روبات­ها را می­توان در تقسیم بندی دیگری از لحاظ کاربرد آنها قرار داد که از این بین می­توان به روبات­های صنعتی[5]، روبات­های خانه دار، روبات­های پزشکی[6]، روبات­های سرویس دهنده، روبات­های نظامی، روبات های سرگرمی و … اشاره کرد.

همچنین روبات­ها از نظر سامانه حرکتی نیز قابل تقسیم بندی هستند که به طور خلاصه به صورت زیر قابل تقسیم می باشند:

– روبات های ایستا[7] (غیر متحرک)

– روبات های متحرک[8]

– روبات های فضانورد

– روبات های پرنده

– روبات های دریا نورد

– سایر روبات ها

دسته اول روبات­های ایستا می­باشند( شکل­1-1). بیشتر روبات های صنعتی موجود در کارخانه­ها ازین دست می باشند. بازوهای روباتیک[9] و همچنین روبات­های پردازشگر و ابر محاسباتی[10] از این دست روبات می باشند.

دسته بعدی روبات­های متحرک می باشند که بر روی زمین حرکت می کنند. این گروه شامل طیف گسترده­ای از روبات­ها می باشد:

– روبات های چرخ دار

– روبات های زنجیردار

– روبات های پا دار

• روبات های دوپا (انسان نما)
• روبات های سه پا
• روبات های چهارپا

– دیگر موارد

روبات­ها را می­توان در تقسیم بندی دیگری از لحاظ کاربرد آنها قرار داد که از این بین می­توان به روبات­های صنعتی[5]، روبات­های خانه دار، روبات­های پزشکی[6]، روبات­های سرویس دهنده، روبات­های نظامی، روبات های سرگرمی و … اشاره کرد.

همچنین روبات­ها از نظر سامانه حرکتی نیز قابل تقسیم بندی هستند که به طور خلاصه به صورت زیر قابل تقسیم می باشند:

– روبات های ایستا[7] (غیر متحرک)

– روبات های متحرک[8]

– روبات های فضانورد

– روبات های پرنده

– روبات های دریا نورد

– سایر روبات ها

دسته اول روبات­های ایستا می­باشند( شکل­1-1). بیشتر روبات های صنعتی موجود در کارخانه­ها ازین دست می باشند. بازوهای روباتیک[9] و همچنین روبات­های پردازشگر و ابر محاسباتی[10] از این دست روبات می باشند.

دسته بعدی روبات­های متحرک می باشند که بر روی زمین حرکت می کنند. این گروه شامل طیف گسترده­ای از روبات­ها می باشد:

– روبات های چرخ دار

– روبات های زنجیردار

– روبات های پا دار

• روبات های دوپا (انسان نما)
• روبات های سه پا
• روبات های چهارپا

– دیگر موارد

شکل ­1-2 نشان دهنده نمونه­های مختلف از روبات­های متحرک بر روی زمین است. دسته بعدی روبات­های فضانورد هستند که مخصوص فعالیت در فضاهای کم گرانش طراحی می­شوند و مخصوص انجام ماموریت در سطح کرات دیگر و یا ایستگاه­های فضایی می­باشند. روبات­های کاوشگر فضایی از نمونه­های این دسته هستند.

روبات­های پرنده دسته بعدی روبات­ها هستند که پهباد­ها، هواپیما و بالگرد­های بدون سرنشین از جمله این روبات­ها هستند. و در نهایت دسته آخر همان­گونه که از نام آن پیداست مخصوص حرکت در سطح یا زیر آب طراحی می­شوند. روبات­های دریانورد شامل انواع زیر­دریایی­ها، قایق­ها، و روبات­های ماهی می­باشد. شکل های­1-3، 1-4 و1-5 به ترتیب نشان دهنده نمونه هایی از روبات های فضانورد، پرنده و دریانورد می باشند. همانطور گه از تصاویر و توضیحات مشخص است، حوزه عملکرد روبات­ها در طراحی سامانه حرکتی آن نقش مستقیم دارد.

2-1- روبات های انسان نما

از میان تقسیم بندی­های گوناگون ارائه شده در حیطه روباتیک، یکی از پرکاربردترین و مهمترین روبات­ها، روبات انسان­نما می­باشد که از نظر تقسیم ­بندی در دسته روبات های پادار دوپا قرار می­گیرد. این روبات­ها یکی از جذاب­ترین و در عین حال پیچیده­ترین حوزه های تحقیق در علوم روباتیک هستند [1-3]. درجه آزادی[1] بالا، دینامیک پیچیده و مسائل تعادلی این روبات را به یکی از پیچیده­ترین روبات­ها تبدیل کرده است به طوری که تحلیل و مدل­سازی آن به آسانی امکان پذیر نمی ­باشد.

روبات انسان­نما همانطور که از نام آن پیداست به روبات خودکاری گفته می­ شود که شبیه انسان است. به این معنا که از لحاظ ظاهری دارای دو دست، دو پا و سر باشد. البته این شباهت به فراخور کاربرد می ­تواند بیشتر وارد جزئیات شود به این صورت که چشم، دهان، انگشتان و سایر اجزای بدن نیز به آن افزوده شود (شکل1-6). همچنین این روبات دارای حسگرهای[2] پیشرفته­ای جهت درک محیط اطرافش می­باشد و دارای پردازشگرهایی پیشرفته جهت پردازش داده ­های دریافتی از محیط است. با پیاده­سازی الگوریتم­های پیشرفته و استفاده از حسگر­ها، این روبات قادر خواهد بود به تقلید رفتارهای انسانی دیدن، شنیدن، یادگیری از محیط و دیگر توانایی­های ذهنی انسان نیز بپردازد. به طور مثال با بهره گرفتن از حسگر بینایی[3] و الگوریتم­های مربوطه می ­تواند افراد یا اشیا را در محیط تشخیص دهد، به سمت آنها حرکت کند، اشیا را جا­به­جا کند یا با بهره گرفتن از حسگر شنوایی و الگوریتم­ها و سیستم­های پردازش گفتار، به گفت و گو با انسان بپردازد و توانایی­هایی دیگر ازین دست. به همین دلیل این شاخه از روباتیک به یکی از جذاب­ترین و به روزترین شاخه­های این علم تبدیل شده است که ذهن دانشمندان زیادی را به خود مشغول کرده است و همچنین کشورهای پیشرفته سرمایه گذاری های فراوانی در این زمینه انجام داده ­اند.

[1] Degrees Of Freedom

[2] Sensor

[3] Vision Sensor

[1] Robotic

[2] Artificial Intelligence

[3] Natural Intelligence

[4] Natural Robots

[5] Industrial Robots

[6] Medical Robots

[7] Static Robots

[8] Dynamic Robots

[9] Robotic Arms

[10] Computational Cloud

شکل ­1-2 نشان دهنده نمونه­های مختلف از روبات­های متحرک بر روی زمین است. دسته بعدی روبات­های فضانورد هستند که مخصوص فعالیت در فضاهای کم گرانش طراحی می­شوند و مخصوص انجام ماموریت در سطح کرات دیگر و یا ایستگاه­های فضایی می­باشند. روبات­های کاوشگر فضایی از نمونه­های این دسته هستند.

روبات­های پرنده دسته بعدی روبات­ها هستند که پهباد­ها، هواپیما و بالگرد­های بدون سرنشین از جمله این روبات­ها هستند. و در نهایت دسته آخر همان­گونه که از نام آن پیداست مخصوص حرکت در سطح یا زیر آب طراحی می­شوند. روبات­های دریانورد شامل انواع زیر­دریایی­ها، قایق­ها، و روبات­های ماهی می­باشد. شکل های­1-3، 1-4 و1-5 به ترتیب نشان دهنده نمونه هایی از روبات های فضانورد، پرنده و دریانورد می باشند. همانطور گه از تصاویر و توضیحات مشخص است، حوزه عملکرد روبات­ها در طراحی سامانه حرکتی آن نقش مستقیم دارد.

2-1- روبات های انسان نما

از میان تقسیم بندی­های گوناگون ارائه شده در حیطه روباتیک، یکی از پرکاربردترین و مهمترین روبات­ها، روبات انسان­نما می­باشد که از نظر تقسیم ­بندی در دسته روبات های پادار دوپا قرار می­گیرد. این روبات­ها یکی از جذاب­ترین و در عین حال پیچیده­ترین حوزه های تحقیق در علوم روباتیک هستند [1-3]. درجه آزادی[1] بالا، دینامیک پیچیده و مسائل تعادلی این روبات را به یکی از پیچیده­ترین روبات­ها تبدیل کرده است به طوری که تحلیل و مدل­سازی آن به آسانی امکان پذیر نمی ­باشد.

روبات انسان­نما همانطور که از نام آن پیداست به روبات خودکاری گفته می­ شود که شبیه انسان است. به این معنا که از لحاظ ظاهری دارای دو دست، دو پا و سر باشد. البته این شباهت به فراخور کاربرد می ­تواند بیشتر وارد جزئیات شود به این صورت که چشم، دهان، انگشتان و سایر اجزای بدن نیز به آن افزوده شود (شکل1-6). همچنین این روبات دارای حسگرهای[2] پیشرفته­ای جهت درک محیط اطرافش می­باشد و دارای پردازشگرهایی پیشرفته جهت پردازش داده ­های دریافتی از محیط است. با پیاده­سازی الگوریتم­های پیشرفته و استفاده از حسگر­ها، این روبات قادر خواهد بود به تقلید رفتارهای انسانی دیدن، شنیدن، یادگیری از محیط و دیگر توانایی­های ذهنی انسان نیز بپردازد. به طور مثال با بهره گرفتن از حسگر بینایی[3] و الگوریتم­های مربوطه می ­تواند افراد یا اشیا را در محیط تشخیص دهد، به سمت آنها حرکت کند، اشیا را جا­به­جا کند یا با بهره گرفتن از حسگر شنوایی و الگوریتم­ها و سیستم­های پردازش گفتار، به گفت و گو با انسان بپردازد و توانایی­هایی دیگر ازین دست. به همین دلیل این شاخه از روباتیک به یکی از جذاب­ترین و به روزترین شاخه­های این علم تبدیل شده است که ذهن دانشمندان زیادی را به خود مشغول کرده است و همچنین کشورهای پیشرفته سرمایه گذاری های فراوانی در این زمینه انجام داده ­اند.

[1] Degrees Of Freedom

[2] Sensor

[3] Vision Sensor

[1] Robotic

[2] Artificial Intelligence

[3] Natural Intelligence

[4] Natural Robots

[5] Industrial Robots

[6] Medical Robots

[7] Static Robots

[8] Dynamic Robots

[9] Robotic Arms

[10] Computational Cloud