رباتیک پیشرفته

فناوری رباتیک در حال حاضر یکی از فناوری های حیاتی در زمینه های مختلف جامعه مورد توجه قرار گرفته است و در آینده نیز نقش بسزایی خواهد داشت. این مقاله به بررسی قابلیت ها و کاربردهای آینده رباتیک در افق سال 1414 می پردازد. در این مطالعه، اهمیت استفاده گسترده از ربات ها و تأثیر آن بر زندگی روزمره و جوامع در آینده مورد بررسی قرار می گیرد. این مقاله با تمرکز بر نوع و قابلیت ها و همچنین کاربردهای فعلی و آینده ربات ها، یک دیدگاه جامع را به خواننده ارائه می دهد. با توجه به پیشرفت های تکنولوژی، ربات ها قادر به انجام وظایف پیچیده و متنوع در محیط های مختلف خواهند بود. مسئله اصلی این تحقیق، شناسایی قابلیت ها و کاربردهای آینده ربات ها است. برای این منظور، با استفاده از روش برگزاری جلسات طوفان فکری و مصاحبه با افراد متخصص، 84 مضمون مرتبط با قابلیت ها و کاربردهای آینده ربات ها استخراج شدند و سپس با استفاده از روش دلفی دو مرحله ای، 50 مضمون به عنوان نتایج نهایی گزارش شدند. نتایج نشان می دهند که در آینده، سه کاربرد اصلی ربات ها شامل پردازش پیشرفته داده های محیطی، افزایش استانداردهای زندگی بشر، کاوش و استخراج منابع فضایی ؛ و سه قابلیت برتر ربات ها عبارتند از هوش مصنوعی، تعامل با انسان و پایداری در شرایط سخت می باشد.

 در این مقاله با استفاده از متغیرهای کمکی ساختار کلی مدل دینامیکی یک ربات متحرک فضایی با N لینک انعطاف پذیر و N مفصل لولا، که مجموعه ای از 5N+6 معادله دیفرانسیل جزئی کوپل غیرخطی به همراه شرایط مرزی است، ارائه شده است. از بیان نیروها و گشتاورهای ناپایستار صرف نظر شده است، ولی اگر در نظر آورده شوند، ساختار کلی مدل دینامیکی عوض نخواهد شد. پایه ربات جسم صلب شش درجه آزادی در فضا ست و هر لینک آن، به عنوان یک تیر اویلر برنولی، کلیه درجات آزادی فضایی الاستیک؛ یعنی کشش، فشار، پیچش و دو خمش فضایی را دارد. لینکها از ماده ایزوتروپیک الاستیک خطی ساخته شده و بسیار دقیق تر از تیر اویلر برنولی سه بعدی غیرخطی مدل شده اند، به طوری که نه تنها گرایش الاستیک سیستم مختصات سطح مقطع لینکها بزرگ است، بلکه هنگامی که گرایش الاستیک آنها کوچک منظور می شود، باز هم دقت مدلسازی آنها بیشتر از تیر اویلر برنولی سه بعدی غیرخطی باقی می ماند. این یافته ها تئوریهای تیر اویلر برنولی دو بعدی و سه بعدی غیرخطی را که در آن گرایش الاستیک سیستم مختصات سطح مقطع عملاً کوچک است، ارتقا داده اند. تاکنون لئونارد اویلر (1707-1783 میلادی) نقش مهمی در تحلیل ارتعاشات تیرها و پایداری ستونها داشته است. تیر اویلر برنولی صلب ترین مدل برای تیرهاست و در آن تخت باقی ماندن سطح مقطع به فرض برنولی (1700-1782 میلادی) معروف است. تا قبل از نگارش مقالات در این زمینه [1، 3 و 7 ]، به اشکالات موجود در فرمولاسیون تئوریهای تیر اویلر برنولی دو بعدی و سه بعدی غیرخطی توجهی نشده بود. این موضوع کاربرد مهندسی و آموزشی قابل توجهی دارد.