راه پرداخت
رسانه فناوری‌های مالی ایران

روباتیک؛ انقلاب آینده در زندگی بشر

روزی را تصور کنید که به تعداد انسان‌ها، روبات وجود دارد و هر جا که قدم می‌گذارید، در کوچه و خیابان و یا درمحل کار با روبات‌های هوشمند مشابه انسان سر و کار دارید و یا حتی در منزل خود با روبات‌هایی زندگی می‌کنید که از قوه ادراک و احساس برخوردارند و می‌توانند با شما صحبت و حتی مشکلات گوناگون‌تان را حل کنند. به گفته دانشمندان، با پیشرفت خیره کننده و تکامل باورنکردنی نسل روبات‌ها به ویژه انواع انسان‌نما، به زودی شاهد تحقق ماجراهای علمی تخیلی فیلم‌هایی همچون «irobot» در دنیای واقعی خواهیم بود. حتی باید منتظر رویارویی با سایبورگ‌ها باشیم؛ موجوداتی که نیمی انسان و نیمی روبات هستند. نکته جالب توجه در این میان آن است که محققان به تازگی روبات‌هایی ساخته‌اند که به لحاظ چهره و نحوه حرکات هیچ تفاوتی با انسان ندارند و حتی حالات چهره و می‌میک صورتشان دقیقا مانند یک انسان واقعی است. در این عرصه حشرات و روبات‌های جاسوس را نیز نباید از قلم انداخت. حتی محققان با نصب نانوموتور‌ها و دوربین‌هایی روی بدن سوسک‌ها، سنجاقک‌ها و پروانه‌های واقعی، این حشرات نگون بخت را به مامور مخفی‌های خود بدل کرده‌اند یا می‌توان به پوشش‌های روباتیکی اشاره کرد که سربازان و حتی افراد عادی با پوشیدن آن‌ها به «سوپرمن»‌هایی تبدیل می‌شوند که قادرند بدون کوچک‌ترین احساس خستگی، ۱۰ برابر وزن خود بار جابه جا کنند. شگفتی‌های روباتیک در علم پزشکی نیز دستاوردهای باورنکردنی به جای گذاشته است. محققان میکروروبات‌هایی ساخته‌اند که با حرکت در بدن از طریق جریان خون، تک تک سلول‌های بدن را کنترل و همچون تعمیرکار و پزشکی ماهر، کلیه معایب و نقایص را برطرف می‌کنند. خلاصه کلام اینکه امروز پای آدم آهنی‌هایی که زمانی بخش اعظم تخیلات جذاب و هیجان انگیز دوران کودکی ما را دربرمی گرفت، به دنیای واقعی و روزمره باز شده است. آدم آهنی‌هایی که دیگر حداقل در چهره‌شان اثری از آهنی بودن به چشم نمی‌خورد و ظاهری دقیقا شبیه یک انسان واقعی دارند.

امروزه در بسیاری از کشورهای پیشرفته در حوزه‌هایی همچون صنعت، بدون استفاده از روبات‌ها، عملا هیچ کاری پیش نمی‌رود. در بیشتر کارخانه‌ها در مشاغلی که انجام آن‌ها از عهده هیچ انسانی برنمی آید از روبات‌ها بهره می‌برند بر همین اساس محققان هوش مصنوعی، از صنعت روباتیک به عنوان یکی از ۱۰ صنعت بر‌تر دنیا و از جمله فناوری‌های بسیار مهم و تاثیرگذار نام می‌برند. در حال حاضر بیش از ۹۵ درصد صنایع در دنیا به دانش روباتیک متکی است. دانشمندان بر این باورند که دانش هوش مصنوعی و علم روباتیک به عنوان یکی از حوزه‌های مهم فناوری با چنان سرعت خیره کننده‌ای در حال پیشرفت است که زندگی انسان را تا اواخر قرن جاری متحول خواهد کرد. با وجودی که به اعتقاد بسیاری از محققان، برآورده ساختن نیازهای صنایع نظامی، مهم‌ترین عامل توسعه و رشد هوش مصنوعی و دانش روباتیک بوده است اما با توجه به نفوذ بالای این علم به دیگر حوزه‌ها، محققان پیش بینی می‌کنند که آینده در دستان روبات‌ها قرار خواهد گرفت.

 

تاریخچه فناوری هوش مصنوعی و روباتیک

آیا بشر قادر خواهد بود موجودی هوشمند همانند خود بسازد؟ آیا زمانی فرا خواهد رسید که روبات‌ها به خانه ما رفت و آمد کنند؛ کنار ما بنشینند و با ما درباره مسائل مختلف صحبت کنند و درباره همه چیز نظر بدهند. شاید سوال‌هایی مانند این‌ها را بتوان زمینه ساز ظهور دانشی نوین، با عنوان هوش مصنوعی دانست. نخستین جرقه‌های هوش مصنوعی به سال‌های بعد از جنگ جهانی دوم باز می‌گردد. مباحث هوش مصنوعی پیش از به وجود آمدن علوم الکترونیک، توسط فلاسفه و ریاضی دانانی نظیر بل «Boole» که قوانین و نظریه‌هایی در باب منطق ارائه کردند، مطرح شد. در سال ۱۹۴۳، با اختراع رایانه‌های الکترونیکی، هوش مصنوعی دانشمندان را به چالشی بزرگ فراخواند. به نظر می‌رسید، این فناوری در ‌‌نهایت قادر به شبیه سازی رفتارهای هوشمندانه بود. پس از جنگ جهانی دوم تعدادی از محققان به طور مستقل کار روی ماشین‌های هوشمند را آغاز کردند. ریاضی‌دان انگلیسی «آلن تورینگ» اولین کسی بود که در سال ۱۹۴۷ در این باره سخنرانی کرد و طی آن تمرکز روی برنامه نویسی رایانه‌ای را نسبت به ساخت سخت افزار برای انجام تحقیقات هوش مصنوعی مفید‌تر دانست. او در سال ۱۹۵۰با انتشار مقاله‌ای با نام «ماشین‌ها و هوش محاسباتی» این موضوع را مطرح کرد که اگر ماشینی به سطحی از هوشمندی برسد که بتواند به طور موفقیت آمیزی با انسان به رقابت بپردازد و حتی انسان را فریب دهد، می‌توان آن را هوشمند دانست؟ در حال حاضر نیز بیشترین تلاش محققان هوش مصنوعی و روباتیک معطوف به ساخت برنامه‌های رایانه‌ای شده است که بتواند به خوبی انسان از عهده حل مسائل برآید و به اهداف خود دست پیدا کند.

روبات‌های امروزی که شامل قطعات الکترونیکی و مکانیکی هستند، ابتدا به صورت بازوهای مکانیکی برای جابه جایی قطعات و یا کارهای ساده و تکراری که موجب خستگی واز بین رفتن تمرکز کارگر و افت بازده می‌شد، به وجود آمدند. این گونه روبات‌ها جابه جا گر نام گرفتند. جابه جاگر‌ها اغلب در نقطه‌ای ثابت و در فضای کاملا کنترل شده در کارخانه نصب می‌شوند و به غیر از وظیفه‌ای که برای آن طراحی شده است، قادر به انجام کار دیگری نیستند. نوع دیگر روبات‌ها که امروزه مورد توجه بیشتری است، روبات‌های متحرک هستند که مانند روبات‌های جابه جا کننده در محیط ثابت و شرایط کنترل شده کار نمی‌کنند، بلکه مانند موجودات زنده در دنیای واقعی زندگی می‌کنند و سیر اتفاقاتی که روبات باید با آن‌ها روبه رو شود، از پیش مشخص نیست. در این نوع روبات‌ها باید تکنیک‌های هوش مصنوعی در کنترلر روبات (مغز روبات) به کار گرفته شود. روبات‌های متحرک به دسته‌های زیر تقسیم می‌شود:

۱ – روبات‌های چرخ دار با انواع چرخ عادی و یا شنی تانکی و با پیکربندی‌های مختلف یک، ۲ یا چند قسمتی

۲ – روبات‌های دارای پا مانند سگ اسباب بازی «AIBO» ساخت سونی

۳ – روبات‌های پرنده

۴ – روبات‌های هیبرید که ترکیبی از روبات‌های بالا یا تلفیقی از جابه جاگرهاست.

جالب است بدانید با وجودی که روباتیک یکی از شاخه‌های فناوری هوش مصنوعی است، در مقایسه با هوش مصنوعی تاریخچه جالب تری دارد، در واقع ردپای روبات‌ها به سال‌های پیش از مطرح شدن دانش هوش مصنوعی برمی گردد. تاریخچه شکل گیری روبات‌های اولیه را می‌توان به شرح ذیل فهرست کرد:

سال ۲۷۰ پیش از میلاد: زمانی که یونانیان به ساخت مجسمه‌های متحرک می‌پرداختند، در واقع اولین قدم برای ساخت روبات‌ها برداشته شد.

حدود ۱۲۵۰: بیشاپ آلبرتوس ماگنوس (Bishop Albertus Magnus) یونانی ضیافتی ترتیب داد که در آن، میزبانان آهنی از مهمانان پذیرایی می‌کردند. با دیدن این روبات، سنت توماس آکونیاس که جزو اندیشمندان آن زمان بود، برآشفته شد، میزبان آهنی را تکه تکه کرد و بیشاپ را ساحر و جادوگر خواند.

۱۶۴۰: دکارت ماشین خودکاری ساخت و آن را «Ma Fille Francine» نامید. این ماشین که دکارت را در یک سفر دریایی همراهی می‌کرد، توسط کاپیتان کشتی به آب پرتاب شد چرا که وی تصور می‌کرد این موجود ساخته شیطان است.

۱۷۳۸: ژاک دواکانسن (Jacques de Vaucanson) یک اردک مکانیکی ساخت که از بیش از ۴ هزار قطعه تشکیل شده بود. این اردک می‌توانست از خود صدا در بیاورد، شنا کند، آب بنوشد، دانه بخورد و آن را هضم و سپس دفع کند. امروزه از محل نگهداری این اردک اطلاعی در دست نیست.

قرن ۱۸: یک مدل ساده از روبات که Karakuri Ningyo نامیده می‌شد، در ژاپن تولید شد. این عروسک که در مراسم چای ژاپنی مورد استفاده قرار گرفت، از چوب ساخته شده بود. هنگامی که یک فنجان در سینی قرار می‌گرفت، ساختاری شبیه دست توسط فنری که به بازوی عروسک متصل شده بود آزاد می‌شد و با برداشتن فنجان از سینی بار دیگر به جای خود بازمی گشت. وقتی دوباره فنجان در جای خود قرار می‌گرفت وزن فنجان بار دیگر ساختار دست مانند را تحریک می‌کرد و این حرکت دوباره آن را آزاد می‌کرد، این کار باعث فشار وارد شدن به دستگیره و موجب می‌شد عروسک با یک حرکت U شکل دوباره به وضعیت اولیه خود بازگردد.

۱۸۰۵: عروسکی توسط می‌لاردت (Maillardet) ساخته شد که به زبان انگلیسی و فرانسوی می‌نوشت و مناظری را نقاشی می‌کرد.

۱۹۲۳: کارل چاپک (Karel Capek) برای اولین بار از کلمه روبات (robot) در نمایشنامه خود به عنوان آدم مصنوعی استفاده کرد. کلمه روبات از کلمه چک robota گرفته شده که به معنی برده و کارگر مزدور است. موضوع نمایشنامه چاپک، کنترل انسان‌ها توسط روبات‌ها بود.

۱۹۴۰: شرکت وستینگ هاوس (Westinghouse co) سگی به نام اسپارکو ساخت که هم از قطعات مکانیکی و هم الکتریکی در ساخت آن استفاده شده بود. این اولین باری بود که از قطعات الکتریکی همراه با قطعات مکانیکی استفاده می‌شد.

۱۹۴۲: کلمه روباتیک (robatic) اولین بار توسط ایزاک آسیموف در یک داستان کوتاه ارائه شد. ایزاک آسیموف (۱۹۹۲-۱۹۲۰) نویسنده کتاب‌های توصیفی درباره علوم و داستان‌های علمی تخیلی است. وی ۳ قانون را برای روبات‌ها وضع کرد: ۱- روبات‌ها نباید هیچ‌گاه به انسان صدمه بزنند.

۲ – روبات‌ها باید دستورهای انسان‌ها را بدون سرپیچی از قانون اول اجرا کنند.

۳ – روبات‌ها باید بدون نقض قانون اول و دوم از خود محافظت کنند.

دهه ۱۹۵۰: فناوری رایانه پیشرفت کرد و صنعت کنترل متحول شد. سوالاتی مطرح شد از قبیل اینکه آیا رایانه یک روبات غیر متحرک است؟

۱۹۵۱: در فرانسه «ریموند گوئرکز» اولین بازوی مفصلی کنترل از راه دور را برای انجام مأموریت‌های هسته‌ای طراحی کرد. طراحی آن مبتنی بر کلیه روابط متقابل بین بازوی اصلی و فرعی با استفاده از روش متداول تسمه و قرقره بود.

۱۹۵۴: عصر روبات‌ها با ارائه اولین روبات انسان نما توسط جرج دوال شروع شد.

۱۹۵۶: یک ملاقات تاریخی بین جورج دوال مخترع و کارآفرین صاحب نام ژوزف اف. انگلبرگر که یک مهندس با سابقه بود، انجام شد. در این ملاقات آن‌ها به بحث درباره داستان آسیموف پرداختند. این دو سپس به موفقیت‌های اساسی در تولید روبات‌ها دست یافتند و با تأسیس شرکت‌های تجاری، به تولید روبات مشغول شدند. انگلبرگر شرکت Unimate برگرفته از Universal Automation را برای تولید روبات پایه گذاری کرد. نخستین روبات‌های این شرکت در کارخانه جنرال موتورز برای انجام کارهای دشوار در خودروسازی به کار گرفته شد. انگلبرگر را «پدر روباتیک» نامیده‌اند.

در دهه ۱۹۶۰: روبات‌های صنعتی زیادی ساخته شد. انجمن صنایع روباتیک این تعریف را برای روبات صنعتی ارائه کرد «روبات صنعتی یک وسیله چند کاره و با قابلیت برنامه ریزی چند باره است که برای جابه جایی قطعات، مواد، ابزار‌ها یا وسایل خاص به وسیله حرکات برنامه ریزی شده است و برای انجام کارهای متنوع استفاده می‌شود.»

۱۹۶۲: شرکت خودروسازی جنرال موتورز نخستین روبات Unimate را در خط مونتاژ خود به کار گرفت.

۱۹۶۷: رالف موزر از شرکت جنرال الکتریک (General Electeric) نخستین روبات چهارپا را اختراع کرد.

۱۹۸۳: شرکت Odetics یک روبات شش پا ارائه کرد که از موانع عبور و بارهای سنگینی را نیز با خود حمل می‌کرد.

۱۹۸۵: نخستین روباتی که به تنهایی قادر به راه رفتن بود در دانشگاه ایالتی اوهایو ساخته شد.

۱۹۹۶: شرکت ژاپنی هندا (Honda) نخستین روبات انسان نما را ارائه کرد که با ۲ دست و ۲ پا طوری طراحی شده بود که می‌توانست راه برود، از پله بالا برود، روی صندلی بنشیند و بلند شود و بارهایی به وزن ۵ کیلوگرم را حمل کند.

۲۰۰۸: ناسا چندین مریخ نورد هوشمند به فضا ارسال کرد…

روبات‌ها روز به روز هوشمند‌تر می‌شوند تا هر چه بیشتر در کارهای سخت و پر خطر به یاری انسان‌ها بیایند و داستان هم چنان ادامه دارد…

 

درباره هوش مصنوعی و روباتیک بیشتر بدانیم

قبل از ارائه هر گونه تعریف در زمینه هوش مصنوعی لازم است ابتدا توانمندی‌های هوش انسانی را مرور کنیم. مغز انسان از میلیارد‌ها سلول و رشته عصبی ساخته شده است که این سلول‌ها به صورت پیچیده‌ای به یکدیگر متصلند. حتی یک حشره حدود یک میلیون رشته عصبی دارد. به دلیل همین اتصالات پیچیده مغزی هوش انسانی بسیار گسترده‌تر از سیستم‌های رایانه‌ای است و توانمندی‌های برجسته‌ای مانند استدلال، رفتار، مقایسه و به کار بستن مفهوم‌ها را دارد.

هوش انسانی توان ایجاد ارتباط میان موضوع‌ها و قیاس و نمونه سازی‌های تازه را دارد. انسان همواره قانون‌های تازه‌ای می‌سازد و قوانین پیشین را در موارد تازه به کار می‌گیرد. هوش مصنوعی (Artificial Intelligence) با جسارت تمام در پی ساخت دستگاه‌هایی است که بتوانند فکر کنند و توانمندی‌های یاد شده را از خود بروز دهند اگر چه آنچه تا کنون ساخته شده، نتوانسته است خود را به این پایه برساند. البته در این عرصه به دستاوردهای قابل توجهی رسیده است. به عقیده محققان هوش مصنوعی، با تمرکز و اتصال رشته‌های عصبی مصنوعی می‌توان واحد هوش مصنوعی را ایجاد کرد. آن‌ها به دنبال ساخت ماشینی مقلد هستند که بتواند با شبیه سازی رفتارهای میلیون‌ها یاخته مغز انسان، همچون یک موجود متفکر به اندیشیدن بپردازد. هوش مصنوعی (Al) که همواره هدف نهایی دانش رایانه بوده است، اکنون در خدمت توسعه علوم رایانه نیز است. زبان‌های برنامه نویسی پیشرفته که توسعه ابزارهای هوشمند را ممکن می‌سازد، پایگاه‌های داده‌ای پیشرفته، موتورهای جست‌و‌جو و بسیاری از نرم افزار‌ها و ماشین‌ها از نتایج پژوهش‌های هوش مصنوعی بهره می‌برند. بنابراین هوش مصنوعی را باید عرصه پهناور تلاقی بسیاری از دانش‌ها و فناوری‌های قدیم و جدید دانست و ریشه‌ها و ایده‌های اصلی آن را باید در فلسفه زبان‌شناسی، ریاضیات، روان‌شناسی، نورولوژی و فیزیولوژی جست‌و‌جو کرد، همچنین می‌توان شاخه‌ها و کاربردهای گوناگون و فراوان آن را در علوم رایانه، علوم مهندسی، علوم زیست‌شناسی و پزشکی، علوم ارتباطات و زمینه‌های بسیار دیگر یافت. در واقع بسیاری تاریخ تولد هوش مصنوعی را سال ۱۹۵۰ می‌دانند زمانی که آلن تورینگ مقاله خود را درباره چگونگی ساخت ماشین هوشمند نوشت. تورینگ در آن مقاله یک روش را برای تشخیص هوشمندی پیشنهاد کرد. این روش بیشتر به یک بازی شبیه بود. فرض کنید در یک سمت دیوار یا هر مانع دیگری هستید و به صورت تله تایپ با آن سوی دیوار ارتباط دارید و شخصی از آن سوی دیوار از این طریق با شما در تماس است. طبیعتا ارتباطی بین شما و شخص آن سوی دیوار برقرار می‌شود. حال اگر پس از پایان این مکالمه به شما گفته شود که آن سوی دیوار نه یک شخص بلکه یک ماشین بوده که پاسخ شما را می‌داده است، آن ماشین در تعریف یک ماشین هوشمند جای می‌گیرد در غیر این صورت اگر شما در خلال مکالمه به مصنوعی بودن پاسخ پی ببرید ماشین آن سوی دیوار هوشمند نیست و موفق به گذراندن تست آلن تورینگ نشده است. یکی از شاخه‌های فناوری هوش مصنوعی روباتیک است روبات از نظر اغلب مردم وسیله‌ای است که اعمالی هوشمند شبیه انسان انجام می‌دهد در حالی که فرهنگ «وبستر» روبات را این گونه تعریف می‌کند: «یک دستگاه یا وسیله خودکار که قادر به انجام اعمالی است که اغلب به انسان‌ها نسبت داده می‌شود و یا مجهز به قابلیتی شبیه هوش بشری است.» و دانش روباتیک در واقع علم به کارگیری روبات هاست. این شاخه از هوش مصنوعی سعی دارد روبات‌ها را طوری برنامه ریزی کند که توانایی اعمالی هوشمندانه چون دیدن، شنیدن و نشان دادن واکنش به محرک‌های محیطی را داشته باشند. در این میان رئیس کمیته ملی روباتیک از دانش روباتیک این تعبیر را ارائه می‌کند «سپردن فعالیت‌ها به ماشین یا دستگاهی که مجهز به اجزای مختلفی شامل سخت افزار، نرم افزار (مغز افزار) و سیستم‌های کنترلی است. طبق تعریف کمیته بین المللی روباتیک (RIB) روبات به هر وسیله‌ای اطلاق می‌شود که دارای مدارهای الکترونیکی یا الکتریکی باشد که روی یک بنای مکانیکی نصب شود و قابلیت هوشمندی داشته باشد. عملا با توجه به این تعریف و نیز کمی دقت درمی یابیم که بسیاری از وسایل منزل، لوازم استفاده شده در کارخانه‌ها و محیط اطراف ما را روبات‌ها تشکیل داده‌اند. در سال ۱۹۶۰ انجمن صنایع روباتیک این تعریف را برای روبات صنعتی ارائه کرد: «روبات صنعتی یک وسیله چند کاره با قابلیت برنامه ریزی چند باره است که برای جابه جایی قطعات، مواد، ابزار‌ها یا وسایل خاص به وسیله حرکات برنامه ریزی شده، برای انجام کارهای متنوع استفاده می‌شود.» در این راستا دانشمندان سعی دارند روبات‌هایی بسازند که به روش‌های مختلف نیازهای انسان را برآورده سازند و در ‌‌نهایت به روباتی با قابلیت‌های کامل یک انسان برسند. روبات‌ها دارای ۳ قسمت اصلی هستند:

۱) مغز که اغلب یک رایانه است

۲) محرک و بخش مکانیکی شامل موتور، پیستون، تسمه، چرخ‌ها، چرخ دنده‌ها

۳) انواع حسگر‌ها شامل حسگر بینایی، صوتی، تعیین دما، تشخیص نور، تماسی یا حرکتی

منبع: خراسان

ارسال یک پاسخ

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد.