آشنایی با روباتیک (فصل دوم)

وظایف و مسئولیت های فرد شاغل:

رشته روباتیک
شاید تا کنون تعریفی عامی از روبات و روباتیک شنیده باشید ولی رشته روباتیک را بطور واضح و کامل خیر.
رشته فنی مهندسی روباتیک یکی از رشته های میان رسته ای جدید در ایران میباشد ،جدید بودنش میتواند بدلیل تاسیس در حد اکثر 15 سال گذشته باشد و میان رشته ای است به دلیل اشتراکاتی که با رشته های مهندسی برق گرایشات الکترونیک و کنترل و همچنین مهندسی مکانیک گرایش طراحی جامدات و مهندسی کامپیوتر گرایش نرم افزاردارد.
گاهی اوقات حتی افراد تحصیل کرده نیز به اشتباه ،گمان میبرندمهندس روباتیک ،مهندس برق نیز می باشد علاوه بر این مکانیک و کامپوتر نیز هست،در صورتی که برای دانشجوبان روباتیک واضح بودن این اشتباه غیر قابل انکار است که بقیه رشته ها یک مهندس روباتیک تنها یک مهندس روباتیک است. چرا که به صرف ارائه دروسی چون مداراهای الکترونیکی و منطقی و ریز پردازنده در برنامه درسی مهندسی کامپیوتر-نرم افزار و اشتراک این دروس در روباتیک و مهندسی الکترونیک ،نمیتوان نسبتی از الکترونیک و روباتیک به کامپیوتر داد.وظیفه و کربرد ها متفاوت است.شاید یکی از نمونه های فریبنده آگهی های استخدام کار شرکتها یا کارخانه ها باشد که آنهم بدلیل کاربرد مورد انتظار آنها،نام چند رشته مهندسی را در کنار یکدیگر قرار میدهند.
به عبارتی این دیگر بستگی به نیاز صنعت و کارخانه ها دارد که بسته به نیازشان ، رشته های دانشگاه تاسیس شده اند، رشته روباتیک نیز از این اصل مستثنا نیست .
یک مهندس روباتیک حتی با وجود توانایی در برخی از موارد اختصاصی موجود در دیگر رشته ها،تنها یک مهندس روباتیک استاین اصل را میتوان برای دیگر رشته های فنی مهندسی تعمیم داد.
رشته های جدید برای نیاز های جدید و پاسخ به آنها طراحی شده اند وبه طبع آن توانایی افراد تحصیل کرده نیز بهترین پاسخ برای این نیازها میباشد که رشته روباتیک نیز پاسخگو به نیاز روباتیکی صنعت میباشد.
گرایشهای این رشته در مقطع کارشناسی ارشد،در ایران مکاترونیک میباشد و البته خود روباتیک که در ایران هنوز وجود ندارد.

ارتباط رشته روباتیک با دیگر رشته ها
در حقیقت اگر یک مهندس روباتیک قصد نو آوری و ایجاد یک تکنولوژی را در سر بپروراند و برای مثال طرح یک روبات فوتبالسیت آدم واره را بریزد ملزوم به استفاده از دروسی که قبلا ً ،فراگرفته و یا تکمیل آنها میباشد به عبارتی باید در برنامه نویسی و تنظیم الگوریتم بهینه ،طراحی مدارهای الکتریکی و الکترونیکی مورد نیاز، طراحی مکانیزم عالی و ی نقص و کار امد در ایجاد تعادل پویا مهارت کافی داشته باشد.
به خصوص در زمینه طراحی کامیپوتری مدارها ، اجزاء و از همه مهمتر برنامه نویسی در سطح بالای قرار داشته باشد تا این نیازها را برطرف کند.
بر فرض برای طراحی یک روبات آی کاوشگر باید با روشهای عایق بندی آشنا باشد و یا در یک روبات پرنده با طراحی سیستم آئرودینامیکی تا حدودی آشنایی داشته باشدو یا در تولید و ساخت روبات جنگنده، آشنا به موارد مختلف و ویژگی های مختلف آنها مثل استحکام و سبک وزنی یا انعطاف و سختی و دیگر مورد این چنینی باشد.
البته مثل دیگر رشته های میان رشته ای ارتباط های زیادی میتوان با دیگر علوم و فنون پیدا کرد که موارد فوق مربوط به روباتیک بودند که به نظر من این ارتباطات در این رشته بیشتر از دیگر رشته هاست.

دانشگاهها و موسسات دارای این رشته در خارج از ایران

United States
Brown University
Caltech
Carnegie-Mellon University
Cal Poly Pomona
Colorado School of Mines
Columbia University
Cornell University
Dartmouth College
Drexel University
Florida A&M University/FSU
Florida International University
Georgia Tech
Indiana University
Johns Hopkins University
Kansas State University
Long Beach City College
MIT
New Mexico Institute of Mining & Technology
Ohio State University
North Carolina State University
Northwestern Polytechnic University
Rice University
Stanford University
Tennessee State University
Texas A&M University
University of Arizona
UC Berkeley
UC San Diego
UC Santa Cruz
University of Cincinnati
University of Florida
University of Hawaii
University of Houston
University of Idaho
University of Maryland
University of Massachusetts, Amherst
University of Michigan, College of Engineering
University of Michigan, Ann Arbor
University of Minnesota
University of Nebraska, Lincoln
University of New Hampshire
University of New Mexico
University of Notre Dame
University of Oklahoma
University of Pennsylvania
University of Rochester
University of Southern California
University of Tennessee, Knoxville
University of Texas, Austin
University of Texas, Dallas
University of Washington, Bothell
University of Washington, Seattle
University of Wisconsin, Madison
University of Utah
U.S. Air Force Academy
Utah State University
Vanderbilt University
Virginia Tech
Wellesley University
The Harvard Robotics Laboratory

Canada
Center for Intelligent Machines, McGill University
University of Alberta
Europe
Johannes Kepler Universität, Austria
University of Leoben, Institute of Automation, Austria
The Maersk Mc-Kinney Moller Institute for Production Technology, University
Institute of Computer Science, University of Freiburg, Germany
University of Kaiserslautern, Germany
University Bonn, Germany
Utrect University, The Netherlands
University of Maribor, Institute for Robotics, Slovenia
University of Zurich, Switzerland
Luleå University of Technology, Sweden
University of Edinburgh, Scotland
Computer science, Queen Mary, University of London, UK
Southhampton University Robot Wars Team, UK
University of Plymouth, Robot Football, UK
University of Kaiserslautern
Royal Institute of Technology, Stockholm, Sweden
University of Stuttgart, Germany
Ruhr-Universität Bochum, Germany
Asia
Rostov State University, Russia
University of Tsukaba, Japan
Shahrood University of technology , Iran
Australia
University of New South Wales
Australia National University, Robotics Systems lab
University of Western Austrialia

صنعت روباتیک
امروزه استفاده از روباتها واتوماسیون غیر قابل انکار و معرفی شده برای تمام صنایع و کارخانه ها میباشد به طوری که کارخانه ها روز به روز به این سمت روی می آورند دلیلش هم مشخص است زیرا بازده ای بهتر و سرعت دقت کم هزینه بودن دیگر خصوصیات مورد انتظار را به ارمغان میآورد.
روباتها اولین بار در سال 1954 در صنعت به کارگرفته شدند که یک بازوی روبات یا Manipulator نام داشت که تنها 3 درجه آزادی بود.روباتهای صنعتی امروزی اکثراً همان بازوی روباتیکی هستند ولی با 6 درجه آزادی و خیلی پیشرفته تر نبست به گذشته کار میکنند روباتها در صنعت به شیوه ها و روشها و مدلهای مختلفی به کارگرفته میشوند. اما متاسفانه همانطور که خودتان میدانید، به جرات میتوان گفت ارتباط بین دانشگاه و صنعت در ایران خیلی کم و گاهی در حد صفر میباشد و این وجود دانشگاه را زیر سوال میبرد ،چرا که، اگر صنعت ،تشنه علم و نوآوری نبود پس چرا عده های به نام دانشجو به تحصیل علم میپردازند؟

نیاز کارخانه ها و صنایع جهان و آینده شغلی
در ابتدا باید ذکر کنم که بازار شغلی این رشته در ایران اشباع نشده است چرا که تا این لحظه هیچ مهندس روباتیکی فارغ التحصیل نشده است (در ایران)، که احتمالا ً تا ماه دیگراولین فارغ التحصیل این رشته وارد جامعه شود و به امید خدا ،اکثراً جذب کارخانه ها خواهند شد زیرا هزینه یک مهندس روباتیک ایرانی خیلی پایین تر از و به صرفه تر از خارجی میباشد و یا استخدام چند مهندس مختلف نیز هزینه بر است و یا افراد توانا در بر طرف کردن نیازهای روباتیکی کارخانه ها نیز که خیلی خیلی کم هستنند ، دستمزد بالا دریافت کرده و شاید به اندازه یک فارغ التحصیل این رشته نیز مهارت کافی و مطالعه و توانایی نداشته باشند.
کارخانه های دارای روبات های صنعتی وخطوط اتوماسیون و به خصوص بازوهای روباتیک اولین کارخانه ها در چذب نیروی پرسنلی در این رشته اند و در اولویت اول این کارخانه ها مربوط به صنایع ماشین سازی و سپس شرکت های تولید کننده تراشه های سیلیکونی والکترونیکی میباشند ،از جمله این کارخانه ها در ایران که دارای خطوط اتوماسیون و یا بازوهای روباتی و یا دیگر روباتهای صنعتی هستند، میتوان نام برد به شرح زیر است: کارخانه ماشین سازی ایران خودرو،ماشین سازی سایپا،کاشی سمنان،کاشی یزد،تراکتور سازی تبریز،کیش خودرو،رب تبرک،کنستانتره شاهرود و چندین کارخانه دیگر که اکثرا ماشین سازی هستنند را میتوان نام برد.

روباتیک و روبات در ایران 
در زمینه تولید روبات هنوز کسی در ایران چیزی نشنیده است، مگر تعمیر و بازسازی روباتهای وارداتی تنها بخش ،ساخت روبات ،برای مسابقات روباتیک میماند که باید خدمتان عرض کنم تیم های ایرانی کم ترین حضور را دارند آنهم بدلیل هزینه قابل توجه ساخت میباشد که نبود حمایت دانشگاه ها چه مالی و چه هر چیز دیگری ،نبود پشتیبان تبلیغاتی که الته این مورد در حال حاضر به جرات میتوان گفت یکی از قویترین کشورها در مسابقات روبوکاپ در بخش شبیه سازی امداد و نجات و شبیه سازی فوتبال ،ایران میباشد.شاید علت امتناع فعالان روباتیک در بخش های دیگر کم هزینه بودن این رشته باشد و متاسفانه علت آن در اکثر مواقع پولی است.جالب است بدانید در مسابقات برمن آلمان که 24 خرداد برگزار شد اکثر تیم های شرکت کننده در بخش شبیه سازی روباتهای امداد و نجات ایرانی بودند.به هر حال هرچه مشکل بزرگ باشد چه مالی و چه ... ، خدای ما بزرگتر است و ما را در استفتده از توانایی خودمان یاری میرساند. در مورد ایران البته با توجه به تمام مطالب بیان شده در مورد ایران جای امید واری است که اکثر کارخانه ها و صاحبان صنایع بر اساس دلایل مختلف مثل رقابت روز به روز به سمت استفاده از روبات روی آورده اند و این موضوع دلیلی بر وجود و حتی رشد بسیار چشم گیر بازار شغلی این رشته دارد.
مسلما در طراحی یک روبات و یا ساخت اجزا مکانیکی یک روبات ،ساخت مدارهای الکتیکی و الکترونیکی ، برنامه نویسی و شبیه سازی کامل عملکرد روبات از جنبه های توانایی مورد انتظار میباشددر راستای همین موارد میتوان به مدیریت پروژه های روباتیکی ،نظارت مهندسی و مهندس ناظر و دیگر موارد مربوطه اشاره کرد.داوری مسابقات روباتیک را نیز میتوان در فعالیتی حاشیه ای بر شمرد.
شاید برایتان این سوال پیش آید که چرا گاهی مدیریت یک روبات در ایران به یک مهندس از رشته دیگری داده میشود در پاسخ همانطور که ذکر شد هنوز فارغ التحصیل این رشته وجود ندارد مگر تا یک ماه بعد، ودیگر این که حتی با وجود آنها در صنعت نیز همچنین این اتفاق می افتد باید به این نکته توجه داشت که گاهی تجربه یک فرد ارزشمند تر از تحصیلات دانشگاهی باشد البته در مواردی خاص، این دلیل بسیاری از نامنظمی ها در وضعیت استخدامی کشور است. حال شما فرض کنید یک فارغ التحصیل اگر تجربه را نیز به افتخارات خود بیافزاید آینده شغلی به مراتب ایده آل تر در انتظار اوست در همان تخصص وی که این حالت باید برای همه همینطور باشد.

دانشگاه صنعتی شاهرود و روباتیک
در مهر ماه سال 1381 در دانشگاه صنعتی شاهرود اولین پذیرش در رشته مهندسی روباتیک در مقطع کارشناسی اغاز شد. آغازی با انگیزه های فراوان دانشجویان و اساتید آن .آغازی با چشم اندازی چند ساله در کشور با هدیف تولید علم در این زمینه و پرورش دانشجویان در رشته روباتیک.
همانند تمام دانشگاه ها در ایران و خارج از ایران با تاسیس یک رشته در یک دانشگاه مخصوصا ً یک رشته میان رشته ای باشد قطعا دانشگاه با مشکلات مواجه خواهد شد که ابته تا کنون پیشرفت بسیار چشم گیری در حل مشکلات و افزایش سطح علمی آن شده است.
اما اگر مشکلی وجود نداشته باشد آیا کسی در جهت رفع مانع تلاش خواهد کرد که سبب از بین رفتن مشکلات بعدی و نتیجه پایانی پیشرفت و ارتقاسطح علمی بشود. به هر حال پیشرفت خوبی دیده میشود آینده روشنی در انتظار دانشجویان روباتیک دیده میشود.

از جمله برنامهای دانشگاه در راستای اهداف روباتیک را بدین شرح است:
کلاسهای مقدماتی روباتیک برای ورودی های هر سال که مدرسان آنها دانشجویان روباتیک هستند که در مسابقات مختلف رتبه میآورند.
کلاسهای پیشرفته روباتیک و کلاسهای پیشرفته الکترونیک که باز هم مدرسان روباتیکی دارد بر خلاف وجود دانشجویان ارشد الکترونیک کنترل قدرت و دکتری کنترل، جلسات هفتگی با محوریت روباتیک و موضوعات مربوطه و کلاسها و جلسات و برنامه های فوق برنامه دیگری که مدیریت اکثر آنها با روباتیکی هاست.لازم به ذکر است که دو اتاق یکی آزمایشگاه روباتیک و اتاق پروژه روباتیک که درب آن بر روی روباتیک ها برای طراحی و ساخت باز است.
چند روبات آموزشی نیز از موسسات اروپایی از طرف دانشگاه خریداری شده است که برای مصارف آموزشی استفاده میشود

                                                                        آشنایی با روباتیک 
مقدمه
ضرورت ايجاد رشته جديد کارشناسي مهندسي رباتيک در پاسخگويي به نيازهاي امروز و فردا بيش از پيش احساس مي شود. هنگام با تحولات علمي و فني و با توجه به نيازهاي ملي و منطقه اي و در راستاي توسعه صنعتي، رباتيک به عنوان يکي از اولويت هاي اساسي مطرح است. کاربردهاي رباتيک و اتوماسيون در کارخانه ها به عنوان يکي از محورهاي اساسي توسعه صنعتي و استفاده از رباتها با اهداف استراتژيک در عرصه هاي مختلف تحقيقات، اهميت تربيت کارشناسان رباتيک را بيش از پيش مشخص مي سازد.

کاربردهاي ويژه رباتها در محيطهاي خطرناک نظير فضا، عمق زمين، دريا، محيطهاي شيميائي وراديواکتيو نقش مؤثر رباتها را در دنياي علم و متواري نشان مي دهد. با امکانات و توانايي هاي مجموعه هاي برق و مکانيک دانشگاهها، مي توان اين رشته را بخوابي اداره نمود. براي اين رشته مجموعاً 140 واحد درسي در نظر گرفته شده که بطور معمول در هشت ترم تحصيلي، معادل با 4 سال قابل برنامه ريزي است. در تنظيم سرفصل دروس، مطابقت با مصوبات شوراي عالي برنامه ريزي وزارت علوم، تحقيقات و فناوري رعايت شده است.

چشم انداری از روباتیک
شهری را تصور کنید که روباتها در اکثر فعالیت های انسانی و بشری کمک رسان بشر شده اند.به یقین که نگاهی با کمی دورنگری و کمی بزرگ نمایی از آینده این رشته بسیار نگران کننده و شاید خطرناک باشد.تصور این که روباتی شما را در یک معمله بفریبد و یا روباتی که دارای احساس و اندیشه و جماعاتی روباتی که بر سر مسایل مورد نظر شان مثل کم توجهی به آنها شروع به شورش کنند و دیگر موارد که اکنون خنده دار و در باطن نگران کننده است.

البته بودن ساخته دست بشر در درجه اول قرار میگیرد در راستای همین مطالب بد نیست نگاهی با تامل و جدی به فیلم "مرد 200 ساله" بیاندازید که به تصور شما کمک میکند.

روباتیک
روباتیک (یا روبوتیک) دانش و فناوری وابسته به ابزارهای مکانیکی کنترل شونده به‌وسیله رایانه است. برای نمونه ماشین‌های خودکار روباتیک عمومآ در خطوط مونتاژ خودروها مشاهده می‌‌گردند.
برخلاف تصور افسانه‌ای عمومی از رباتها به عنوان ماشینهای سیار انسان نما که تقریباً قابلیت انجام هر کاری را دارند، بیشتر دستگاههای روباتیک در مکانهای ثابتی در کارخانه‌ها بسته شده‌اند و در فرایند ساخت با کمک کامپیوتر، اعمال قابلیت انعطاف، ولی محدودی را انجام می‌‌دهند چنین دستگاهی حداقل شامل یک کامپیوتر برای نظارت بر اعمال و عملکردهای و اسباب انجام دهنده عمل مورد نظر، می‌‌باشد. علاوه براین، ممکن است حسگرها و تجهیزات جانبی یا ابزاری را که فرمان داشته باشد بعضی از رباتها، ماشینهای مکانیکی نسبتاً ساده‌ای هستند که کارهای اختصاصی مانند جوشکاری و یا رنگ افشانی را انجام می‌‌دهند. که سایر سیستم‌های پیچیده تر که بطور هم‌زمان چند کار انجام می‌‌دهند، از دستگاههای حسی، برای جمع آوری اطلاعات مورد نیاز برای کنترل کارشان نیاز دارند. حسگرهای یک ربات ممکن است بازخورد حسی ارائه دهند، طوریکه بتوانند اجسام را برداشته و بدون آسیب زدن، در جای مناسب قرار دهند. ربات دیگری ممکن است دارای نوعی دید باشد.، که عیوب کالاهای ساخته شده را تشخیص دهد. بعضی از رباتهای مورد استفاده در ساخت مدارهای الکترونیکی، پس از مکان یابی دیداری علامتهای تثبیت مکان بر روی برد، می‌‌توانند اجزا بسیار کوچک را در جای مناسب قرار دهند. ساده‌ترین شکل رباهای سیار، برای رساندن نامه در ساختمانهای اداری یا جمع آوری و رساندن قطعات در ساخت، دنبال کردن مسیر یک کابل قرار گرفته در زیر خاک یا یک مسیر رنگ شده که هرگاه حسگرهایشان در مسیر، یا فردی را پیدا کنند متوقف می‌‌شوند. رباتهای بسیار پیچیده تر رد محیط‌های نامعین تر مانند معادن استفاده می‌شود.
روباتها همانند کامپیوترها قابلیت برنامه ریزی دارند.بسته به نوع برنامه‌ای که شما به آنها می‌‌دهید.کارها وحرکات مختلفی را انجام می‌‌دهند. رشته دانشگاهی نیز تحت عنوان روباتیک وجود دارد.که به مسایلی از قبیل حسگرها، مدارات، بازخوردها، پردازش اطلاعات و بسط و توسعه روباتها می‌‌پردازد.روباتها انواع مختلفی دارند از قبیل روباتهای شمشیرباز، دنبال کننده خط،کشتی گیر، فوتبالیست،و روباتهای خیلی ریز تحت عنوان ریز-روباتها، روباتهای پرنده وغیره نیز وجود دارند. روباتها برای انجام کارهای سخت ودشواری که بعضی مواقع انسان‌ها از انجام آنها عاجز یا انجام آنها برای انسان خطرناک هستند.مثل روباتهایی که در نیروگاه‌های هسته‌ای وجود دارند استفاده می‌‌شوند.
کاری که روباتها انجام می‌دهند.، توسط ریزپردازشگرها و ریزکنترل‌گرها کنترل می‌شود.با تسلط در برنامه نویسی این دو می‌‌توانید دقیقا همان کاری را که انتظار دارید روبات انجام دهد.
روباتهایی انسان‌نما نیز ساخته شده اند. آنها قادرند اعمالی شبیه انسان را انجام دهند. حتی بعضی از آنها همانند انسان دارای احساسات نیز هستند.بعضی از آنها شکلهای خیلی ساده‌ای دارند.آنها دارای چرخ یا بازویی هستند که توسط ریزپردازشگرها و ریزکنترل‌گرها کنترل می‌‌شوند. در واقع ریزکنترل‌گر و ریزپردازنده به مانند مغز انسان در روبات کار می‌‌کند.برخی از روباتها مانند انسان‌ها وجانوران خون گرم در برخورد و رویارویی با حوادث ومثایل مختلف به صورت هوشمند از خود واکنش نشان می‌‌دهند.یک نمونه از این روباتها روبات مامور است.
برخی روباتها نیز یکسری کارها را به صورت تکراری با سرعت ودقت بالا انجام می‌‌دهند مثل روبات‌هایی که در کارخانه‌های خودرو سازی استفاده می‌‌شوند.این گونه روبات کارهایی از قبیل جوش دادن بدنه ماشین، رنگ کردن ماشین را با دقتی بالاتر از انسان بدون خستگی و وقفه انجام می‌‌دهند.

ویژگیهای یک روبات
یک روبات دارای سه مشخصه زیر است:
1.دارای حرکت وپویایی است
2.قابلیت برنامه ریزی جهت انجام کارهای مختلف را دارد
3.بعد از اینکه برنامه ریزی شد. قابلیت انجام وظایفش را به صورت خودکار دارد.
ممکن است روزی فرا برسد که روباتها جای انسان‌ها را در انجام کارها بگیرند.حتی بعضی از آنها ممکن است به صورت محافظ شخصی از جان انسان‌هادر مقابل خطرات احتمالی حفاظت کنند.

اندام‌شناسی روبات‌های انسان‌نما
در سال ۱۹۵۰ دانشمندان تصمیم گرفتند. کلی از رباتهای دو پا را درست کنند.که از لحاظ فیزیکی شبیه انسان باشند.این گونه روباتها متشکل از دو بازو دو پا هستند.که دستها و پاها به صورت متقارن وشبیه بدن انسان در سمت راست وچپ ربات قرار گرفته اند.برای انجام چنین کاری آنها می‌‌بایست در ابتدا آناتومی بدن خود را می‌‌شناختند.آنها معتقد بودن که انسان‌ها طی میلیونها سال تکامل یافته اند.،تا اینکه امروزه قادرند انواع مختلفی از کارها را انجام دهند.اگر از مردم راجع به روباتهای شبیه انسان سوال کنید.آنها در اولین وهله به یاد فیلم پلیس آهنی می‌‌افتند. ..

حرکت در روبات
هنگامیکه شما راجع به مطلبی فکر می‌‌کنید و برای آن دنبال پاسخ می‌‌گردید.می‌توانید جواب خود را در طبیعت بگیرید.به حیواناتی که اطراف ما هستند. و مانند ما می‌‌توانند در چهار جهت حرکت کنند.دقت کنید.به طور مثال به حرکت فیل توجه کنید.مفاصلی که در پاها وجود دارند.سبب حرکت پاها به سمت عقب،جلو، چپ و راست می‌‌شوند هنگامکه این حیوان حرکت می‌‌کند وزن خود را بر روی پا هایش تقسیم می‌کند.بنابراین این امکان را دارد که تعادلش را حفظ کند و بر روی زمین نیافتد.در روباتها نیز همین مسئله وجود دارد اگر یکی از پاهای آن در هوا قرار بگیرد روبات متوقف می‌شود.واین امکان وجود دارد بر روی زمین بیافتد.به حرکت مورجه‌ها دقت کنید.این موجود ۶ پا دارد. در هنگام حرکت به سمت جلو سه پایش را به سمت جلو وسه پای دیگرش را در همان موقعیت به سمت عقب فشار می‌دهد .دو پا از یک طرف و یک پا از طرف دیگرهمواره کار مشترکی را انجام می‌‌دهند. واین کار سبب حرکت مورچه به سمت جلو می‌شود. حشرات بدلیل داشتن پاهای بیشتر وفرم پاها راحتر از حیوانات چهار پا می‌‌توانند تعادل خود را در حرکت حفظ کنند.بهمین دلیل رباتهای شبیه حشرات بیشتر از روباتهایی شبیه سگ و گربه ساخته شده اند. برای ساخت روبات های انسان نما تعادل شرط مهمی است.

بازوهای مکانیکی
بازوهای مکانیکی ماهر (Manipulator) از رابط‌های صلبی تشکیل می‌شوند که به وسیلهٔ مفصل‌هایی که حرکت نسبی رابط‌های مجاور را ممکن می‌سازند، به یکدیگر اتصال یافته‌اند. بازوهای مکانیکی توانایی انجام عملیات از پیش برنامه‌ریزی شدهٔ متنوعی را در صتایع مختلف دارند. بازوهای مکانیکی ماهر در طی سال‌های اخیر به شکل قابل ملاحظه‌ای تکمیل یافته و پیشرفت کرده‌اند. کارکردن با آن‌ها و نیز تعمیر و نگهداری‌شان آسان‌تر شده و ارتباط متناسب و بهینه‌ای میان توان٬ کنترل‌پذیری و مهارت آن‌ها ایجاد گشته‌است.

کاربردهای بازوهای مکانیکی ماهر
در انتهای زنجیره رابط‌های تشکیل دهنده بازوی مکانیکی مجری نهایی وجود دارد که بر حسب کاربردی که از ربات انتظار می‌رود می‌تواند گیره یا چنگک یا ابزارهای دیگری از جمله لوازم برشکاری، جوشکاری و نظیر آن باشد. از این لحاظ بازوهای مکانیکی ماهر متنوعی وجود دارند که گونه‌های وسیعی و متفاوتی از کاربردهای صنعتی و نیز تحقیاتی را را پوشش می‌دهند. این کاربردها شامل انجام فعالیت‌های متنوع مونتاژ، برشکاری و جوشکاری در خطوط تولید تا انجام عملیات متنوع زیرآبی – نظیر نصب در ربات زیرآبی - مانند گرفتن و دنبال‌کردن کابل یا سیم، و یا محبوس کردن اجسام یا نمونه‌های پیچیده‌ای چون برقراریِ اتصال‌های خطوط الکتریکی یا هیدرولیکی هستند.

طراحی و ساخت
در انتخاب بازوهای مکانیکی آن چه اهمیت دارد این است که ساده‌ترین نمونهٔ ممکن که بتواند وظیفه محوله را در زمان مطلوب انجام دهد، گزینش گردد. پیچیدگی طراحی ربات در عین افزایش قابلیت‌های عملکرد می‌تواند مشکلاتی در کنترل، هدایت و نیز اطمینان و دقت دستگاه و نیز تعمیر و نگهداری آن ایجاد نماید. انتخاب و تکمیل مجموعه بازوهای مکانیکی ماهر امر پیچیده‌ای است و طراح ربات باید نکات فراوانی را لحاظ نماید. تعداد و انواع بازوهای مورد نیاز، محل قرارگیری، نوع کنترلر، محدودهٔ فضای عملکرد٬ حداکثر و حداقل نقطه دست‌رسی و نوع و ساختار کنترل بازوها توسط کاربر، از آن جملهٔ این موارد است.

هوش مصنوعی
هوش مصنوعی (artificial intelligence) را باید عرصهٔ پهناور تلاقی و ملاقات بسیاری از دانش‌ها، علوم، و فنون قدیم و جدید دانست. ریشه‌ها و ایده‌های اصلی آن را باید در فلسفه، زبان‌شناسی، ریاضیات، روان‌شناسی، نورولوژی، و فیزیولوژی نشان گرفت و شاخه‌ها، فروع، و کاربردهای گونه‌گونه و فراوان آن را در علوم رایانه، علوم مهندسی، علوم زیست‌شناسی و پزشکی، علوم ارتباطات و زمینه‌های بسیار دیگر.
هدف هوش مصنوعی بطور کلی ساخت ماشینی است که بتواند «فکر» کند. اما برای دسته بندی و تعریف ماشینهای متفکر، می‌بایست به تعریف «هوش» پرداخت. همچنین به تعاریفی برای «آگاهی» و «درک» نیز نیازمندیم و در نهایت به معیاری برای سنجش هوش یک ماشین نیازمندیم.
با وجودی که برآورده سازی نیازهای صنایع نظامی، مهم‌ترین عامل توسعه و رشد هوش مصنوعی بوده‌است، هم اکنون از فراورده‌های این شاخه از علوم در صنایع پزشکی، رباتیک، پیش بینی وضع هوا، نقشه‌برداری و شناسایی عوارض، تشخیص صدا، تشخیص گفتار و دست خط و بازی‌ها و نرم افزارهای رایانه‌ای استفاده می‌شود.

تاریخچه هوش مصنوعی
مباحث هوش مصنوعی پیش از بوجود آمدن علوم الکترونیک، توسط فلاسفه و ریاضی دانانی نظیر بول (Boole) که اقدام به ارائه قوانین و نظریه‌هایی در باب منطق نمودند، مطرح شده بود. در سال ۱۹۴۳، با اختراع رایانه‌های الکترونیکی، هوش مصنوعی، دانشمندان را به چالشی بزرگ فراخواند. بنظر می‌رسید، فناوری در نهایت قادر به شبیه سازی رفتارهای هوشمندانه خواهد بود.
با وجود مخالفت گروهی از متفکرین با هوش مصنوعی که با دیده تردید به کارآمدی آن می‌نگریستند تنها پس از چهار دهه، شاهد تولد ماشینهای شطرنج باز و دیگر سامانه‌های هوشمند در صنایع گوناگون هستیم.
نام هوش مصنوعی در سال ۱۹۶۵ میلادی به عنوان یک دانش جدید ابداع گردید. البته فعالیت درزمینه این علم از سال ۱۹۶۰ میلادی شروع شده بود.
بیشتر کارهای پژوهشی اولیه در هوش مصنوعی بر روی انجام ماشینی بازی‌ها و نیز اثبات قضیه‌های ریاضی با کمک رایانه‌ها بود. در آغاز چنین به نظر می‌آمد که رایانه‌ها قادر خواهند بود چنین اموری را تنها با بهره گرفتن از تعداد بسیار زیادی کشف و جستجو برای مسیرهای حل مسئله و سپس انتخاب بهترین آن‌ها به انجام رسانند.

تعریف و طبیعت هوش مصنوعی
هنوز تعریف دقیقی که مورد قبول همهٔ دانشمندان این علم باشد برای هوش مصنوعی ارائه نشده‌است، و این امر، به هیچ وجه مایهٔ تعجّب نیست. چرا که مقولهٔ مادر و اساسی‌تر از آن، یعنی خود هوش هم هنوز بطور همه‌جانبه و فراگیر تن به تعریف نداده‌است. در واقع، می‌توان نسل‌هایی از دانشمندان را سراغ گرفت که تمام دوران زندگی خود را صرف مطالعه و تلاش در راه یافتن جوابی به این سؤال عمده نموده‌اند که: هوش چیست؟
اما اکثر تعریف‌هایی که در این زمینه ارایه شده‌اند بر پایه یکی از ۴ باور زیر قرار می‌گیرند:
1.سیستم‌هایی که به طور منطقی فکر می‌کنند.
2.سیستم‌هایی که به طور منطقی عمل می‌کنند.
3.سیستم‌هایی که مانند انسان فکر می‌کنند.
4.سیستم‌هایی که مانند انسان عمل می‌کنند.
شاید بتوان هوش مصنوعی را این گونه توصیف کرد:«هوش مصنوعی عبارت است از مطالعه این که چگونه کامپیوترها را می‌توان وادار به کارهایی کرد که در حال حاضر انسان‌ها آنها رابهتر انجام می‌دهند»(مرجع۲).

فلسفۀ هوش مصنوعی
بطور کلی ماهیت وجودی هوش به مفهوم جمع آوری اطلاعات, استقرا و تحلیل تجربیات به منظور رسیدن به دانش و یا ارایه تصمیم میباشد . در واقع هوش به مفهوم به کارگیری تجربه به منظور حل مسایل دریافت شده تلقي ميشود. هوش مصنویی علم و مهندسی ایجاد ماشینهایی با هوش با به کارگیری از كامپیوتر و الگوگيری از درک هوش انسانی و نهايتا دستیابی به مکانیزم هوش مصنوعی در سطح هوش انسانی ميباشد.
در مقایسه هوش مصنوعی با هوش انسانی می توان گفت که انسان قادر به مشاهده و تجزیه و تحلیل مسايل در جهت قضاوت و اخذ تصمیم میباشد در حالی که هوش مصنوعی مبتنی بر قوانین و رویه هايی از قبل تعبیه شده بر روی کامپیوتر میباشد. در نتيجه علی رغم وجود کامپیوترهای بسیار کارا و قوی در عصر حاضر ما هنوز قادر به پیاده کردن هوشي نزدیک به هوش انسان در ایجاد هوشهای مصنوعی نبوده ایم.
بطور كلّی، هوش مصنوعی را می توان از زوایای متفاوتی مورد بررسی و مطالعه قرار داد. مابین هوش مصنوعی به عنوان یک هدف، هوش مصنوعی به عنوان یک رشته تحصیلی دانشگاهی، و یا هوش مصنوعی به عنوان مجموعۀ فنون و راه کارهایی که توسط مراکز علمی مختلف و صنایع گوناگون تنظیم و توسعه یافته است باید تفاوت قائل بود.

مدیریّت پیچیدگی
ایجاد و ابداع فنون و تکنیک‌های لازم برای مدیریّت پیچیدگی را باید به عنوان هستۀ بنیادین تلاش‌های علمی و پژوهشی گذشته، حال، و آینده، در تمامی زمینه‌های علوم رایانه، و به ویژه، در هوش مصنوعی معرّفی کرد. شیوه‌ها و تکنیک‌های هوش مصنوعی، در واقع، برای حلّ آن دسته از مسائل به وجود آمده است که به طور سهل و آسان توسط برنامه‌نویسی تابعی (Functional programming)، یا شیوه‌های ریاضی قابل حلّ نبوده‌اند.
در بسیاری از موارد، با پوشانیدن و پنهان ساختن جزئیّات فاقد اهمّیّت است که بر پیچیدگی فائق می‌آییم، و می‌توانیم بر روی بخش‌هایی از مسئله متمرکز شویم که مهم‌تر است. تلاش اصلی، در واقع، ایجاد و دستیابی به لایه‌ها و ترازهای بالاتر و بالاتر تجرید را نشانه می‌رود، تا آنجا که، سر‌انجام برنامه‌های کامپوتری درست در همان سطحی کار خواهند کرد که خود انسان‌ها به کار مشغولند.
به یاری پژوهش‌های گسترده دانشمندان علوم مرتبط، هوش مصنوعی از آغاز پیدایش تاکنون راه بسیاری پیموده‌است. در این راستا، تحقیقاتی که بر روی توانایی آموختن زبانها انجام گرفت و همچنین درک عمیق از احساسات، دانشمندان را در پیشبرد این علم، یاری کرده‌است. یکی از اهداف متخصصین، تولید ماشینهایی است که دارای احساسات بوده و دست کم نسبت به وجود خود و احساسات خود آگاه باشند. این ماشین باید توانایی تعمیم تجربیات قدیمی خود در شرایط مشابه جدید را داشته و به این ترتیب اقدام به گسترش دامنه دانش و تجربیاتش کند.
برای نمونه به رباتی هوشمند بیاندیشید که بتواند اعضای بدن خود را به حرکت درآورد، او نسبت به این حرکت خود آگاه بوده و با سعی و خطا، دامنه حرکت خود را گسترش می‌دهد، و با هر حرکت موفقیت آمیز یا اشتباه، دامنه تجربیات خود را وسعت بخشیده و سر انجام راه رفته و یا حتی می‌دود و یا به روشی برای جابجا شدن، دست می‌یابد، که سازندگانش، برای او، متصور نبوده‌اند.
هر چند مثال ما در تولید ماشینهای هوشمند، کمی آرمانی است، ولی به هیچ عنوان دور از دسترس نیست. دانشمندان، عموماً برای تولید چنین ماشینهایی، از تنها مدلی که در طبیعت وجود دارد، یعنی توانایی یادگیری در موجودات زنده بخصوص انسان، بهره می‌برند.
آنها بدنبال ساخت ماشینی مقلد هستند، که بتواند با شبیه‌سازی رفتارهای میلیونها یاخته مغز انسان، همچون یک موجود متفکر به اندیشیدن بپردازد.
هوش مصنوعی که همواره هدف نهایی دانش رایانه بوده‌است، اکنون در خدمت توسعه علوم رایانه نیز است. زبانهای برنامه نویسی پیشرفته، که توسعه ابزارهای هوشمند را ممکن می‌سازند، پایگاههای داده‌ای پیشرفته، موتورهای جستجو، و بسیاری نرم‌افزارها و ماشینها از نتایج پژوهش‌های هوش مصنوعی بهره می‌برند.
سیستمی که عاقلانه فکر کند. سامانه‌ای عاقل است که بتواند کارها را درست انجام دهد. در تولید این سیستم‌ها نحوه اندیشیدن انسان مد نظر نیست. این سیستم‌ها متکی به قوانین و منطقی هستند که پایه تفکر آنها را تشکیل داده و آنها را قادر به استنتاج و تصمیم گیری می‌نماید. آنها با وجودی که مانند انسان نمی‌اندیشند، تصمیماتی عاقلانه گرفته و اشتباه نمی‌کنند. این ماشینها لزوما درکی از احساسات ندارند. هم اکنون از این سیستم‌ها در تولید عامل‌ها در نرم افزارهای رایانه‌ای، بهره گیری می‌شود. عامل تنها مشاهده کرده و سپس عمل می‌کند.

سیستم‌های خبره
سیستم‌های خبره زمینه‌ای پرکاربرد در هوش مصنوعی و مهندسی دانش ا‌ست که با توجّه به نیاز روز افزون جوامع بر اتخاذ راه ‌حل‌ها و تصمیمات سریع در مواردی که دانش‌های پیچیده و چندگانهٔ انسانی مورد نیاز است، بر اهمیت نقش آنها افزوده هم می‌شود. سیستم‌های خبره به حل مسائلی می‌پردازند که به طور معمول نیازمند تخصّص‌های کاردانان و متخصّصان انسانی‌ست. به منظور توانایی بر حل مسائل در چنین سطحی (ترازی)، دسترسی هرچه بیشتر اینگونه سامانه‌ها به دانش موجود در آن زمینه خاص ضروری می‌گردد.

عامل‌های هوشمند
عامل‌ها (Agents) قادر به شناسایی الگوها، و تصمیم گیری بر اساس قوانین فکر کردن خود می باشند. قوانین و چگونگی فکر کردن هر عامل در راستای دستیابی به هدفش، تعریف می‌شود. این سیستم‌ها بر اساس قوانین خاص خود فکر کرده و کار خودرا به درستی انجام می‌دهند. پس عاقلانه رفتار می‌کنند، هر چند الزاما مانند انسان فکر نمی‌کنند.

قوانین رباتیک
رباتها خدمگذار وفاداری به جامعه بشری بوده ان. امروزه آنها در کارخانه ها، ادارات وحتی منازل ما حضور دارن و نقش ویژه ای در زندگی آینده انسان به عهده خواهند داشت. در این میان، همواره باید به این نکته توجه داشت که ربات، نوعی ماشین است. بنابراین طراحی این گونه ماشینهای باهوش باید بگونه ای باشد که آنها همواره در خدمت آرمانهای والای بشری باشند. بدین منظور باید قوانینی شیوه و محدوده استفاده از رباتها را کاملا معین و مشخص کنند. آیزاک آسیموف قوانین حاکم بر رباتیک را بدین صورت بیان کرده است:
-قانون اول: یک ربات نباید به انسان آسیب برساند و یا در اثر عدو فعالیتش اجازه دهد اسان دچار آسیب شود.
-قانون دوم: یک ربات باید از فرمانهای انسان اطاعت کند مگر اینکه با قانون اول در تضاد نباشد.
-قانون سوم: یک ربات بایدذ از خویش محافظت کند، مادامی که این حفاظت مخالف قوانین قبلی نباشد