مستخدم:Farahtalal669/ملعب
نظرة عامة عن الروبوت[عدل]
هناك جدال قائم بين العلماء واللغويين على حد سواء بشأن التعريف الدقيق للروبوت، فالبعض يقول بإطلاق هذه الصفة على كل آلة يُمكن للإنسان السيطرة عليها وتحريكها عن بعد، بينما لا يوافق البعض الآخر على هذا، وحجتهم أن تلك الآلات، على شاكلة السيارة أو الطائرة ذات التحكم عن بعد، لا يمكن اعتبارها روبوتا لعدم امتلاكها المقدرة على التفكير واتخاذ القرار بنفسها، ويورد هؤلاء مثالاً بأنه إذا كان باستطاعة تلك الآلة أن تتصرف وفق برنامج معد سلفًا بابتعادها عن حاجز خطوتين إلى الوراء والاتجاه نحو اليمين أو اليسار والاستمرار بالتقدم، فإن هذا يجعل من الممكن إطلاق صفة إنسالة حقيقية عليها. ويتضح من هذا أن الفكرة الأساسية التي يتمسك بها أصحاب هذا الرأي هي أن الانسالة الحقيقية حسب اعتقاد البعض يجب أن تمتلك ذكاء اصطناعي وأن تكون لها القدرة على تمييز الأنماط والتعرف على النظم والاستدلال والاستنتاج.
العلم الأساسي الذي تصنع وفقه الروبوتات هو علم الروبوتيك، وعلم الروبوتيك علم يهتم ببناء آلات مؤتمتة تستخدم لأداء مهمة معينة، ويعرف أيضاً بأنه تقاطع لأربعة علوم أساسية هي الرياضيات والهندسة الميكانيكية والمعلوماتية وأخيراً العلوم، ويقصد بها العلم أو المجال الذي يقوم الروبوت بخدمته.
هناك أنواع عديدة من الإنسان الآلي، منها ما يُستعمل في القطاع الصناعي، وهي تكون عبارة عن أجهزة أوتوماتيكية يمكن تطويعها وإعادة برمجتها، وتتحرك على ثلاثة محاور أو أكثر، ويُستعمل السواد الأعظم من هذه الإنسالات في الشركات الصناعية الكبرى لغرض لحم المعادن والصباغة والكوي والالتقاط ونقل الأجسام ومراقبة جودة أو صلاحية المنتجات النهائية، كما تُستخدم في تجميع أجزاء السيارات في المصانع. وهذه الإنسالات مبرمجة عادةً لتنفيذ مهامها بصورة سريعة مكررة ودقيقة، وقد تمت إضافة ما يسمى بالرؤية الحاسوبية (بالإنجليزية: Computer vision) لهذه الإنسالات خلال السنوات الأولى من العقد الأول للقرن الحادي والعشرين، الأمر الذي جعلها تتمتع بنوع من الاستقلالية والمرونة في تنفيذ المهام المبرمجة، وذلك عن طريق فهمها وتحليلها للصور التي تستقبلها في حاسوب خاص مثبت بداخلها.وهناك من أشكال الإنسان الآلي ما هو قادر على الحركة والقيادة من تلقاء نفسه، ومنها الطائرة بدون طيار، والطائرات ذات التحكم الذاتي ذات الشبكات العصبونية الاصطناعية، ولعل أبرز هذه الأنواع هي الانسالتان اللتان أرسلتهما وكالة الفضاء الدولية في عام 2004 إلى سطح المريخ. وهناك من الإنسالات ما هو قادر على إعادة تجميع نفسه بصورة شبه مستقلة، كأن يقوم بتصغير حجمه للمرور خلال نفق ضيق، وهذه الانسالات تحوي في نموذجها عدة روابط إضافة إلى وحدة المعالجة المركزية ومستقبلات الإيعزات وذاكرتها الخاصة، وهذه الانسالات قادرة على بعض الحركات شبه الطيعة، لاحتواءها على وحدة مرنة، وهي تقوم بذلك إما عن طريق تحويل طاقة الهواء المضغوط في إسطوانات إلى حركات خطية أو دورانية، أو عن طريق تحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة حركية. وهناك أساليب متطورة أخرى تم ابتكارها لتحريك الإنسالات، منها أسلوب جهاز المرآة الدقيقة الرقمي (بالإنجليزية: Digital micromirror device) الذي أعلن عنه لأول مرة في عام 1987 وكانت فكرته قائمة على نصب عدة آلاف من المرايا الدقيقة في الإنسالة لتتجاوب مع عنصر الصورة، لإضافة مرونة أكثر في حركة وردة فعلها.
هناك أيضاً أنواع من الروبوتات مخصصة للقيام بالأعمال المنزلية، وتعليم الأطفال ولعب الشطرنج. وهذا النوع من الإنسالات يطلق عليها تسمية الروبوت الاجتماعية (بالإنجليزية: Social robot) وهي تتمتع بدرجة عالية من الاستقلالية. ويُلاحظ أنه لا يمكن إطلاق مصطلح الإنسالة الاجتماعية على الأداة التي يتحكم بها الإنسان من بعيد، إذ يجب على الانسالة الاجتماعي النجاح في "اختبارين رئيسيين" لتصنيفه على أنه من النوع الاجتماعي:
- اختبار تورنغ: وهو اختبار لمعرفة ما إذا كان يمكن تسمية النظام الانسالي بالنظام الذكي. وضع هذا الاختبار عالم الرياضيات البريطاني آلان تورنغ (1912 - 1954) وهو عبارة عن حوار مع الإنسالة، إذا لم يستطع المختبر الجزم 100% من أن الإجابة كانت إجابة إنسانية أو إنسالية، فإن الاختبار يعتبر ناجحاً والانسالة ذكية.
- اختبار إسحاق أسيموف: وهو اختبار يهدف لتبيان مدى التزام الانسالة بما يسمى بقوانين الروبوتيات (بالإنجليزية: laws of robotics)، وهذه القوانين هي:
- يجب ألا يتسبب الانسالة في حدوث أي أذى للإنسان البشري.
- يجب أن يطيع أوامر الإنسان إلا أن تعارض ذلك مع القانون الأول.
- يجب أن يدافع عن نفسه إلا أن تعارض هذا مع القانونين الأول والثاني.
من النادر أن تصمم الإنسالات على شكل كائن بشري كامل، ويمكن القول بأن الإنسالة هي جهاز أو آلة يمكنها أن تحل محل الإنسان في بعض المواقف، ويتوقف شكلها الخارجي على المهمة التي صنعت من أجلها. إن الجسم البشري جهاز عضوي ذو قدرات عالية يستطيع القيام بالعديد من الوظائف. ويمكن للإنسالة أن تقوم بمهام خاصة قد تثير السأم لدى الإنسان، أو تستغرق وقتاً طويلاً جداً أو تمثل ممارستها خطورة على حياة البشر، ومن ثم فيتم تصنيع الإنسالة لأداء أعمال محدودة.
فكرة الروبوت عبر العصور[عدل]
يمكن تقفي جذور الروبوت الحديث، إلى أجهزة آلية اخترعت في الماضي البعيد وأطلق عليها "الآلات ذاتية الحركة". ففي طيبة في عهد قدماء المصريين حوالي عام 1500 قبل الميلاد، ابتُكر تمثال للملك ممنون كان يُصدر أصواتًا موسيقية جميلة كل صباح. وفي اليونان - خلال القرن الرابع ق.م. - اخترع أركيتاس عالم الرياضيات، حمامة آلية قادرة على الطيران. وفي القرن الثالث قبل الميلاد، اخترع ستيسيبيوس العديد من الأجهزة الآلية ومنها آلة موسيقية تشبه الأرغن تعمل بالمياه، إضافة إلى ساعة مائية، ولم تكن هذه أول ساعة مائية في التاريخ، فقد عرفها قدماء المصريون سابقًا، ولكن تميزت ساعة ستيسيبيوس بأنها كانت مزودة بجهاز يجعل من مستوى المياه ثابتًا، وكانت تعمل بنفس طريقة الغرفة العائمة في مازج السيارات الحديثة.كان هيرون الإسكندراني (10–70 م) أحد المخترعين الأفذاذ في مجال الإنساليات، فقد اخترع آلات تعمل بتدفق المياه، وبالثقل وحتى بالبخار، ومن أهم اختراعاته آلة تعتبر حاليًا بمثابة الشكل الأول للعنفة التي تُدار بقوة البخار، كما صمم آلة ميكانيكية توزع المياه المقدسة، وطائرًا آليًا قادر على الطيران والشرب والتغريد، إضافة إلى مسرح آلي، وتمثالاً متحركًا لهرقل وهو يصارع التنين، عن طريق تدفق المياه داخله. وشرح هيرون الإسكندري وظيفة معظم هذه الأجهزة الآلية في كتابه الذي حمل عنوان "automatopoietica"، وعبر القرون التالية، ظهرت مخترعات رائعة في الشرق الأقصى والأوسط، في الصين، وفي الهند وفي اليابان وفي شبه الجزيرة العربية. وفي كتاب رسالة الجزري الذي يتضمن سردا للأجهزة الآلية التي اخترعها العرب - وصف لأحد هذه الأجهزة والتي أطلق الجزري عليها "نافورة الطاووس"، وقد كانت تستخدم في غسل الأيدي، فتقدم المياه والصابون والمنشقة آليًا. وبسبب هذا الاختراع يطلق على الجزري لقب "أبي الإنسان الآلي".
أما في أوروبا، فبرزت فكرة الإنسالات القادرة على تسهيل حياة البشر خلال القرون الوسطى، وذلك عندما قام الفيلسوفان ألبرت فاجنوس وروجر باكون بدراسة الآلات ذاتية الحركة، وصناعة البعض منها. وأدى اختراع الساعة الآلية في أواخر القرن الثالث عشر، إلى إمداد الآلات الذاتية الحركة بالقوة الميكانيكية اللازمة لها، وهكذا أمكن اختراع الساعة التي تدق الأجراس لتعلن الوقت. وفي القرن الثامن عشر، أنتج صناع الألعاب عددًا كبيرًا من الآلات ذاتية الحركة ذات الشكل الإنساني، القادرة على الكلام وعزف الموسيقى والكتابة وحتى لعب الشطرنج. ومن أشهر المخترعين لهذه اللعب رجل فرنسي اسمه جاك دي فوكاسون، الذي صمم نولاًُ نسيجيًا آليًا، وفي عام 1801 استخدم هذا التصميم مخترع فرنسي آخر يدعى جوزيف ماري جاكار، لينتج نولاً للنسيج يعمل بتحكم مجموعة من البطاقات المثقبة. وفي القرن الثامن عشر اُستخدم جهازين آليين آخرين، تطبيقًا لمبدأ التغذية الراجعة (بالإنجليزية: feed back) التي تعتبر شرطًا أساسيًا لنظم الرقابة الآلية ذاتية التغذية. وكان أحد هذان الجهازان عبارة عن مروحة الطاحونة الهوائية التي تبقي الريش متجهة نحو الريح ومن ثم تستمر الطاحونة الهوائية في الدوران، أما الجهاز الثاني فكان المنظم والمتحكم الآلي للمحرك البخاري، وهو الذي يجعله مستمرًا في الدوران بسرعة ثابتة.
الانسالة جورج[عدل]
كان جورج من أوائل الانسالات التي ظهرت، وذلك في في عام 1913 على يد المهندس الكهربائي إلمر سبيري مؤسس شركة سبيري للكهربائيات. خُصصت تلك الإنسالة لقيادة الطائرات، وكان النموذج الأول منها عبارة عن بوصلة مغناطيسية مرتبطة مع جهاز لقراءة الارتفاع وجهاز يؤشر إلى الاتجاه الذي تسير فيه الطائرة (جيروسكوب)، وتميز ذلك الجيروسكوب بأنه كان يظل محافظًا على الاتجاه الذي تسير فيه الطائرة، مما كان يترك المجال للطيارين البشر العهدة بمسؤولية الطيران إلى الانسالة جورج، وبمجرد أن تستقر الطائرة في الاتجاه الصحيح لرحلتها، يُقدم جورج على اتخاذ الإجراءات التصحيحية فورا بحال حصول أي تغير رأسي أو أفقي في وضعية الطائرة. قام المخترع الأمريكي إلمر سبيري (1860 - 1930) بتجربة هذا الطيار الآلي على الملأ عن طريق قيادته لطائرة ويداه مرفوعتين في الهواء. في عام 1954 صُممت أول إنسالة صناعية على يد المهندس جورج ديفول (مواليد 1912)، الذي يعتبر أحد رواد مخترعي الإنسالات، وكانت المهمة الرئيسية لهذا الروبوت التقاط وتحريك الأجسام الثقيلة من مكان لآخر، وتم تطويرها لاحقًا للقيام بتلحيم المعادن.
نظم الروبوت[عدل]
يمكن مقارنة أجزاء ونظم الروبوت بمثيلاتها في الجسم البشري، فالآذان والحنجرة البشرية تُستبدل بمذياع يحوّل موجات الصوت إلى نبضات كهربائية بينما يقوم مكبر صوت آخر بالعملية العكسية. وتقوم خلية كهروضوئية أو آلة تصويرية تلفازية بتحويل موجات الضوء إلى نبضات كهربائية، وهي بهذا تكون بديلة عن العين البشرية. والنبضات الكهربائية التي تصدر عن المذياع أو آلة التصوير في الانسالة، تتشابه والرسائل العصبية والنبضات المتدفقة عبر الجهاز العصبي للإنسان، وهي تتحرك في الانسالة بواسطة أسلاك من نحاس أو عن طريق الدوائر الكهربائية المطبوعة على صفيحة السليكون، وبدلا من الأوعية الدموية في الإنسان فإن الانسالة تحتوي على شبكة من الأنابيب فيها سوائل ذات قوة ضغط معينة، حيث تتحرك الأخيرة عن طريق الضغط الهيدورليكي لهذه السوائل.
الأنظمة البصرية في الروبوت[عدل]
كانت العين في الانساليات القديمة عبارة عن آلة تصويرية تنقل المعلومات المرئية إلى البرمجيات لغرض تحليلها، وكانت إنسالات هذا النموذج تواجه صعوبة في تمييز ما إذا كانت تتحرك نحو الأمام أو بشكل دائري في حلقة مفرغة، وكان سبب هذه الصعوبة هو اعتمادها على عين واحدة. إنكب الباحثون منذ عام 2003 على ابتكار إنسالة يمكنها الاعتماد على أكثر من عين واحدة، حتى تتمكن من الحراك بفعالية أكبر، ويُشبه الباحثون الأسلوب القديم للرؤية في الانسالة بالنظر من خلال إسطوانة ضيقة يصعب فيها الحصول على رؤية شمولية خاصة عند الالتفات، والحل حسب الباحثين في جامعة ميريلاند في الولايات المتحدة هو نصب عين متطورة في مؤخرة الجزء العلوي من الإنسالة، وهذه الأخيرة عبارة عن 9 آلات تصوير رقمية بجم كرة قدم مصغرة، يُطلق عليها "عين أرغوس" (بالإنجليزية: Argus eye) تيمنا بالإله اليوناني الذي كان جسده مغطى بمئات العيون. تختلف نظم العين في الإنسالة حسب نوعها، ففي الإنسالات البسيطة يكون نموذج العين عبارة عن مقاومة كهربائية إلى آلات تصويرية فائقة الدقة مزودة ببرمجيات معالجة الضوء (بالإنجليزية: light detection and processing systems) في الانسالة ات المتطورة، ويفضل العلماء محاكاة نموذج عين الحشرات لصناعة وتصميم الأعين الانسالية وذلك لصغر حجم الدماغ ومركز معالجة المرئيات في عقل الحشرات، المماثل لذاك الخاص بالإنسالة. تحتوي الأعين الانسالية في إنسالة "سبيرت" الموجودة على سطح المريخ على آلة تصوير بانورامية (بالإنجليزية: Pancam) قادرة على الالتفاف 360 درجة ونقل صورة شمولية للسطح المحيط بها. يبلغ وزن هذه الآلة 270 غرامًا وحجمها بقدر قبضة اليد وباستطاعتها إنتاج صور يصل مقدار العنصر فيها إلى 24,000 بكسل.
اللغة الإنسالية[عدل]
إن نظام تمييز وتحليل الأصوات المسموعة في الإنسالة هو عبارة عن تحويل للإشارات الصوتية التي يتم التقاطها بواسطة المذياع إلى مجموعة من الكلمات المكتوبة المفهومة للإنسالة، والمخزونة في برمجياتها، التي تقوم بدورها بتحليل ومحاكاة فهم اللغات الطبيعية. ويُطلق على هذه العملية "معالجة اللغات الطبيعية". وهناك العديد من التقنيات المستخدمة في تمييز وتحليل الأصوات منها: الشبكات العصبونية الاصطناعية والشبكات العصبونية أمامية التغذية خلفية النقل والتحويل الفوريي السريع والشبكات العصبونية العادية. كذلك يمكن زرع ما يُسمى ببرمجيات تمييز المحادثة (بالإنجليزية: Speech Recognition Software) ونموذج العتاد الصلب لتمييز المحادثة (بالإنجليزية: Speech Recognition Hardware Module) في الإنسالة حتى تستطيع التعرّف على الأصوات المحيطة وتحليلها، وتُعتبر الأولى أكثر تطورًا من الثانية، إلا أنها لا تحلل سوى لغات محدودة.
ومن الأمثلة على التواصل اللغوي والإنسالة: إصدار إيعاز إليها بالذهاب إلى غرفة معينة كالمطبخ، فتلتقط كلمة "المطبخ" مع كل البيانات المتعلقة بتلك الكلمة من ناحية الوظيفة والأجواء المتعلقة بها والمخزونة في عتاد الحاسوب، فتتجه إلى هناك، أما بحال أعطيت إيعاز غير مفهوم أو إيعاز غير منطقي كاختراق جدار مثلاً، فإن الإنسالة ومن خلال عملية التغذية الراجعة حسب منظور علم السيبرنيتيك، تقدم على إرسال إيعاز جوابي مضمونه إما أن الإيعاز غير مفهوم أو غير منطقي. في ثمانينيات القرن العشرين كان الباحثون يغذون برمجيات الانسالة بإيعزات مكونة من جملة أو جملتين مثل "تحرك"، "التفت يمينًا"، ولكن بدأ التركيز مؤخرًا على جمل طويلة ومعقدة مشابهة لأساليب التحدث عند الإنسان.
حركة الروبوت[عدل]
تحوي سيقان الروبوت المتطورة في بعض الأحيان أكثر من 40 مستشعر وأداة ميكانيكية مائعية، وتقوم المستشعرات بقياس توزيع الضغط المسلط على السيقان بصورة مستمرة، وقد تم في عام 2004 صناعة سيقان إنسالية يمكن تركيبها على سيقان الإنسان لتساعد في تحويل الخطوات البشرية الطبيعية إلى خطوات سريعة واسعة دون بذل الشخص أي مجهود عضلي، وقد تمت تسمية هذا الاختراع بالهيكل الخارجي، وتبلغ كتلة تلك السيقان حوالي 50 كيلوغرامًا. يُعتبر تنسيق الخطوات في الإنسالات بشكل يحاكي خطوات الإنسان عملية معقدة جدًا، لذا يلجأ العلماء عادةً إلى استعمال العجلات بدلا من السيقان. من أنواع الانسالات المتطورة التي تتحرك باستعمال ساقين: إنسالة سيغمو وإنسالة كريو وإنسالة أسيمو. كان العلماء ينصبون سيقان متعددة تصل إلى 6 سيقان في الإنسالات القديمة، ذلك أن تعدد السيقان يوفر الثبات والتوازن، ولم تكن التقنية الخاصة بتثبيت تلك الآلات وجعلها تتوازن على قائمتين قد أصبحت متاحة بعد، وعلى الرغم من التطور الحاصل اليوم في مجال الإنساليات، فإن تقليد الساق البشرية ما يزال أصعب من تقليد اليد، ذلك أن صناعة الساق تقابلها مشكلة رئيسية هي مشكلة التوازن التي يتطلب حلها كثيراً من الجهد والمال والوقت، لذا تُفضل الكثير من الشركات أن تصنع إنسالاتها بأربع سيقان بدلاً من اثنين. وليست فكرة إنتاج آلات تستطيع المشي والانتقال بفكرة حديثة العهد، فقد استخدم البعض منها خلال السنوات القليلة الماضية في العمليات الزراعية وفي أعمال الحفر، ومن أشهر تلك الآلات المتحركة شاحنة ذات أربع سيقان أنتجتها شركة جنرال إلكتريك للجيش الأمريكي، ويتحكم بها سائقها عن طريق تحريك يديه وساقيه المتصلتان بسيقان الشاحنة.
مزايا ومساوئ[عدل]
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.
مستقبل الروبوتات[عدل]
يتوقع أن تكبر حصة استخدام الروبوتات في مجالات الحياة اليومية وفي الصناعة مع حدوث تطور في التقنية وفي المواد الداخلة في صناعتها. على سبيل المثال يجري البحث على تطوير روبوتات رخيصة الثمن مصنوعة من مواد قادرة على تغيير طورها مما يسمح أن تكون أكثر نعومة بحيث يمكن أن تنتقل من الحالة القاسية إلى الطرية.
يتم استخدام الروبوتات على نحو متزايد في الصناعة التحويلية، وفي مجال صناعة السيارات، حيث أنها يمكن أن تقوم بأكثر من نصف "العمل"؛ ويمكن أن تصل النسبة إلى 100%، كما هو الحال في مصنع لتركيب لوحة المفاتيح والتابع لشركة IBM في ولاية تكساس. كما يخطط لزيادة مدى استخدام الروبوتات في المجال الطبي، وذلك لإجراء عمليات جراحية بالكامل كما هو مقترح في كوريا الجنوبية؛ وفي المجال العسكري؛ وحتى في مجال المساعدة في الأعمال المنزلية.