طراحی ربات هوشمند به زبان ساده فرادرس مجله‌

صنعت رباتیک و ساخت ربات های هوشمند بر پایه هوش مصنوعی توسعه می یابد. افرادی که می خواهند در این حوزه وارد شوند ابتدا باید زبان های برنامه نویسی مناسب را آموزش بگیرند. تاکنون بالغ بر 1500 زبان برنامه نویسی ارائه شده که هر کدام مزایایی دارند. یادگیری همه این زبان ها به زمان زیادی نیاز دارد و نمی توان همه زبان های برنامه نویسی موجود جهان را یاد گرفت. برنامه نویس ها اغلب روی چند زبان تخصص دارند و کلیه کدنویسی ها و غیره با همین برنامه ها انجام می شود.

البته به ربات‌های نرم‌افزاری بیشتر «بات» (Bot) گفته می‌شود که در مطلب «رباتیک چیست» هم به این نکته اشاره شده است. ترکیب پایتون و هوش مصنوعی نه‌تنها مسیری برای شغل‌های پردرآمد امروز است، بلکه آینده‌ای را شکل می‌دهد که در آن فناوری به‌طور کامل با زندگی ما ادغام می‌شود. در این بخش، به بررسی چشم‌انداز آینده این ترکیب و دلایل اهمیت یادگیری آن می‌پردازیم. در سال ۱۹۹۰ میلادی گروهی از محققان در دانشگاه MIT شرکت iRobot را بنیان‌گذاری کردند، همان شرکتی که سازنده جاروبرقی رباتیک رومبا به حساب می‌آید. در سال ۱۹۸۹ محققان دانشگاه MIT یعنی «رادنی بروکس» (Rodney Brooks) و «A. Flynn» مقاله‌ای منتشر کردند که در آن به جای ساخت ربات‌هایی بزرگ و گران قیمت در تعداد اندک، راجع به ساخت تعداد زیادی از ربات‌های کوچک و ارزان قیمت بحث شده است.

پس از آن، می‌توان برای اجرای برخی از عملیات خاص برنامه نویسی لازم را انجام داد. در هر صورت لازم است حتی برای ساده‌ترین کارهای مربوط به ربات‌ها، یک یا بیش از یک زبان برنامه نویسی را مثل C++‎ ،C، پایتون، LISP یا جاوا مورد استفاده قرار داد. وقتی که بیشتر در برنامه نویسی رباتیک پیشرفت می‌کنیم، توصیه می‌شود آشنایی لازم با ابزارهایی مثل متلب کسب شود. یادگیری MATLAB باعث می‌شود بتوان کنترل کامل‌تر و دقیق‌تری را در برنامه نویسی رباتیک بدست آورد. در ربات‌های جهان واقعی، نرم‌افزاری که سیگنال‌های کنترلی را تولید می‌کند (یعنی همان کنترلر) برای اجرا در سرعت‌های بسیار بالا و برای انجام محاسبات پیچیده مورد نیاز است.

همچنین این روشی عالی به منظور کسب آمادگی برای فعالیت حرفه‌ای و شغلی موفق در حوزه‌های STEM (یعنی علم، فناوری، مهندسی و ریاضی) است. حتی دانش‌آموزانی که پیشینه قدرتمندی در حوزه علوم کامپیوتر یا مهندسی برق ندارند هم می‌توانند از طریق بازی‌های مخصوص طراحی شده برای این مقصود مفهوم فناوری را در اطراف خود درک کنند. یادگیری ماشین می‌تواند به طور قابل توجهی به بهبود عملکرد اتوماسیون و رباتیک کمک کند. با استفاده از الگوریتم‌های یادگیری ماشین، می‌توان سیستم‌های هوشمندتری ایجاد کرد که قادر به یادگیری و تطبیق با شرایط مختلف هستند. برای بهبود عملکرد ربات‌ها، می‌توان از تکنیک‌هایی مانند بهینه‌سازی الگوریتم‌ها، استفاده از سخت‌افزارهای پیشرفته و پیاده‌سازی روش‌های یادگیری ماشین استفاده کرد.

بنابراین، زاویه این بردار از محور x اختلاف بین مقابل ربات و جهتی است که باید در آن قرار بگیرد. این یکی از دلایلی است که تکرار مداوم حلقه کنترل ربات در جهان واقعی بسیار اهمیت دارد، چون در جهان واقعی موتورهایی که چرخ‌ها را می‌چرخانند کاملاً دقیق و بی‌نقص نیستند. اگر برای مدتی بیش از حد طولانی برای اندازه‌گیری تیک‌زن‌های چرخ صبر می‌کردیم، هر دو چرخ احتمالاً زیاد فعالیت می‌کردند و تخمین اینکه موقعیت به چه صورت است غیر ممکن می‌شد. اگرچه اکثر این فرضیات در محیطی شبیه به داخل یک خانه منطقی و معقول هستند، با این حال ممکن است موانع گِرد (دایره‌ای) هم وجود داشته باشند. نرم‌افزار اجتناب از موانع در این آموزش پیاده‌سازی ساده‌ای دارد و برای اینکه ربات از اطراف مانع‌ها عبور کند، مرز و حاشیه موانع را دنبال خواهد کرد.

اغلب وقتی کنترل از دسترس خارج می‌شود، دیگر قابل بازگشت نیست (مگر اینکه نیروی خارجی خیرخواهانه‌ای آن را بازیابی کند). DeepCode با استفاده از هوش مصنوعی می‌تواند کد شما را بررسی کند و پیشنهادهایی برای بهبود کیفیت و امنیت آن ارائه دهد. این ابزار که توسط OpenAI و GitHub طراحی شده است، به‌عنوان یک دستیار کدنویسی عمل می‌کند. GitHub Copilot می‌تواند کدهای پیشنهادی را بر اساس کد فعلی شما ارائه دهد، از جمله تکمیل خودکار توابع و نوشتن کدهای پیچیده. سال ۲۰۱۶ سوفیا، رباتی انسان‌نما که لغب اولین ربات شهروند را یدک می‌کشد، توسط شرکت هانسون رباتیک ساخته شد. در سال ۲۰۱۳، شرکت بوستون داینامیک ربات «اطلس» (Atlas) را منتشر کرد.

این ربات دارای برنامه‌ای بود که تقریباً ۲۰۰ حرکت را می‌توانست انجام دهد. این دست رباتیک توسط «جورج دِوُل» (George Devol) و شریکش «جوزف انگل‌برگر» (Joseph Engelberger) ساخته شده است. این ربات‌ها معمولاً به گونه‌ای طراحی شده‌اند که بتوانند در محیط‌های آزادی که نیازی به نظارت انسان در آن‌ها وجود ندارد، کارها و وظایفی را انجام دهند. این نوع ربات‌ها بسیار منحصربفرد هستند، زیرا از حسگرهایی برای درک دنیای اطرافشان استفاده می‌کنند و سپس ساختارهای تصمیم‌گیری را (معمولاً به وسیله کامپیوتر) به کار می‌بندند تا گام بهینه بعدی را بردارند. همانطور که می دانید ما میکروکنترلر Arduino را به عنوان ( مغز ربات ) خود انتخاب کرده ایم.

تابع پلکانی در یک حلقه اجرا می‌شود تا تابع robot.step_motion()ربات را با استفاده از سرعت چرخ محاسبه شده به وسیله پایش‌گر در گام شبیه‌سازی قبلی حرکت دهد. وقتی هر ۲ چرخ با سرعتی یکسان می‌چرخند، ربات در خط مستقیم حرکت خواهد کرد. بنابراین کنترل کردن حرکت این ربات این‌طور خواهد بود که باید میزان نرخ چرخش هر یک از چرخ‌ها را کنترل کنیم. علاوه بر حسگرهای مجاورتی، ربات دارای ۲ «تیک تیک کننده چرخ» (Wheel Ticker) است که پایش حرکت‌های چرخ‌های آن را بر عهده دارند. این تیکرها امکان شمارش و بررسی تعداد چرخش هر یک از چرخ‌های ربات را به ما می‌دهند؛ به این صورت که هر چرخش رو به جلوی یک چرخ برابر با ۲۷۶۵ تیک است. به علاوه، ربات‌ها ممکن است با حسگرهای خارجی ارتباط داشته باشند که در خصوص مواردی که خودشان مستقیماً نمی‌توانند مشاهده کنند به آن‌ها اطلاعات می‌دهند.

برنامه نویسی رباتیک به نوع رباتی بستگی دارد که قرار است تولید شود و برای ساخت ربات‌های مختلف، برنامه نویسی آن هم متفاوت است. مثلاً اگر بخواهیم رباتی خودکار و غیر وابسته بسازیم، برنامه نویسی آن با ساخت رباتی که تنها عملیاتی تکراری و محدود را انجام می‌دهد، بسیار تفاوت دارد. برای مثال می‌توان ربات‌هایی را نام برد که به وسیله جوشکاری، قطعات خودروها را در خط تولید به هم متصل می‌کنند. احتمالا پس از خواندن این مقاله متوجه شده‌اید که پایتون و هوش مصنوعی، بخش عمده‌ای شغل‌ها را در سال ۲۰۲۵ تحت تاثیر خود قرار خواهند داد. بنابراین یادگیری این دو مهارت می‌تواند یک اولویت و فرصت طلایی برای کسانی باشد که به‌دنبال راهکارهای نوین برای ثروتمند شدن هستند و در زمینه برنامه‌نویسی با پایتون یا هوش مصنوعی مهارت یا علاقه اولیه را دارند.

زیرا اکثر سنسورها خود این امکان را دارند که مستقیما به برد میکروکنترلر یا میکروپروسسور متصل شوند. در طراحی قسمت الکترونیکی یک ربات توجه به نکات زیر مفید خواهد بود. این سیستم می‌تواند در انواع مختلف مانند چرخ‌های توان‌دار مفصلی یا با دو چرخ توان‌دار ثابت یا ترکیبی از این دو حالت پیاده‌سازی شود. اما در عمل این مقدار کمتر خواهد بود؛ زیرا سرعت موتور در حالت بدون بار برابر با 120 دور بر دقیقه است. البته توجه کنید که حتی سرعت 1 متر بر ثانیه هم برای ربات‌های خانگی سرعت زیادی است و احتمالا مجبور شوید از تکنیک PWM یا روش‌های دیگر برای کاهش آن استفاده کنید. این زبان بسیاری از چیزهایی که در برنامه نویسی ممکن است طول بکشند را کوتاه تر می کند.

در این مطلب ابتدا به این پرسش پاسخ داده شد که رباتیک چیست و سپس در بخش تعریف رباتیک نیز توضیحات بیشتری ارائه شدند تا دقیق‌تر چیستی رباتیک را درک کنیم. سپس در ادامه به دو موضوع پرجستجو و مهم یعنی رباتیک کودکان و رشته رباتیک پرداختیم. در ادامه نیز انواع رباتیک، نحوه عملکرد ربات‌ها، اجزای اصلی آن‌ها، کاربرد رباتیک و در نهایت تاریخچه رباتیک شرح داده شد. برنامه‌ نویسی رباتیک یک رشته حیاتی در فناوری مدرن است که شامل طیف وسیعی از کاربردها در صنایع مختلف می‌شود. از تولید تا مراقبت‌های بهداشتی، ربات‌ها روش ما را در انجام کارهای پیچیده تغییر داده‌اند و کارایی، دقت و ایمنی را افزایش داده‌اند. در این پست، به اصول اساسی برنامه نویسی رباتیک، ابزارها و زبان‌های برنامه‌نویسی آن و همچنین سیستم‌های رباتیکی خاص مانند بازوی رباتیک DOBOT می‌پردازیم.

در همان سال، آلن تورینگ مقاله «ماشین‌های محاسباتی و هوشمندی» را منتشر کرد و در آن آنچه را ارائه داد که اکنون با عنوان «آزمون تورینگ» می‌شناسیم. آزمون تورینگ روشی است برای مشخص کردن اینکه آیا یک ماشین هوشمند هست یا خیر. ربات‌ها به وسیله شرکت‌های دارویی نیز به کار گرفته شده‌اند تا در مبارزه علیه کووید ۱۹ مشارکت داشته باشند. این ربات‌ها برای نمونه‌برداری با سواب گلو استفاده می‌شوند و همچنین به وسیله برخی از شرکت‌ها برای تولید PPE و دستگاه تنفس به کار گرفته شده‌اند. ربات‌های حمل و نقل، رسیدگی و کنترل کیفیت در حال تبدیل شدن به یکی از ملزومات ضروری برای اکثر خرده فروشان و شرکت‌های تدارکات (لجستیک) هستند. به دلیل اینکه اکنون انتظار داریم بسته‌های سفارشی در سریع‌ترین زمان ممکن به مقصد برسند، شرکت‌های تدارکات ربات‌ها را در انبارها و حتی در جاده‌ها به کار می‌گیرند تا بتوانند بازدهی زمانی را تا جای ممکن بیشینه کنند.

اگر ربات مورد نظر یک ربات تعقیب خط کوچک باشد، تقریبا تمام مواد، می‌توانند برای ساخت به کار روند. اما اگر لازم باشد که ربات وزنی در حدود چند کیلو را تحمل کند، در ساخت باید مواد قوی‌تری را به جای مقوا به کار برد. اگر ربات دارای سایزی به اندازه یک انسان باشد، باید مواد کامپوزیت و فلزی را مورد استفاده قرار داد. اکثر اوقات، ربات‌ها را شاخه‌ای از ماشین‌های مکاترونیکی محسوب می‌کنند که دارای خودمختاری (Autonomy) باشند. ماشینی که خودگردان باشد، امور مربوط به خود را به تنهایی و بدون راهنمایی لحظه به لحظه انسان انجام می‌دهد. البته گاهی همه ماشین‌های مکاترونیکی نیز جزو ربات‌ها محسوب می‌شوند.

این یعنی ربات مربوطه آزادانه در محیط حرکت خواهد کرد و این کار را به تنهایی و تحت کنترل خودش انجام خواهد داد. این نوع ربات مثلاً با ربات‌های کنترل از راه دور (که خودران نیست) یا بازوهای رباتیک در کارخانه‌ها (که قابل جابجایی نیستند و ثابت هستند) تفاوت دارد. این ابزارها به شما امکان می‌دهند کدهای هوش مصنوعی و یادگیری ماشین خود را به‌راحتی آزمایش و پیاده‌سازی کنید. Google Colab به‌ویژه برای پروژه‌هایی که به سخت‌افزار قوی (مانند GPU) نیاز دارند بسیار مفید است. TabNine یکی دیگر از ابزارهای تکمیل کد مبتنی بر هوش مصنوعی است که از مدل‌های یادگیری ماشین برای پیش‌بینی کد استفاده می‌کند. این ابزار در بسیاری از IDE‌ها قابل‌استفاده است و به افزایش سرعت کدنویسی کمک می‌کند.

علاوه بر این، امروزه ربات‌ها بسیار متحول شده‌اند و کارهای بسیاری از چمن‌زنی تا نظافت استخر را انجام می‌دهند. در این حوزه ربات‌هایی در حال ساخت هستند یا ساخته خواهند شد که می‌توانند تعریف انسانیت را به وسیله سرعت بخشیدن به انسان‌ها و تقویت قدرت آن‌ها بازتعریف کنند. به عنوان مثال‌هایی از ربات‌های توانبخش می‌توان به ربات‌های اندام مصنوعی یا استخوان‌بندی‌های بیرونی مورد استفاده برای بلند کردن وزنه‌های سنگین اشاره کرد. رشته‌های کارشناسی مرتبط با رشته رباتیک که می‌توان برای فعالیت حرفه‌ای و تخصصی در حوزه رباتیک در آن‌ها تحصیل کرد (در خارج از ایران) در ادامه فهرست شده‌اند. علاوه بر این، دانش‌آموزان توانایی‌هایی را در خود توسعه خواهند داد که در بسیاری از جنبه‌های زندکی کاربردی و مفید خواهد بود. این‌ها تنها دلایل اندکی هستند برای اینکه چرا باید در بسیاری از مدارس رباتیک به کدکان در تمام سنین آموزش داده شود.

سپس، روبات‌های Fanuc از Karel، روبات‌های Stäubli از VAL3 و روبات‌های جهانی از URScript استفاده می‌کنند. بنابراین ، شاید این سوال را داشته باشید که آیا شما فقط باید از C ++ فقط Python یا ترکیبی از هر دو در برنامه نویسی رباتیک استفاده کرد. یکی از اصلی‌ ترین چالش‌ ها، تعامل پیچیده بین نرم‌ افزار و سخت‌ افزار است. برنامه‌ نویسان باید نه تنها کد بنویسند بلکه باید درک عمیقی از مکانیک، الکترونیک و سنسورهای مورد استفاده در ربات داشته باشند. این امر شامل مدیریت عدم قطعیت‌ ها و خطاهای ناشی از دنیای فیزیکی است که بر عملکرد ربات تأثیر میگذارد.

هر زبانی که یاد می گیرید مهارت شما را با ذهنیت برنامه نویسی توسعه می دهد و یادگیری هر زبان جدیدی را در هر زمان که لازم باشد آسان تر می کند. در این مورد، زبانی که برای پروژه بعدی شما منطقی تر است را بیاموزید. بازار کار برنامه‌ نویسی robotic در سال‌ های اخیر رشد چشمگیری داشته و پیش‌ بینی می‌ شود این روند در آینده نیز ادامه یابد. این رشد ناشی از افزایش استفاده از ربات‌ ها در صنایع مختلف از جمله تولید، بهداشت و درمان، کشاورزی و حتی خدمات شخصی است. تقاضا برای متخصصانی که ربات‌ های پیچیده را برنامه‌ ریزی، کنترل و بهینه‌ سازی کنند به طور مداوم در حال افزایش است. بسیاری از این ربات‌ها با استفاده از علم هوش مصنوعی و به کارگیری آن قادر هستند محصولات معیوب پس از تولید یا موجود در خط تولید را شناسایی و آن‌ها را از رده خارج کنند.

و از آنجایی که امکان اتصال ساده با کد C/C++ را فراهم می‌کند، بخش‌های عملکرد سنگین کد را می‌توان در این زبان‌ها پیاده‌سازی کرد تا از افت عملکرد جلوگیری شود. در سال‌های اخیر، گزینه‌های برنامه‌نویسی رباتیک همه‌منظوره‌تر مانند ROS Industrial، برنامه‌نویسی آفلاین آگنوستیک سازنده، و راهنمای دستی شروع به ارائه گزینه‌های استانداردتر برای برنامه‌نویسان کرده‌اند. با این حال، اگر یک تکنسین هستید، احتمالاً مجبور خواهید بود از زبان سازنده استفاده کنید. در دنیای robotic، انتخاب بهترین زبان برنامه‌ نویسی بستگی به عوامل متعددی دارد، از جمله نوع پروژه، پلتفرم مورد استفاده و نیازهای خاص کاربر. با این حال، دو زبان که اغلب به عنوان بهترین گزینه‌ ها در نظر گرفته می‌ شوند، Python و C++ هستند. برنامه‌ نویسی robotic نیز شامل توسعه و بهینه‌ سازی الگوریتم‌ های کنترل حرکت و ناوبری است که این امر به ربات اجازه می‌ دهد تا در محیط‌ های متغیر به طور موثر حرکت کند و موانع را شناسایی و دور زدن کند.

شبیه‌سازی که برای این آموزش ساخته شده، به زبان پایتون نوشته شده است و به طور بسیار هوشمندانه‌ای مشابه شبیه‌ساز «Sobot Rimulator» است که می‌توان آن را در گیت‌هاب یافت [+]. اگرچه، این تنها زمانی امکان‌پذیر است که مدل‌های نرم‌افزاری از قبل آماده شده‌ای را داشته باشیم تا فرایند تشخیص چهره را انجام دهند. در حقیقت اما، این کسب و بدست آوردن مهارت‌های لازم برای نوشتن کدهای بازشناسی چهره است که برنامه نویس نرم‌افزار را به فردی متخصص و حرفه‌ای تبدیل می‌کنند. این بدان معناست که اگر به مشکلی برخورد کنید یا سوالی داشته باشید، به احتمال زیاد پاسخ خود را در انجمن‌های آنلاین یا مستندات آموزشی پیدا خواهید کرد. در سال ۲۰۰۳، «میک مانتز» و هم‌بنیان‌گذاران شرکت آمازون رباتیکز (با نام قبلی Kiva Systems) ربات «کیوا» (Kiva) را اختراع کردند.

در نهایت، مباحث اختیاری که پیش‌نیاز این بخش از آموزش برنامه نویسی رباتیک (با پایتون) به حساب می‌آیند و به شما کمک خواهند کرد تا بهتر این آموزش‌ها را دنبال کنید در ادامه فهرست شده‌اند. برای اینکه آموزش برنامه نویسی رباتیک با پایتون برای مبتدیان را در این بخش دنبال کنید، باید دانش بنیادی نسبت به دو مورد وجود داشته باشد که این دو مورد در ادامه فهرست شده‌اند. کدنویسی برای رباتیک همچنین شامل تعداد زیادی از زبان‌های برنامه نویسی صنعتی ساخته شده توسط تولید کنندگان تجهیزات رباتیک می‌شود. این نرم‌افزار با برخی از این زبان‌های برنامه نویسی اختصاصی سر و کار دارد. اما همچنان لازم است هر یک زبان‌های برنامه نویسی را با جزئیات یاد بگیریم.

به طور کلی، هر بار که ربات ما اندازه‌گیری‌های لازم را با حسگرهای خود انجام می‌دهد، از این اندازه‌گیری‌ها برای به‌روزرسانی تخمین‌های داخلی از وضعیت جهان اطراف استفاده می‌کند. وقتی که این اطلاعات مشخص می‌شوند، تولید سیگنال‌های کنترلی جدید را می‌توان به مسئله کمینه کردن خطا تقلیل داد که در نهایت ربات را به سمت هدفش سوق می‌دهد. رباتی که در این آموزش ساخته می‌شود باید خودش بتواند راه رسیدن به اهدافش را پیدا کند و در محیط خود ادامه بقا بدهد. ثابت شده است که این رویکرد، چالشی بسیار دشوار برای برنامه‌نویسان رباتیک تازه‌کار به حساب می‌آید. از آزمایشگاه‌های تحقیقاتی دانشگاه‌ها گرفته تا شرکت‌های بزرگی مانند Google و Meta، همگی از این زبان برای توسعه پروژه‌های هوش مصنوعی خود استفاده می‌کنند.

پیش از ورود به برنامه‌نویسی، مهم است که انواع مختلف ربات‌ها و کاربردهای آن‌ها را بشناسید. ربات‌ها را می‌توان به طور کلی بر اساس شکل، عملکرد و محیط‌های عملیاتی به چند دسته تقسیم کرد. لیسپ، یکی از اولین زبان های برنامه نویسی است که در ابتدا برای نمادهای ریاضی کاربردی که برای برنامه‌های کامپیوتری پیاده‌سازی می‌شود، توسعه یافت. ربات‌ها محصولی از فیزیک، مهندسی مکانیک، مهندسی سازه، ریاضیات و محاسبات هستند که همگی برای طراحی، ساخت، برنامه نویسی و آزمایش ربات‌ها با یکدیگر همکاری می‌کنند. یک میکروکنترلر معمولی فقط دارای یک هسته و مقدار بسیار محدود حافظه فلش است ، اما اگر به درستی استفاده شود بسیار سریع و قابل اعتماد است. همچنین، مسائل مربوط به امنیت و ایمنی در robotic بسیار حیاتی هستند زیرا اشتباهات در کد منجر به آسیب‌ های فیزیکی یا خسارات مالی میشود.

در سال ۲۰۰۰ شرکت سونی از ربات انسان‌نمای خود به نام «رویا» (Dream) پرده برداشت. ربات انسان‌نمای سرگرمی ۲ پایی که این شرکت توسعه داد، اما هیچ وقت به فروش نرسید. در سال ۲۰۰۱ رباتی به نام PackBot ساخته شرکت iRobot محل مرکز تجارت جهانی را بعد از واقعه ۱۱ سپتامبر جستجو کرد. در سال ۲۰۰۰، «سینتیا بریزیل» (Cynthia Breazeal) یک کله رباتیک می‌سازد. این کله به گونه‌ای طراحی شده است که می‌تواند احساسات را از خود بروز دهد و همچنین به احساسات دیگران پاسخ می‌دهد. این ربات که Kismet نام دارد، از ۲۱ موتور، حسگرهای صوتی و الگوریتم‌هایی برای درک لحن آوایی بهره می‌برد.

اگرچه، برای پیچیده کردن شرایط، می‌توان موانعی را در محیط ربات قرار داد و ربات نباید در حرکتش به سمت نقطه هدف با آن موانع برخورد کند. بنابراین، اگر ربات با مانعی مواجه شود، ناچار خواهد بود راهی را برای عبور از آن پیدا کند. بنابراین، ربات می‌تواند راهش را به سمت رسیدن به نقطه هدف ادامه دهد. اگرچه توصیه می‌شود علاقه‌مندان عمیق‌تر به بررسی کدها بپردازند و آن‌ها را تغییر دهند و نتیجه را وارسی کنند تا بتوانند بهتر یاد بگیرند. شاخه‌ای (Fork) از این شبیه‌ساز ایجاد و از آن برای کنترل ربات‌های متحرک مختلف، شامل Roomba2 از iRobot استفاده شده است.

در عوض، ماشین مجازی جاوا دستورالعمل‌ها را در زمان اجرا تفسیر می‌کند و به شما امکان می‌دهد از کدهای مشابه در بسیاری از ماشین‌های مختلف استفاده کنید. از ارائه منابع آموزشی گرفته تا مشاوره‌های فردی، کارآموزان می‌توانند در هر مرحله از یادگیری خود از مشاوره‌های مربیان استفاده کنند. در دوره‌ها، کارآموزان فرصت دارند تا پروژه‌های واقعی و کاربردی را انجام دهند. این پروژه‌ها به آن‌ها کمک می‌کند تا آموخته‌های خود را در عمل پیاده‌سازی کنند و حس موفقیت و رضایت از فرآیند یادگیری را تجربه کنند. مباحث زیادی در مورد جایگزین شدن ربات ها به جای نیروی کار انسانی مطرح است.

البته راجع به اندازه دقیق یک ربات نمی‌توان اطمینان حاصل کرد، اما می‌توان اندازه نسبی آن را تخمین زد. اندازه دقیق ربات را بعد از تعیین نوع موتور و باتری می‌توان به دست آورد؛ زیرا این دو مولفه تاثیر به‌سزایی در اندازه و شکل ربات دارند. روش‌های دیگری برای ساخت ربات به جای برش و سوراخ‌کاری صفحات آلومینیومی وجود دارد. استفاده از اسباب‌بازی‌هایی مانند مجموعه لگو و یا ساختنی در مواقعی که امکان برش و سوراخ کاری صفحات آلومینیومی و پلاستیکی توسط خود فرد وجود ندارد، ایده بسیار موثری است. همچنین استفاده از کیت‌های آماده رباتیک برای شروع کار راه بسیار خوبی است.

اگرچه این طراحی ربات هوشمند دارای استقلال زیادی است، اما به مکانیزم پچیده‌ای نیاز دارد تا بتواند هم تمام مجموعه موتور و چرخ دنده و چرخ‌ها را بچرخاند و هم توان را از یک موتور ثابت در جای خود، منتقل کند. منابع زیادی برای یادگیری علم هوش مصنوعی وجود دارد و در مجله فرادرس نیز مباحث مختلف مربوط به یادگیری ماشین به صورت کامل بررسی شده است. علم هوش مصنوعی غالبا برای مرتب‌سازی (Ordering and Sorting) و سازمان‌دهی (Organizing) اطلاعات در یک ماشین و ساخت الگوریتم‌هایی برای استخراج نتایج مورد کاربرد در دنیای واقعی از این پایگاه‌های داده به کار می‌رود. موتورهای جست و جو مانند گوگل و یاهو مثال‌هایی از کاربرد هوش مصنوعی در دنیای واقعی هستند. در تصویر زیر نمایی از یک ربات جراحی را مشاهده می‌کنید که در ساخت آن‌ها از الگوریتم‌های هوش مصنوعی نیز استفاده می‌شود.

اگر تاکنون هیچ آموزشی ندیده اید، از برنامه های ساده تر و با رابط کاربری سهل تر استفاده کنید. برای یادگیری مفاهیم ابتدایی برنامه نویسی Scratch کاربرد بهتری دارد. یادگیری ++C را بعد از دو زبان برنامه نویسی Robotic قبل موکول کنید. کودکان از سنین پایین می توانند یادگیری برنامه نویسی Robotic را شروع کنند. معمولا آموزش های مبتنی بر بازی و سرگرمی، نتیجه بهتری برای این گروه سنی دارند.

اصطلاح «Robot» از کلمه مربوط به کشور چک، یعنی «Robota» مشتق شده است. این کلمه اولین بار در نمایش تئاتری در سال ۱۹۲۰ به نام «ربات‌های جهانی شرکت راسوم» و برای خطاب قرار دادن کاراکترهای نمایش به کار گرفته شد. این کاراکترها کارگران تولید انبوه شده‌ای بودند که قابلیت تفکر خلاق نداشتند. 5 سال است افتخار این را داریم که به شما خدمات خوبی در زمینه آموزش برنامه نویسی و ورود به بازار کار ارائه دهیم. برای بهبود عملکرد برنامه‌های اتوماسیون، می‌توان از تکنیک‌هایی مانند بهینه‌سازی کد، استفاده از ابزارهای مانیتورینگ و اجرای وظایف به صورت موازی استفاده کرد.

در ادامه، برنامه‌ نویسی robotic برای کودکان بر تعامل و همکاری تأکید دارد. کارگاه‌ ها و فعالیت‌ های گروهی به کودکان این فرصت را می‌ دهند که در حین کار بر روی پروژه‌ های رباتیک، مهارت‌ های ارتباطی و کار تیمی خود را توسعه دهند. این تجربیات مشترک نه تنها به آن‌ ها کمک می‌ کند تا بیاموزند چگونه با دیگران همکاری کنند بلکه به آن‌ ها اجازه می‌ دهد تا از نقطه نظرات مختلف به مسائل نگاه کنند و راه‌ حل‌ های خلاقانه‌ تری را کشف کنند. برنامه‌ نویسی robotic فرآیند طراحی و توسعه نرم ‌افزارهایی است که برای کنترل و هدایت ربات‌ ها استفاده می‌شود. این برنامه‌ ها به ربات‌ ها دستور می‌دهند که چگونه وظایف مختلف را انجام دهند، از جمله حرکت، حس کردن محیط، و تعامل با اشیاء و انسان‌ ها. آموزشگاه رباتیک ایران به ایجاد یک شبکه قوی از فارغ التحصیلان و نوآوران در حوزه رباتیک کمک می‌کند.

ساخت رباتیک بی‌شک یکی از جذاب‌ترین و مفیدترین اختراعات هستند و آموزش رباتیک برای کودکان و نوجوانان از هیجان‌انگیزترین آموزش‌ها است. زبان برنامه نویسی رباتیک برای افراد مبتدی و کودکان می تواند دارای پیچیدگی های کمتری باشد. مفاهیم پیشرفته تر برنامه نویسی در JAVA وجود دارد که برای دانش آموختگان بسیار مفید است. جاوا هم مثل پایتون قابلیت پشتیبانی از کتابخانه های رباتیک را دارد. برنامه نویسی در این آموزش ها وجود دارد اما دارای پیچیدگی های کمتری است.

ماموریت ما این بود که این فرصت را به جوامع کم‌برخوردار و افرادی که به طور عمده دسترسی محدودی به آموزش رباتیک دارند، ارائه دهیم. امروزه، با بهره‌گیری از فناوری، توانمندی ارسال آموزش رباتیک به تمام نقاط کشور را ایجاد کرده‌ایم. دوره‌های آنلاین رباتیک ما نه تنها به شما در صرفه‌جویی زمان کمک می‌کند، بلکه امکان یادگیری بدون محدودیت مکانی را نیز برای شما و فرزندانتان فراهم می‌آورد. نرم‌افزاری که برای این آموزش نوشته شده است، یک ربات جستجوگر واقعی را به نام Khepera شبیه‌سازی می‌کند، اما می‌توان آن را برای دسته‌ای از ربات‌های متحرک با ابعاد و حسگرهای مختلف سازگار ساخت. با توجه به اینکه سعی شده است تا این شبیه‌ساز تا حد امکان مشابه قابلیت‌های ربات واقعی باشد، منطق کنترل را می‌توان با کمترین بازسازی در یک ربات Khepera واقعی بارگذاری کرد و عملکردش مشابه ربات شبیه‌سازی شده خواهد بود.

استفاده از زبان C++ و زبان C به اندازه زبان هایی مثل پایتون یا متلب آسان نیست. چرا که برای پیاده سازی توابع در این زبان ها، ممکن است به وقت بسیار بیشتری نیاز باشد. چیزی که باعث می شود C و C++ برای رباتیک مناسب باشند، Real-time Performance یا عملکرد آنی است. به همین دلیل می توان آن ها را نزدیک ترین زبان به یک زبان استاندارد برای رباتیک در نظر گرفت. با پیشرفت هوش مصنوعی، ربات‌ها خودمختارتر شده و قادر به انجام وظایف پیچیده بدون دخالت انسان می‌شوند. رباتیک گروهی یک حوزه است که در آن چند ربات با یکدیگر همکاری می‌کنند تا یک کار را تکمیل کنند.

جامعه کاربری فعال پایتون به توسعه‌دهندگان کمک می‌کند تا به منابع آموزشی، مستندات و تجربیات دیگران دسترسی داشته باشند و به راحتی مشکلات خود را حل کنند. پایتون امکان اسکریپت‌نویسی ساده و موثر را فراهم می‌کند که برای انجام وظایف تکراری و زمان‌بر بسیار مناسب است. در این پروژه، با استفاده از ROS یک ربات ساده را کنترل می‌کنیم و دستورات حرکتی را به آن ارسال می‌کنیم. این پروژه شامل نصب و پیکربندی ROS و نوشتن اسکریپت‌های پایتون برای کنترل ربات است. طراحی ربات هوشمند از نظر الکترونیکی معمولا به ۶ دسته تقسیم می‌شود. علم الکترونیک به بررسی ادوات الکترونیک، مدارات آنالوگ، منطق دیجیتال و میکروکنترلر‌ها (Microcontroller) می‌پردازد.

با کسب تجربه بیشتر در برنامه نویسی رباتیک، می‌توانید تکنیک‌های پیشرفته‌تری را برای بهبود عملکرد و قابلیت‌های ربات‌های خود به کار بگیرید. ماشین مجازی جاوا دستورالعمل‌ها را در طول زمان اجرای کد، تفسیر می‌کند و یک زبان برنامه نویسی سریع، قابل اعتماد و ایمن است که ویژگی‌های زیادی را در اختیار ربات‌ها برای انجام کارهای انسان قرار می‌دهد. Python به عنوان یک زبان برنامه نویسی سطح بالا در نظر گرفته می‌شود و در مقایسه با سایر زبان‌های برنامه‌نویسی مانند جاوا یا سی و سی پلاس پلاس کدنویسی کمتری دارد و باعث صرفه‌جویی در زمان می‌شود. برنامه نویسی رباتیک با پایتون یا سی پلاس پلاس چیست؟ کاربرد پایتون در برنامه نویسی رباتیک را نام ببرید. استفاده از C/C++ در برنامه نویسی رباتیک به اندازه پایتون یا متلب ساده نیست. اجرای همان عملکرد با استفاده از C ممکن است بسیار بیشتر طول بکشد و به خطوط کد بیشتری نیاز دارد.

با نصب این چرخ بر روی موتور، چون در هر ثانیه ۲ بار گردش می‌کند، ربات مسافت 125٫۶ سانتی متر را طی می‌کند. در واقع ربات در زبان انگلیسی برای توصیف هر ساختاری که عمل خاصی را به صورت اتوماتیک انجام می‌دهند، به کار می‌رود. برای مثال یک باز‌کننده در اتوماتیک، عمل باز کردن در را می‌تواند به صورت اتوماتیک انجام دهد. در عمل این نوع ماشین‌ها، بیشتر با عنوان وسایل مکاترونیک (Mechatronic) شناخته می‌شوند و زیرمجموعه‌ای از ربات‌های خودگردان هستند. زبان برنامه نویسی Java به توسعه دهندگان این امکان را می دهد که کدهای مشابه را روی ماشین های مختلف اجرا کنند.