختبار تورنج : وهو اختبار لمعرفة ما إذا كان يمكن تسمية النظام الانسالي بالنظام الذكي. وضع هذا الاختبار عالم الرياضيات البريطاني آلان تورنج (1912 – 1954) وهو عبارة عن حوار مع الربوت وإذا لم يستطع المختبر الجزم 100% من أن رسالة الجواب كانت من الإنسان أو من الروبوت فإن الاختبار يعتبر ناجحاً و الروبوت ذكية.

• اختبار إسحاق أسيموف وهو مدى التزام الروبوت بما يسمى قوانين الانسان آلي (بالإنجليزية: laws of robotics) وهي
  • يجب ألا يتسبب الانسان آلي في حدوث أي أذى للإنسان البشري.
  • يجب أن يطيع أوامر الإنسان البشري إلا إذا تعارضت مع القانون الأول.
  • يجب أن يدافع عن نفسه إلا إذا تعارض مع القوانين الأول و الثاني.

نادراً ما تبنى الروبوتات في شكل إنسان بشري. و يمكن القول بأن الروبوت هي جهاز أو آلة يمكنها أن تحل محل الإنسان في بعض المواقف. و يتوقف شكلها الخارجي على المهمة التي صنعت من أجلها. إن الجسم البشري جهاز عضوي ذو قدرات عالية يستطيع القيام بالعديد من الوظائف. و يمكن لروبوت أن تقوم بمهام خاصة قد تثير السأم لدى الإنسان البشري، أو تستغرق وقتاً طويلاً جداً أو تمثل خطورة إذا مارسها البشر ، و من ثم فيتم تصنيع الإنسالة لأداء أعمال محدودة.

فكرة الانسان آلي في التاريخ القديم

يمكن أن ترجع جذور الانسان آلي الحديث ، إلى أجهزة آلية اخترعت في الماضي البعيد و أطلق عليها “الآلات ذاتية الحركة”. ففي عهد قدماء المصريين حوالي عام 1500 قبل الميلاد كان يوجد تمثال للملك ممنون يصدرأصواتا جميلة في الصباح. و في اليونان – في القرن الرابع ق.م. – اخترع أركيتاس عالم الرياضيات ، حمامة آلية يمكنها الطيران. و في القرن الثالث قبل الميلاد ، اخترع ستيسيبيوس العديد من الأجهزة الآلية و منها آلة موسيقية تعمل بالمياه و ساعة مائية. و لم تكن هذه أول ساعة مائية في التاريخ ، فقد عرفها القدماء المصريون ، و لكن تميزت ساعة ستيسيبيوس بأنها مزودة بجهاز يجعل مستوى المياه ثابتا ، و هي تعمل بنفس طريقة الغرفة العائمة في كاربريتور السيارة الحديثة.

وكان هيرون الأسكندري الذي عاش حوالي 150 ميلادي مخترعا فذاً . فقد اخترع آلات تعمل بتدفق المياه ، و بالثقل و حتى بالبخار ، و من أهم اختراعاته آلة aeolipile التي تعتبر الشكل الأول للتوربين الذي يدار بقوة البخار ، كما صمم أيضا آلة ميكانيكية توزع المياه المقدسة ، و طائرا آليا يمكنه الطيران و الشرب و الغناء ، و مسرحا آليا ، و تمثالهرقل و هو يصارع التنين و الذي يمكنه تحريكه بتدفق المياه داخله. و شرح هيرون الاسكندري معظم هذه الأجهزة الآلية في كتابه automatopoietica و عبر القرون التالية ، ظهرت مخترعات رائعة في الشرق الأقصى و الأوسط ، في الصين ، و في الهند و في اليابان و في الجزيرة العربية. و في كتاب رسالة الجزري الذي يتضمن سردا للأجهزة الآلية التي اخترعها العرب – وصفا لأحد هذه الأجهزة و التي أطلق عليها نافورة الطاووس التي كانت تستخدم لغسل الأيدي ، فتقدم المياه و الصابون و المنشقة آليا.وبسبب هذا الاختراع يطلق على الجزري “أبي الإنسان الآلي”.

استخدامات الروبوت

ما هي استخدامات الروبوت ؟

منذ القدم والإنسان يحاول أن يعمل كل شئ بيده، يصنع ويغزل ونسج ويزرع ويحصد ويبني ويعمر ويتاجر ويأكل ويشرب، ومع تقدم العلوم على مستوى السنين، وتقدم المهام التي أصبح واجباً على الإنسان تأديتها، أصبح العمل اليدوي صعباً في بعض الأحيان نظراً لصعوبة العمل أو لدقته العالية التي لا تتوفر في بعض الأحيان في العمل اليدوي، لذلك عمل الإنسان على التفكير في وسائل يستطيع بها الاستغناء عن تواجده للقيام بهذه الأعمال، فاخترع الآلات والأدوات التي تساعده على ذلك، ومع كل هذا بقي في بعض الاحيان غير قادر على القيام ببعض الأعمال بيديه أو باستخدام الآلات التي اخترعها، لذلك لجأ إلى صناعة آلات ذكية يستطيع التحكم بها عن بعد أو مبرمجة للقيام بمهام دقيقة وحساسة.

فالروبوت هو تلك الآلة التي تستخدم في للقيام ببعض الوظائف الدقيقة والحساسة التي لا يستطيع الإنسان القيام بها، نظراً لعدم إماكنية تواجده في المكان أو للدقة العالية التي تحتاجها هذه المهام للقيام بها. فلقد حل الروبوت بديلاً للإنسان في عدة مجالات واستطاع القيام بعدة وظائف على أكمل وجه عن طريق تصميم الآلة وبرمجتها لتستطيع تأدية الوظيفة التي صممت لأجلها، فمثلاً حل الروبوت بديلاً للإنسان لإجراء العمليات الجراحية المعقدة، ويستخدم أيضاً لأغراض نزع وتفكيك الألغام والتي تمت زراعتها خلال الحروب والفترات الاستعمارية، كما يستخدم في البحث عن الموارد الطبيعية، وفي الغوص إلى أعماق البحار للاستكشاف، عدا عن استخداماته العسكرية، وفي تأدية المهام، والتجسس، وفي الصناعة خصوصاً في المصانع التي تصنع المنتجات الدقيقة والحساسة والخطرة والتي تحتوي على بيئات لا تناسب طبيعة الإنسان، عدا عن استخداماته في الترفيه، والخدمة. كما تجدر الإشارة إلى أن هناك علماً خاصاً يدعى علم الميكاترونكس يبحث في تطوير الروبوتات وصناعتها لتوائم كافة المتطلبات والاحتياجات البشرية.

لم يخل خيال الإنسان من التفكير في الرجال الآلية، فلقد دارت العديد من القصص في الأفلام والروايات وقصص الأطفال حول الرجال الآلية (الروبوتات) فبعضها قد أتى من الفضاء غازياً الأرض، وبعضها يمتلك ذكاءً خارقاً وبعضها يتحول من شكلٍ لآخر والبعض الأخر يلعب والبعض الأخر يستأنس به الإنسان. مما دفعه للتفكير فعلياً في تحويل هذه الأفكار إلى الحقيقة واستخدامه في مجالات متعددة، فقد تم تصنيع روبوتات بدرجة عالية من الدقة وبكافة الأشكال فبعضها يلعب وبعضها يؤدي مهام صعبة وبعضها اتخذ أشكال حيوانات معينة وغيرها العديد من المهام، ولكن الإشارات تننبئ بأن الروبوتات ستلعب أدواراً اكثر فاعلية في المستقبل