آموزش ساخت ربات

وقتی بحث آموزش ساخت ربات به میان می‌آید، بسیاری از افراد ماشین‌های بسیار پیشرفته و انسان‌گونه را تصور می‌کنند که طراحی بسیار پیچیده‌ای دارند. اما بهتر است بدانید، ربات به ماشین‌های به هم پیوسته‌ای گفته می‌شود که در تعامل با یکدیگر وظایف مختلفی را انجام می‌دهند. این ربات‌ها قادر هستند محیط پیرامون را درک کرده و با استفاده از الگوریتم‌های مختلف، تصمیماتی را اتخاذ کنند. این روزها صنعت رباتیک در حال پیشرفت است و بسیاری از نوجوانان و جوانان به ساخت ربات علاقه زیادی نشان می‌دهند. ربات نوریاب، ربآت جنگجو، ربات otto، ربآت فوتبالیست و ربات سخنگو از جمله ربات‌هایی هستند که افراد با یادگیری ساخت ربات می‌توانند آن‌ها را بسازند.

پیش نیازهای آموزش ساخت ربات

یکی از مهمترین سوالاتی که افراد قبل از شروع ساخت ربات با آن مواجه می‌شوند، پیش نیازها و مهارت‌های مورد نیاز است. در صورتی که هدفتان از یادگیری این مهارت، ساخت ربات‌های ساده‌ای همچون ربات چرخ‌دار و ربات قایق برای سرگرمی و افزایش خلاقیت است، پیش نیاز خاصی لازم ندارید. برای اینکار کافی است چند وسیله ساده مثل آرمیچر، سیم و باتری تهیه کرده و با کمک آموزش‌های موجود در سطح نت، ربات خود را بسازید.

اما اگر هدفتان از آموزش ساخت ربات، تبدیل شدن به یک فرد متخصص در حوزه رباتیک است، باید مسیر دیگری را در پیش بگیرید. بهتر است بدانید، مهندسی رباتیک پل ارتباطی بین رشته‌های مهندسی برق، مهندسی مکانیک، علوم کامپیوتر و روان‌شناسی است. بنابراین برای حرفه‌ای شدن در این رشته باید طیف گسترده‌ای از مهارت‌ها را یاد بگیرید. البته دقت داشته باشید که برنامه نویسی و تکنسین رباتیک بودن به معنای مهندس رباتیک نیست.

با این حساب، یکی از پیش نیازهای اصلی برای رباتیک، داشتن علاقه به این مباحث است. بعد از علاقه، آشنایی با ریاضیات، فیزیک، برنامه نویسی و مباحث طراحی و فناوری کمک زیادی به پیشرفت شما خواهد کرد. اما مهمتر از همه این موارد، داشتن صبر، توانایی حل مساله و تمایل به یادگیری چیزهای جدید، نقش بسیار مهمی در موفقیت افراد در رشته رباتیک دارد.

آموزش ساخت ربات ساده با آرمیچر

برای ساخت ربات لازم نیست وسایل پیشرفته و گران قیمتی را خریداری کنید. بلکه می‌توانید با استفاده از وسایل ساده، ربات‌های مختلفی را برای سرگرمی بسازید. اینکار به کودکان و نوجوانان کمک می‌کند تا خلاقیت خود را پرورش داده و مهارت‌هایشان را به چالش بکشند.

ایده‌های مختلفی در رابطه با آموزش ساخت ربات ساده برای کودکان وجود دارد که از جمله آن‌ها می‌توان به ساخت ربات قورباغه پرشی، ساخت ربات چهارپا، ساخت ربات دوپا و ساخت ربات تمیزکار اشاره کرد. 

مراحل ساخت ربات واقعی

اگر به بحث رباتیک و مباحث آن علاقه دارید، بهتر است به طور جدی آموزش ساخت ربات را پیگیری کنید. برای حرفه‌ای شدن در این مسیر، راه‌های مختلفی وجود دارد که یکی از بهترین آن‌ها شرکت در کلاس‌های آموزشی است. بعد از آن می‌توانید انواع مختلف ربات را با خلاقیت خود طراحی کنید. در حالت کلی، برای ساخت ربات باید کارهای زیر را انجام دهید.

1. مشخص کردن هدف

اولین مرحله در آموزش ساخت ربات، مشخص کردن هدف برای ربات است. تعیین هدف کمک می‌کند تا تجهیزات و ابزارهای مورد نیاز را تهیه کنید. 

اهداف مختلفی برای طراحی ربات وجود دارد که برخی از آن‌ها عبارتند:

·        ربات‌های مشارکتی: یکی از انواع ربات‌هایی که می‌توانید طراحی کنید، ربات‌های مشارکتی یا Cobot است. از این ربات‌ها برای انجام کارهای تکراری مثل جوشکاری و بسته‌بندی استفاده می‌کنند. ربات‌های مشارکتی فواید زیادی دارند که از جمله آن‌ها می‌توان به کاهش احتمال وقوع خطر، تسریع کارها و انجام کارهای خسته کننده اشاره کرد.

·        ربات‌های اجتماعی: این ربات‌ها با انسان‌ها در تعامل هستند و علاوه بر صحبت کردن می‌توانند حرکات و حالات چهره افراد را تشخیص دهند.

2. طراحی ساختار

بعد از تعیین هدف، نوبت به طراحی فیزیکی و ساختار ربات می‌رسد. یکی از مهمترین مواردی که در این مرحله باید رعایت کنید، استفاده از حداقل قطعات است. اینکار باعث می‌شود تا ربات فضای کمتری را اشغال کند.

علاوه بر طراحی ساختار و ظاهر فیزیکی، لازم است بخش الکتریکی ربات را نیز طراحی کنید. در این مرحله باید با کمک نرم افزارهای طراحی همچون CodeVisionAVR، Keil MDK-ARM یا آردینو (Arduino)، محل قرارگیری قطعات و سیم کشی‌ها را مشخص نمایید.

3. خرید قطعات

در این مرحله لازم است قطعات مورد نیاز را با توجه به اهداف و ساختار ربات تهیه کنید. در آموزش ساخت ربات به تجهیزات مختلفی نیاز خواهید داشت که از جمله آن‌ها می‌توان به واشر، پیچ و مهره، موتور، چرخ، سنسورها، انواع میکروکنترلر (AVR، ARM و آردینو) و قاب اصلی اشاره کرد.

4. لحیم‌کاری کابل‌ها و اتصال قطعات

بعد از انجام کارهای بالا و خرید تجهیزات مورد نیاز، نوبت به اتصال قطعات و لحیم‌کاری سیم‌ها می‌رسد. برای اینکار حتما از ابزار لحیم‌کاری استاندارد استفاده کنید تا آسیبی به سایر قطعات وارد نشود.

5. اتصال میکروکنترلر

در مرحله آخر نیز باید برنامه نویسی ربات را انجام داده و کارهایی که ربات باید انجام دهد را مشخص نمایید. دقت داشته باشید که در طول مراحل برنامه نویسی احتمال بروز خطا وجود دارد. بنابراین با بروز اولین خطا نا امید نشوید و آن‌ها را برطرف کنید.

آموزش ساخت ربات جنگی

یکی از پرطرفدارترین شاخه‌های علم رباتیک، ساخت ربات‌های جنگی، ربات‌های فوتبالیست و ربات‌هایی شبیه به این موارد است. ساخت ربات جنگی مراحل متفاوتی نسبت به سایر ربات‌ها دارد که در زیر به معرفی قدم‌های آن می‌پردازیم.

1. انتخاب سایز ربات 

اولین مرحله در آموزش ساخت ربات جنگجو با وسایل ساده یا با وسایل پیشرفته، انتخاب سایز ربات است. چرا که امکان ساخت این ربات در سایزهای مختلفی وجود دارد. بهتر است بدانید، اندازه، نقش بسیار مهمی در هزینه نهایی ایفا می‌کند. در حال حاضر بسیاری از افراد، ربات‌های جنگجو کوچک طراحی می‌کنند؛ چرا که تعداد مسابقات برای آن‌ها بیشتر از ربات‌های سنگین است.

2. تعیین بودجه و انجام تحقیقات لازم

قبل از شروع مراحل، ابتدا باید بودجه خود را تعیین کنید. نداشتن نقشه راه امکان دارد هزینه‌های زیادی را در پی داشته باشد و در نتیجه ربات نیمه کاره باقی بماند. همچنین علاوه بر قطعات اصلی، باید قطعات یدکی را نیز در بودجه قرار دهید. چرا که احتمال شکستن قطعات در طول ساخت یا در مسابقه وجود دارد. بعد از تعیین بودجه، بهتر است در مورد مسابقات و تجربیات شرکت کنندگان تحقیق کنید.

3. ایجاد طرح اولیه

مهمترین مرحله در آموزش ساخت ربات، ایجاد طرح اولیه است. در طراحی ربات علاوه بر زیبایی ظاهری باید تناسب وزنی، قدرت و دسترسی راحت به بخش‌های آن را در نظر بگیرید.

4. خرید قطعات مورد نیاز

برای ساخت ربات جنگجو به قطعات مختلفی نیاز دارید که از پرکاربردترین آن‌ها می‌توان به باتری، سیم، شاسی، چرخ، محور، یاتاقان و سیستم کنترل از راه دور اشاره کرد.

5. طراحی سه بعدی

بعد از انجام مراحل بالا، بهتر است طرح نهایی را با نرم افزارهایی همچون Solid word یا Autodesk طراحی کنید. طراحی سه بعدی میزان ریسک و هزینه‌ها را تا حد زیادی کاهش می‌دهد.

6. اتصال قطعات به یکدیگر

در نهایت، لازم است با توجه به طرحی که ایجاد کرده‌اید، قطعات را به یکدیگر متصل کنید. یکی از مهمترین کارهایی که در این مرحله باید انجام دهید، متصل کردن کنترلرها است. کنترل ربات‌های جنگی معمولا از دو روش کنترل رادیویی و مینی کامپیوتر انجام می‌گیرد.

منابع آموزش ساخت ربات

برای یادگیری ساخت ربات منابع مختلفی وجود دارد که در ادامه به معرفی آن‌ها خواهیم پرداخت.

1. استفاده از ویدیوهای آموزشی رایگان

در صورتی که هزینه شرکت در دوره‌های آموزشی را ندارید، یا هدفتان تفریح و سرگرمی است، بهترین گزینه، استفاده از ویدیوهای آموزشی رایگان است. با یک جستجو ساده در گوگل، ویدیوهای مختلفی را پیدا خواهید کرد.

2. کتاب

دومین منبع در آموزش ساخت ربات، مطالعه کتاب‌های حوزه مهندسی مکانیک است. این کتاب‌ها مباحث را به صورت اصولی آموزش می‌دهند تا توانایی ساخت انواع ربات‌ها را داشته باشید. کتاب‌های زیادی در این زمینه وجود دارد که از جمله آن‌ها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد.

·        طراحی و ساخت ربات برای همه (محمد رضاپور)

·        برنامه نویسی ربات (میشل سامودل)

·        آموزه‌هایی از ربات (جان کریگ و ترجمه دکتر علی مقداری و مهندس فائزه میرفخرایی)

·        کتاب مکاترونیک و رباتیک (مرتضی هومان فرد و محمد جواد فتحی)

3. شرکت در دوره‌های آموزشی

بی شک، بهترین راه برای یادگیری مباحث مربوط به ساخت ربات و حرفه‌ای شدن در آن، شرکت در دوره‌های آموزشی است. از آنجایی که این دوره‌ها توسط اساتید حرفه‌ای تدریس می‌شود، مراحل ساخت را به صورت اصولی یاد خواهید گرفت. در نتیجه به راحتی می‌توانید ایده‌های خود را پیاده‌سازی کنید.

در مجموعه مکتب خونه دوره‌های مختلفی را در رابطه با آموزش ساخت ربات تولید کرده‌ایم. در این دوره‌ها، همه مباحث از مبتدی تا پیشرفته به طور کامل آموزش داده شده‌اند. همچنین به صورت مستقیم با اساتید نیز در ارتباط هستید و امکان طرح سوال وجود دارد. بعد از اتمام دوره نیز می‌توانید مدرک خود را دریافت کرده و وارد بازار کار شوید.