تبليغاتX
سمپاد

سمپاد

 

انواع ربات‌های زیرآبی (منبع: [ROV:http://en.wikipedia.org/wiki/ROV])
انواع ربات‌های زیرآبی (منبع: [ROV:http://en.wikipedia.org/wiki/ROV])

منابع و صنایع دریایی نفش و تاثیر مهمی در زندگی انسان‌ها دارند. به همین دلیل مطالعه و بررسی بسیاری از مسائل مهندسی، زیست‌شناسی، تجاری و نظامی مرتبط با دریا، همواره مورد توجه محققان بوده‌است. با توسعه و گسترش صنایع دریایی و علوم مرتبط با دریا، امروزه برای انجام بسیاری از کاربردهای کشف و استخراج منابع زیرآبی، بازرسی و جمع‌آوری اطلاعات زیست محیطی و تحقیقاتی و نیز نصب، تعمیر و نگهداری‌ سازه‌های ساحلی و دریایی، به‌کارگیری تکنولوژیِ خاص و جدیدی برای پاسخ‌گویی به نیازهای روزافزون پیش آمده، ضروری می‌نماید. استفاده از وسائل و ابزارآلات مهندسی که قابلیت به کارگیری در اعماق آب را دارند و کاربری‌های متنوع در فضا و بستر دریا را ممکن می‌سازند، چنان در سال‌های اخیر توسعه و گسترش یافته که توانایی بشر را در بررسی‌، تحقیق و کار در اعماق دریا، به شدت متحول نموده‌است. در بسیاری از صنایع مختلف و گوناگون، استفاده از تجهیزاتی که بتوان آن‌ها را بدون حضور مستقیم نیروی انسانی و از راه دور هدایت و کنترل نمود، کاربردهایی فراوانی یافته‌اند و در بسیاری از موارد به جزء جدانشدنیِ کاربردهای تجاری و صنعتی بدل گشته‌اند، به گونه‌ای که انجام بسیاری از پروژه‌های مهندسی و تحقیقاتی بدون آن‌ها امکان‌پذیر نیست. این تجهیزات شامل ربات‌ها و بازو‌های مکانیکی هستند که قابلیت انجام عملیات‌ از پیش برنامه‌ریزی شده و نیز اجرای فرامین لحظه‌ای کاربر را به نحوی مناسب و دقیق، دارند. در صنایع زیردریایی بنا به دلایلی که گفته شد، استفاده از تکنولوژی رباتیک در سال‌های اخیر توسعه و گسترش فراوانی یافته و در بسیاری از شاخه‌های علوم و مهندسیِ دریا نقش مهم و اساسی پیدا نموده‌اند. بهبود و افزایش کارایی این تکنولوژی نیازمند افزایش مطالعات مهندسی بر روی تمامی انواع و اجزای سیستم‌ها و ربات‌های زیرآبی، جهت انجام عملیات‌ پیچیده‌تر و فرامین متنوع‌تر است. به این منظور حجم عظیمی از مطالعات و تحقیقات مهندسی در سراسر جهان و در رشته‌ها و تخصص‌های متفاوت بر این موضوع متمرکز شده‌اند.

 تعریف ربات زیرآبی(ROV)

یک وسیلهٔ نقلیهٔ پویش‌گرِ قابل کنترل از راه دور (ROV) زیردریایی، «ربات زیرآبی است که به اپراتور این امکان را می‌دهد که این وسیله‌ را در اعماق آب کنترل و هدایت کند و از طریق اعمال فرامین عملیات‌ مورد نظر را از طریق تجهیزاتِ ربات، انجام دهد»، که اختصارا «ربات زیرآبی» خوانده خواهد شد. ربات‌های زیرآبی در اندازه‌ها و ابعاد متفاوت و با گسترهٔ متنوعی از تکنولوژی‌ها و امکانات در سال‌های اخیر طراحی، ساخت، آزمایش و به‌کارگیری شده‌ و حتی در برخی موارد به تولید صنعتی رسیده‌اند. انواع این ربات‌ها از نمونه‌های کوچک و ساده‌ای که صرفا مجهز به دروبین فیلم برداری کوچکی هستند تا گونه‌های پیشرفته و بسیار پیچیده‌ای که در اعماق بیش از شش هزار متری دریا امکان انجام عملکردهای متنوع و متعددی را دارند، شامل می‌شوند. اجزای ربات زیرآبی که توسط کابل ارتباطی به اپراتور واقع در سطح دریا متصل است، عبارت‌اند از سیستم هدایتی جهت کنترل ربات، سیستم رانش، سیستم به آب‌انداختن ، منابع تامین قدرت و کابل ارتباطی که توان لازم جهت عملکرد پروانه‌ها و نیز دستورات و سیگنال‌های کنترلی را به ربات و داده‌های تولید شده توسط حسگرها را به اپراتور در سطح دریا منتقل می‌کنند. در اغلب موارد این کابل شامل غلاف مقاومی است که آن را در برابر بارهای وارده و نیز برخوردهای احتمالی با اجسام واقع در زیر آب و پارگی و خرابی ناشی از آن، محافظت می‌کند. ربات‌های زیرآبی، می‌توانند دارای تجهیزات متفاوتی باشند که از دوربین تلویزیونی کوچک، که جهت مشاهدات ساده به کار می‌روند تا مجموعه‌های پیچیده‌ای از ابزارآلات مانند بازو‌های مکانیکی ماهر متنوع و قدرت‌مند، دوربین‌های تلویزیونی و ویدئویی و دیگر ابزار و وسایل پیشرفته را در بر می‌گیرد.

یک ربات زیرآبی تحقیقاتی ([ROV: http://en.wikipedia.org/wiki/ROV]).
یک ربات زیرآبی تحقیقاتی ([ROV: http://en.wikipedia.org/wiki/ROV]).

امروزه ربات‌های زیرآبی پیشرفته‌ای ساخته شده‌اند که بدون استفاده از کابل، امکان هدایت‌شان در اعماق دریا وجود دارد.این گونه از ربات‌های زیرآبی را «ربات خودکار زیرآبی(AUV)» می‌نامند که جهت جستجو در اعماق اقیانوس و انجام مطالعات اقیانوس‌شناسی و نیز مصارف‌ نظامی، کاربردهای فراوانی دارند. در عین‌ حال که اغلب تکنولوژی طراحی و ساخت ربات‌های زیرآبی با قابلیت‌ها و توانایی‌های متنوع، بسیار گران قیمت و پرهزینه‌است اما در سال‌های اخیر تلاش‌هایی نیز برای ساخت ربات‌های زیرآبی با صرف هزینهٔ پایین صورت پذیرفته‌است.

 کاربردهای ربات‌های زیرآبی

امروزه ربات‌های زیرآبی بخش جداناشدنی صنایع و علوم دریایی هستند. در حال حاضر این ربات‌ها بخش بسیار مهم و قابل اعتمادی از صنایع ساحلی و فراساحلی می‌باشند که توسط نهادهای تجاری، دولتی، نظامی‌ و دانشگاهی مورد استفاده قرار می‌گیرند.ربات‌های زیرآبی مدرن، امروزه طیف متنوعی از وظایف محوله را، از بازرسیِ محیط‌های خطرناک درون راکتور هسته‌ای گرفته تا تعمیر تاسیسات *پیچیدهٔ زیردریاییِ صنایع نفت و گاز، به انجام می‌رسانند. عموما ربات‌های زیرآبی جهت انجام ماموریت‌های زیر به کار می‌روند: مشاهدات زیردریایی: جهت کمک و حصول اطمینان از ایمنی و سلامت غواص، مطالعات متنوع و جمع‌آوری اطلاعات مربوط به محیط زیست و شیلات، دریاشناسی و اقیانوس‌شناسی،

  • بازرسی سازه‌ها و سکوی دریایی و ساحلی: جهت بازرسی عینی از عملکرد وسایل و ابزارآلات و یا بازبینی اثرات خوردگی، رسوب، محل وقوع ترک‌ها، تخمین بیولوژیک رسوبات و غیره ،
  • بازرسی از خطوط لوله: دنبال‌کردن خطوط لولهٔ زیردریایی جهت کنترل و بازبینی خطوط از نظر عدم وجود هرگونه نشتی و دیگر عیوب خطوط لوله و اطمینان از نصب صحیح آن‌ها،
  • نقشه‌برداری: انجام نقشه‌برداری‌های عینی و آکوستیک، که قبل از نصب سازه‌های ساحلی، سکوهای فراساحلی، خطوط لوله‌٬ کابل‌ها و هر گونه عملیات نصب سازه‌های دریایی، باید انجام گردند،
  • کمک در انجام عملیات حفاری: انجام بازرسی‌های عینی، بازبینی هم‌زمان عملیات نصب٬ به‌کارگیری و تعمیر و نگهداری صنایع حفاری و استخراج در بستر دریا،
  • کمک به انجام عملیات ساخت: کمک به هدایت و کنترل بازو‌های مکانیکی و دیگر ابزارهای برشکاری، انتقال قدرت و نصب و ساخت در بستر دریا حین عملیات حفاری، ساخت و برپاکردن سازه‌های دریایی، نصب انواع وسائل و ابزارآلات اندازه‌گیری و نمونه‌برداری.
  • پاک‌سازی قطعات مخروبه: کمک به انجام ماموریت‌های ایمن‌سازی و پاک‌سازی فضا و بستر دریا در پیرامون اسکله‌ها، سکوها و تاسیسات ساحلی و فراساحلی که می‌توانند بستر دریا را به انبار بزرگی از مواد و مصالح مخروبه و مستعمل تبدیل کنند و ایمنی محیط کار و سلامت محیط زیست را به خطر بیاندازند،
  • تجهیزات زیردریایی: مشارکت در روند ساخت، کارکرد، بازرسی و تعمیر تجهیزات زیردریایی به خصوص در اعماق زیاد، نگهداری از سکوهای بارگذاری شده، برج‌های روشنایی و لنگرها،
  • کشف و نجات اجساد و اجسام زیر دریا: جستجو، شناسایی و انجام عملیاتی نظیر نجات اضطراری وسائل زیرآبی غرق شده ، بالاآوردن تجهیزات گم شده در بستر دریا و نیز کشف اجساد و اجسام به جای مانده از سوانح هوایی یا دریایی،
  • جایگزینی غواصان: مشارکت در بسیاری از ماموریت‌هایی که انجام آن به سبب وجود خطر بسیاز زیاد و یا حجم و گسترهٔ وسیع، برای غواصان مشکل یا غیرممکن باشد.

موارد بالا فقط کاربردهای دریایی رایج را شامل می‌گردند در حالی که عملکرد این ربات‌ها به موارد بالا محدود نبوده و کاربردهای فراوان و متنوع دیگری را نیز شامل می‌گردند که در ادامه مورد بحث قرار خواهند گرفت.

 کاربردهای تجاری و فراساحلی

از آن‌جا که درصد بالایی از منابع نفت و گاز جهان در دریاواقع هستند، استفاده از ربات‌های زیرآبی در این زمینه کاربردهای فراوانی دارند، چنان که می‌توان گفت مهم‌ترین و وسیع‌ترین کاربرد ربات‌های زیرآبی در سراسر جهان، در صنایع نفت و گاز جهت انجام عملیات اکتشاف و استخراج نفت و گاز است. از اواسط دهه هفتاد تکنولوژی ربات‌های زیرآبی کمک‌های وسیعی به عملیات‌ جستجوی منابع انرژی زیرزمینی در دریا نموده‌اند. در حال حاضر چنین ماموریت‌هایی توسط ربات‌های زیرآبی با قدرت و اطمینان‌پذیری بالا در اعماق بیش از ۲۵۰۰ متری انجام می‌شوند. امروزه عملیات‌ حفاری جهت استخراج نفت و گاز در آب‌های کم‌عمق گرفته تا اعماق بسیار زیاد دریا - ۱۵۰۰ متری - صورت می‌پذیرند که ربات‌های زیرآبی امکان پشتیبانی از کلیهٔ اجزای حفاری را داشته و در تمامی مراحل نصب و ساخت، بازرسی و نگهداری و نیز تعمیر و دیگر فعالیت‌های مربوطه به کار می‌روند. بیش از شصت درصد ربات‌های زیرآبی جهان در صنعت نفت و گاز فعالیت می‌کنند و اغلب در عملیات‌ حفاری مشارکت می‌کنند. سیستم‌های به کار گرفته شده در این پروژه‌ها قابلیت کار در عمق ۳۰ متری تا ۳۰۰۰ متری را دارند. لذا امکان استفاده از تمامی‌ انواع ربات‌های زیرآبی موجود، در این صنعت وجود دارد. علاوه بر صنایع نفت و گاز، ربات‌های زیرآبی در نصب و نگهداری سکوها، سیستم‌های زیردریایی، نصب، حمل و نگهداری و به کاربری خطوط جریانی، سیم‌ها و کابل‌های‌های خطوط مخابراتی نیز نقش مهمی دارند. ربات‌های مشاهده‌گر نوعا در آب‌های کم عمق یا بسترهای پوشیده از درخت و گیاه کاربرد دارند. ربات‌های سنگین و قدرت‌مند اغلب در آب‌های عمیق‌تر، مناطقی با جریان‌های زیرآبی قوی و زیاد به خصوص هنگامی‌که استفاده از تکنولوژی و ابزارهای نوین و پیشرفته، بازو‌های مکانیکی ماهر و انتقال سیال یا حمل و نگهداری بار مد نظر باشد، به‌کار می‌روند. مشارکت در عملیات حفاری، نصب و ساخت تجهیزات صنعتی در اعماق دریا نیاز به اپراتور ماهر و دانش مهندسی پیشرفته در طراحی و ساخت ربات و نیز هدایت و ناوبری‌ِ ربات دارد.

 کاربردهای نظامی‌

کاربرد نظامی‌ ربات‌های زیرآبی در آغاز به انجام عملیات‌ جستجو و بازیابی وسایل و تسلیحات غرق شده، محدود می‌گشت. به مرور با افزایش سرمایه‌گذاری بر روی این تکنولوژی در صنعت نظامی، قابلیت‌های ربات‌های زیرآبی در این زمینه‌ نیز افزایش جالب توجهی یافت. یکی از مهم‌ترین موارد کاربرد ربات‌های زیرآبی استفاده از آن‌ها در چیدمان و نیز خنثی‌سازی مین‌های جنگی است، که اغلب انجام آن با استفاده از شناورهای سطحی و یا غواصان سخت، مشکل و خطرناک است. استفاده از ربات‌های زیرآبی می‌تواند نقش مهمی‌ در طراحی استراتژی‌های جنگی و تدافعی و تامین امنیت مرزهای ساحلی در زمان صلح و نیز کشف و خنثی‌سازی محدودهٔ آب‌های سرزمینی، از مین‌ها و هم‌چنین تسلیحات و ادوات مستعمل به جای مانده از دوران جنگ، داشته باشد. با توجه به گسترش ربات‌های زیرآبیِ خودکار، به نظر می‌رسد استفاده از این تکنولوژی در صنایع نظامی بسیار وسیع و مطلوب باشد. چرا که در کاربردهای نظامی اغلب مطلوب است ربات در گسترهٔ وسیع حرکت کند و از موانع متعدد گذر کند و لذا مطلوب است که ربات بدون کابل بوده و مجهز به تکنولوژی‌های پیشرفتهٔ کنترل و هدایت از راه دور باشند و ضمنا بتوانند به صورت خودکار مسیر مطلوب را یافته و نیازی به منبع انرژی خارج از ربات نباشد.

 کاربردهای علمی و تحقیقاتی‌

ضعف تکنولوژی، محققان و دانشمندان را از تحقیق در اعماق دریاها و اقیانوس‌ها برای سال‌ها و تا اوایل سال ۱۸۷۰ محروم نگاه داشته بود. امروزه روش‌های متعددی برای تحقیق در زیر و بستر دریا فراهم آمده‌است که از سبدهای قابل یدک‌کشی توسط کشتی تا زیردریایی‌های نفربر، از آن جمله‌اند. اما ورود تکنولوژی ساخت و تولید ربات‌های زیرآبی مجهز به دوربین‌ها و بازوهای مکانیکی ماهر و قدرت‌مند به‌ این عرصه، امکانات قابل توجهی در اختیار محققان در زمینه‌های زیست‌شناسی و اقیانوس‌شناسی قرار داد. توانایی چنین ربات‌هایی در تهیه فیلم و عکس‌های با کیفیت بسیار بالا از مکان‌ها و محل‌هایی در اعماق دریا که پیش از این دست یافتن به آن غیر ممکن بوده‌است، کمک منحصر به فردی به محققان‌ این عرصه نموده‌است. نمونه‌های فراوانی از این گونه ربات‌های زیرآبی جهت انجام امور پژوهشی و تحقیقاتی در دانشگاه‌ها و مراکز تحقیقاتی و پژوهشی دنیا طراحی و ساخته شده‌اند که در فعالیت‌هایی نظیر :

  • پیمایش میدانی و مشاهدات عینی اعماق و بستر دریا جهت مطالعات زیست‌شناسی و بوم شناسی،
  • نمونه‌برداری از اعماق و بستر دریا،
  • مطالعه و بررسی انواع ماهیان و آبزیان،
  • مطالعه و بررسی وضعیت زیست محیطی جانوران و گیاهان دریایی،

مشارکت می‌کنند.

 موارد دیگری از کاربردهای ربات‌های زیرآبی

کاربردهای فراوان دیگری نیز برای ربات‌های زیرآبی در غیر از محیط دریا و اقیانوس وجود دارد که در این بخش به برخی از رایج‌ترین آن‌ها اشاره خواهد شد. چنان‌که گفته شد در بسیاری موارد ربات‌های زیرآبی برای دستیابی به اعماقی که ورود به آن توسط غواص خطرناک و در برخی موارد غیرممکن است، استفاده می‌شوند. این ربات‌ها در محل‌هایی مورد استفاده قرار می‌گیرند که باید به صورت مرتب مورد بازدید قرار گیرند و این امر برای غواصان سخت٬ خسته‌کننده و خطرناک است. مناطقی که در معرض تابش اشعه‌های رادیواکتیو قرار دارند یا اماکنی که امکان دید در آن‌ها به طور کلی برای غواص وجود ندارد٬ تونل‌های خطرناک و طولانیِ‌ آبی در اطراف سدهای برزگ و عظیم٬ قرارگرفتن در جریان رودخانه‌های متلاطم و خروشان از جمله کاربردهای ربات‌های زیرآبی در خشکی است. از دیگر موارد کاربری ربات‌های زیرآبی در خشکی عبارت‌اند از:

  • بازرسی از پایه‌های پل‌ها،
  • بازدید از بدنه و دریچه‌های سد‌ها،
  • بازدید از مخازن ذخیرهٔ آب و دیگر مواد صنعتی جهت بازرسی٬ نمونه برداری و پاکسازی،
  • تهیه فیلم و عکس و نیز نمونه‌بردای و انتقال اشیاء و اجسام قدیمی غرق شده،
  • بازدید و بررسی بستر رودخانه‌ها،
  • تهیه فیلم و اسناد ویدئویی،
  • بازرسی از درون خطوط لوله‌های با قطر زیاد،
  • بازرسی از راکتور هسته‌ای.

باید به این نکته نیز توجه داشت که در بسیار موارد ربات‌های زیرآبی به طور کامل جانشین غواص نمی‌شوند بلکه به عنوان نیروی پشتیبان و جهت تسهیل انجام عملیات‌ها و یا جهت تهیهٔ فیلم و عکس٬ استفاده از بازو‌های مکانیکی٬ تامین نور و روشنایی محل و نیز اطمینان از ایمنی و سلامت محیط کاری غواص، به کار می‌روند.

 دسته بندی انواع ربات‌های زیرآبی

«ربات‌های زیرآبی» توسط مشخصه‌هایی نظیر اندازه، عمق قابل دستیابی، توان مصرفی و دیگر مشخصات الکتریکی و یا الکتروهیدرولیکی٬ شناسایی و دسته‌بندی می‌گردند. در ادامه به ویژگی‌های برخی از این گونه‌ها اشاره می‌گردد:

 ربات‌های زیرآبی کوچک

این گروه شامل ربات‌های زیرآبی با هزینهٔ پایین و اغلب تماما الکتریکی است که در اعماق حدود ۳۰۰ متری می‌توانند فعالیت کنند. این ربات‌ها جهت اعمالی مانند بازرسی و مشاهدات زیرآبی به کار می‌روند. در ضمن با تلاش‌های جدید در توسعه و پیشرفت ربات‌های کوچک بهبودهای قابل ملاحظه‌ای در طراحی سیستم‌های الکتریکی و تولید و انتقال قدرت آن‌ها صورت پذیرفته‌است که باعث شده از لحاظ عملکرد، قابلیت‌های کاربردی و دست‌یابی به اعماق بیشتر در سطح مطلوب‌تری نسبت به نمونه‌های پیشین باشند. هزینهٔ تمام شده‌ی‌ این ربات‌ها در حدود ۱۰ هزار تا ۱۰۰ هزار دلار است. امروزه ربات‌های کم هزینه به شکل وسیعی در کاربردهای علمی و پژوهشی٬ بازسازی صنایع آبی، جستجو و امداد و نجات، بازرسی از سدها، آب‌راه‌ها، بنادر و کشتی‌ها، بازرسی از راکتور هسته‌ای و مشاهده و بازرسی از سازه‌های ساحلی به کار می‌روند. تا سال ۲۰۰۰‌، ۳۵ گونهٔ مختلف از این گونه ربات‌های زیرآبی طراحی و ساخته شده‌اند. در حال حاضر ۲۷ تولید کننده مختلف ۵۰۰ گونهٔ متفاوت از این نوع ربات‌ها را تولید می‌کنند. امروزه حدود ۲۲ درصد ربات‌های موجود را این دسته تشکیل می‌دهد.

 ربات‌های زیرآبی الکتریکی با قابلیت بالا

این گروه جدید از ربات‌های زیرآبی کوچک و الکتریکی که در کمتر از ۵ سال پیش متولد شده‌اند، دارای هزینهٔ به نسبت بالایی – نزدیک ۵۰۰۰۰ دلار- می‌باشند. این ربات‌ها از تکنولوژی‌ جدید موتورهای الکتریکی٬ سیستم کنترلیِ قابل کاربری و هدایت توسط کاربر و سیستم انتقال داده‌های مجهز به فیبر نوری استفاده می‌کنند. ربات‌های زیرآبی الکتریکی می‌توانند درعمق ۲۰۰۰ متری دریا کار کنند. توانایی انجام کارهای سنگین هنوز برای ربات‌های الکتریکی ممکن نیست چرا که چین امری نیازمند سیستم راه‌بری و بازو‌های مکانیکی و الکتروهیدرولیکی پیشرفته‌است. اما با این حال‌ این گروه از ربات‌های زیرآبی بسیاری از فعالیت‌های دریایی و زیرآبی را با هزینه‌ای پایین انجام می‌دهند. از این دسته ربات‌های زیرآبی‌ها به دلیل عملکرد مطلوب‌شان، به شکل وسیعی در حوزه‌های نظامی و دانشگاهی استفاده می‌گردند. این ربات‌ها در مقایسه با انواعی که در صنعت نفت و گاز مورد استفاده قرار می‌گیرند از چندان پیچیدگی قابل ملاحظه‌ای برخوردار نیستند. در ادامه به نمونه‌هایی از ربات‌های زیرآبی با قابلیت‌ها و توانایی‌های بسیار بالاتر و پیچیده‌تر اشاره خواهد شد.

 ربات‌های ژرف‌پیما با قابلیت دستیابی به اعماق فوق العاده زیاد

این دسته از ربات‌ها امکان رسیدن به اعماق فراتر از ۴۰۰۰ متر را دارند. این ربات‌ها جهت کوچک نگاه داشتن ابعاد (قطر) کابل ارتباطی اغلب از انرژی کمتری استفاده می‌کنند و بیش‌تر در عملیات‌ امداد و نجات و نیز تحقیق و جستجو در اعماق اقیانوس‌ها به کار می‌روند. در این‌گونه ماموریت‌ها، ربات به توان زیادی جهت مشاهده و بازرسی و حرکت در امتداد مسیر معینی نیاز ندارد. به کمک این‌گونه ربات‌های زیرآبی محققان این امکان را یافته‌اند تا برای مدت زیاد و دفعات مکرر امکان مشاهدهٔ اعماق و بستر اقیانوس‌ها را داشته باشند. در کاربردهای نظامی‌ هم‌ این ربات‌ها جهت بازدید از بستر دریا و نیز کشف و نجات اجسام و اجساد مغروق در بستر اقیانوس‌ها به کار می‌روند.

 ربات‌های زیر آبی با ابعاد بزرگ و با قابلیت انجام کارهای سنگین

این دسته از ربات‌های زیرآبی‌ شامل ربات‌هایی با ویژگی‌های منحصر به فردی نظیر قابلیت انجام کارهای سنگین در اعماق حدود ۲۵۰۰ متری و با توانی بالا - بین ۱۵۰ تا ۳۰۰ اسب بخار- و قابلیت حمل ۵۰۰۰ کیلوگرم بار هستند که آن‌ها را از دیگرِ گونه‌های ربات‌های زیرآبی‌ متمایز می‌کند. با توجه به نیاز روز افزون صنایع ساحلی و فراساحلی به نصب وسایل و تجهیزاتی با وزن و ابعاد بالا در اعماق دریا این گونه از ربات‌های زیرآبی بزرگ قدرت‌مند و با قابلیت حمل و انتقال بارهای سنگین به وفور در این صنایع به کار می‌روند. نسل جدیدی از این گروه ربات‌های زیرآبی برای استفاده در صنایع نفت و گاز که قابلیت کار در اعماقِ حدود ۳۰۰۰ متری را دارند، ساخته شده‌اند که در عین دارا بودن ابعاد به نسبت کوچک‌ به تکنولوژی‌های بسیار پیشرفته‌ای مجهزند. جهت بالا بردن امکان کنترل‌پذیری و کاهش اثرات اغتشاش کابل، دارای کابل‌های ارتباطی با ابعادی حداقل می‌باشند. آن‌چه این دسته از ربات‌های زیرآبی‌ را با انواع ژرف‌پیما متمایز می‌کند این است که در نوع ژرف‌پیما، ربات جهت کاهش ابعاد کابل وکاهش مصرف انرژی فقط امکان استفاده از توان کمی‌ را دارد اما گونه‌های جدید ربات‌های زیرآبی‌ از توان‌ بالاتری جهت انجام کارهای سنگین در اعماق بسیار زیاد استفاده می‌کنند. انجام عملیات جستجو و ردیابی در اعماق بیش از ۱۲۰۰۰ متر و انجام عملیات حمل و نصب قطعات در عمق ۶۰۰۰ متر طبیعتا به تکنولوژی نوین و پیشرفته‌ای نیاز دارد که هم چنان مد نظر طراحان و مهندسان تکنولوژی دریایی است و برخی توفیق‌ها در آن اخیرا به دست آمده‌است و تا کنون فقط نمونه‌های انگشت شماری از این گونه ربات‌ها در دنیا ساخته شده‌اند.

 ربات‌های زیر آبی خودکار و بدون نیاز به کابل

در اغلب ربات‌های زیرآبی از کابل برای انتقال توان به راه‌اندازها و نیز انتقال فرامین استفاده می‌شود و نیز داده‌های حسگرها و دوربین‌ها نیز از طریق کابل به کاربر انتقال داده می‌شوند. اما کابل از طرفی باعث افت انرژی شده و برای عمق‌های زیاد و محدوده‌های عملکرد وسیع، میزان توان مصرفی را افزایش می‌دهد. از سوی دیگر برای انتقال توان بالا، افزایش قطر کابل سبب افزایش نیروهای هیدرودینامیکی وارده و افزایش اغتشاش وارده به سیستم می‌شود. لذا در بسیاری از کاربردها استفاده از ربات‌های زیرآبی دارای کابل، مشکلات و محدودیت‌های فراوانی دارد. تکنولوژی ساخت این‌گونه از ربات‌های زیرآبی‌ که کار برروی آن‌ها از اوایل دهه هشتاد آغاز شده‌است٬ هنوز دوران آغازین خود را می‌گذراند. این ربات‌ها مجهز به سیستم کنترل و هدایت مرکزی، سیستم ارتباطی پیشرفته و سیستم تولید توان هیدرولیکی به منظور تولید انرژی لازم جهت پروانه‌ها و دیگر ابزارها و بازو‌های مکانیکی است. تاکنون در مجموع بیش از هفتاد گونهٔ مختلف از ربات‌های خودکار توسط دوازده کشور ساخته شده‌است. علاوه بر انواع ذکر شده برخی دیگر از ربات‌های زیرآبی متناسب با نوع کاربری طراحی و ساخته شده‌اند که به عنوان مثال می‌توان ربات‌هایی که توسط کشتی یا قایق پشتیبان به صورت یدک‌کش به‌کار می‌روند را نام برد که در بازرسی از خطوط لوله٬ نقشه‌برداری و مشاهدات علمی‌کاربردهای وسیعی دارند.

 مبانی طراحی ربات‌های زیرآبی

امروزه به کمک روش‌های پیشرفته طراحی کامپیوتر٬ طراحی ربات‌های زیرآبی نیز پیشرفته‌تر و دقیق‌تر شده‌است. بدیهی است اکنون که طراحی و ساخت ربات‌های پیچیده و چند منظوره و دارای توان دستیابی به اعماق بسیار زیاد دریا و اقیانوس مورد نظر است، دستیابی به سطوح بالایی از دانش طراحی نیز لازم و ضروری خواهد بود. این ربات‌ها باید داری انعطاف‌پذیری مطلوبی باشند، چنان که قابلیت انجام فعالیت‌ها و ماموریت‌های متنوعی برای آن‌ها مهیا باشد. به منظور تامین اهداف مطلوب در طراحی ربات‌های زیرآبی باید دو نکته را مد نظر داشت: نوع عملکرد مورد نظر و مقدار عمقی که ربات در آن باید به کار بپردازد. علی رغم موارد بالا طراحی ربات زیرآبی باید به صورت مجموعه‌ای واحد و با در نظر گرفتن تمامی ملاحظات طراحی لازم و مرتبط صورت پذیرد که برخی از آن‌ها عبارت‌اند از:

  • هزینه‌ی‌ تمام شده
  • اندازه و ابعاد مطلوب با توجه به نیازمندی‌ها و قابلیت‌های مورد نظر
  • تکنولوژی موجود و در دسترس
  • توان و قدرت مورد نیاز
  • ابعاد
  • وزن
  • فضای مورد نیاز در عرشه کشتی
  • حداکثر عمق
  • نوع شرایط دریایی که ربات در آن امکان کار دارد
  • حداکثر بار مفید قابل حمل
  • کاربرد
  • چندمنظوره بودن
  • ایمنی
  • اطمینان‌پذیری
  • ثبت مسیر حرکت (در صورت لزوم)
  • قابلیت تعمیر و نگهداری
  • اجزا و سیستم‌های واسط جهت هدایت و راهبری و قابلیت‌های دردسترس این سیستم

چنان که ذکر شد ربات‌های زیر آبی اجزا مختلف و متعددی دارند که عموما شامل موارد کلی و اساسی زیر است:

  • بدنهٔ ربات
  • واسط(های) کنترلی و نمایشی
  • سیستم توزیع قدرت
  • کابل‌های هدایتی و ارتباطی
  • سیستم هدایت و کنترل

در نهایت طراح با در نظرگرفتن عوامل موثر در طراحی باید مدل بهینه‌ای برای طراحی ربات پیشنهاد کند. ربات‌هایی زیرآبی در نهایت به واسط‌هایی متصل هستند که منظور و هدف کاربر را محقق می‌سارند. بازوهای مکانیکی ماهر که قادر به انجام کار فیزیکی هستند٬ دوربین‌های تلویزیونی، نورافکن‌ها و دیگر لوازم ره‌گیری که امکان کارکرد، هدایت، مسیریابی، کنترل و ناوبری ربات را فراهم می‌سارند، از این جمله‌اند

+ نوشته شده در جمعه 1386/08/04 9:34 قبل از ظهر توسط هیراد |


استفاده از روبات هوشمند مجهز به سیستم های شنیداری و بینایی امکان معالجه و درمان بیماران از سوی پزشکان را به صورت کنترل از راه دور ممکن کرده است.

این بار ایوارمندز از متخصصان علوم روباتیک در مرکز علوم سلامتی الیزابت دوم که ابداع کننده این سیستم رباتیک جدید است گفت: همواره نیاز است تا پزشکان و جراحان در کنار بیماران حضور یافته تا به بررسی شرایط فیزیکی آنها بپردازند.

اما اکنون این سیستم رباتیک که در بیمارستان هالی فاکس مورد آزمایش قرار گرفته است به پزشکان و جراحان این امکان را می دهد تا از هر گوشه ای از جهان به بررسی دقیق وضعیت بیماران خود بپردازند.

بر اساس گزارش روزنامه گوپ اندمیل، این سیستم روباتیک می تواند مرزها را شکسته و خود را به مکان های مختلف در سراسر جهان از جمله اتاق های عمل و مراکز بهداشتی در نقاط خطرناک و غیر قابل دسترس جهان رسانده و با استفاده از دوربین و سیستم شنوایی نصب شده بر روی آن آخرین وضعیت  بیماران را در اختیار پزشکان در گوشه دیگری از جهان قرار دهد.

صورت و صدای پزشکان و جراحان با استفاده از نمایشگر نصب شده بر روی این روبات در معرض دید بیمار قرار گرفته و از این طریق پس از بررسی های پزشکی ، بهترین شیوه های درمانی ارائه می شود.

ایوارمندزدر این خصوص گفت: این ربات هوشمند با هدف حرکت در هر گونه محیطی در سراسر جهان طراحی شده است. این ربات در حقیقت بیماران را به پزشکان متصل می کند.

وی در ادامه گفت : فرمان ها و پاسخ ها در لحظه رد و بدل می شود و مهم نیست که پزشک و بیمار چه فاصله ای با هم دارند. از نکات قابل توجه این سیستم رباتیک امکان استفاده از آن از طریق اتصال به اینترنت است.

کارشناسان هزینه ساخت چنین رباتی را 200 هزار دلار برآورد کردند و به گفته آنها گرچه هزینه ای بالایی است اما می توان از آن در کشورهایی نظیر افغانستان که امکان ارائه خدمات پزشکی محدود است استفاده بهینه کرد.

منبع: سلامت نیوز

+ نوشته شده در جمعه 1386/07/27 10:14 قبل از ظهر توسط هیراد |


1920 داستان نويس اهل چکسلواکی ، کارل کاپک برای نخستين باراز واژهُ ربات را در يک نمايشنامه به نام R.U.R استفاده نمود. اين واژه در اصل از کلمهُ Robota در زبان چک گرفته شده است که به معنای " کاربدني سخت و خسته کننده" مي باشد.



1938 اولين مکانيزم پاشش رنگ قابل برنامه ريزی توسط 2 نفرآمريکايی با نامهای ويلارد پلارد و هارولد رزلند برای شرکت دويل بيس ساخته شد.

1942 آيزاک آسيموف کتاب Runaround را که درآن به تعريف سه قانون رباتيک پرداخته بود، منتشر ساخت.


Isaac Asimov and Joe Engleberger

1946 عصرظهورکامپيوتر:
جرج دِوُل حق امتيازيک سيستم کنترلي با قابليت انجام عمليات تکرارپذيررا با استفاده ازيک ضبط مغناطيسی به نام خود ثبت نمود. در اين سال همجنين ج . پِرسپراکرت و جان ماوچلي کامپيوتر انياک اولين کامپيوتر الکترونيکی را دردانشگاه MIT وافع در Whirlwind ساختند. دراين سال همچنين انياک اولين مسئلهُ خود را حل نمود.

1948 نوربرت وينر یکی از دانشمندان MIT کتاب " سایبرنتيک یا کنتزل و برقراری ارتباط در حیوانات" را منتشرساخت که درآن به توصیف مفاهیم ارتباطات و کنترل در سیستمهای الکترونیک ، مکانیک و بیولوژیک می پرداخت.

1951 در فرانسه ریموند گوِارتز اولين بازوی چند مفصلهُ قابل کنترل از راه دور را برای کميسيون انرژی اتمی آن کشور ساخت. اساس طرح کاملا" بر مبنای اتصالات (کوپلينگهای) مکانيکی بين بازوهای ارباب (Master) و برده (Slave) بود که با کمک کابلهای استيل و پوليها ايجاد شده بود. سیستمهای منشعب از اين طرح همچنان در مکانهايی که جابجايی نمونه های هسته ای کوچک مورد نياز است مشاهده می شود. ازاين اختراع به عنوان نقطهُ عطفی در تکنولوژی فيدبک نيروها ياد می شود.

1954 جرج دوُُل اولين ربات قابل برنامه ريزی را طراحي کرد و واژهُ Universal Automation (اتوماسيون عمومی) را مطرح نمود.او بعدها ترکيبی از اين واژه را در شرکت خود که Unimation نام گرفت به کار برد.


George Devol

1959 ماروين مينسکی و جان مک کارتی لابراتوار هوش مصنوعی را در MIT بنِيان نهادند.

1960 شرکت Unimation توسط کمپانی Condec خريداری و توسعهُ رباتهای Unimate در آن آغاز شد.شرکت American Machine and Foundry که بعدا" به AMF معروف شد اولين سری از رباتهای چرخشی (Cylindrical) را که Versatran نام گرفت به بازار عرضه کرد. اين ربات را هری جانسون و ولکوميلنکوويچ طراحي کرده بودند.


Versatran

1962 شرکت جنرال موتور اولين ربات صنعتی را از شرکت Unimation خريداری و درخط توليد نصب نمود. اين ربات جابجاکنندهُ اجسام اولين سری از رباتهای Unimate بود که به کار گرفته مي شد.


Unimate


Unimate

1963 جان مک کارتی به رياست لابراتوار جديد سيستمهای هوشمند در دانشگاه استانفورد منصوب شد.

1964 شرکت C & D Robotics تاُسيس شد.

1965 دانشگاه Carnegie Mellon (واقع در پيتزبورگ ايالت پنسيلوانيا) انستيتو رباتيک خود را تاسيس نمود.

1965 تبديلات همگون در سينماتيک ربات به کار گرفته شد.اين موضوع همچنان به عنوان پايه و اساس تئوری رباتيک باقی مانده است.

1967 ژاپن يک ربات Versatran را از شرکت AMF خريداری نمود. اين ربات اولين رباتی بود که به ژاپن وارد مي شد.

1968 شرکت کاوازاکی ژاپن ليسانس طراحی رباتهای هيدروليک را از شرکت Unimation اخذ و به توليد ربات در ژاپن پرداخت.

1968 انستيتو تحقيقات رباتيک دانشگاه استانفورد ربات Shakey را که يک ربات متحرک با قابليت پردازش تصاوير بوده توسط يک کامپيوتر در محدودهُ يک اتاق کنترل مي شد را ساخت.



SRI's Shakey

1970 پروفسور ويکتور شينمن از دانشگاه استانفورد بازوی استاندارد را طراحی نمود که امروزه نيز سينماتيک آن به عنوان استاندارد بازوها شناخته می شود.


Stanford Arm


Stanford Arm

1973 شرکت Cincinnati Milacron رباتهای مدل T3 که اولين سری از رباتهای صنعتی قابل کنترل با مينی کامپيوتر بودند که در مقياس تجارتي توليد مي شدند را روانهُ بازار نمود ( اين ربات توسط ريچارد هان طراحی شده بود).

1974 پروفسور ويکتور شينمن طراح بازوی استانفورد شرکت Vicarm را جهت عرضهُ نوع جديدی از اين بازو که برای کارهای صنعتی طراحی شده بود و توسط يک مينی کامپيوتر کنترل مي شد پرداخت.

1976 بازوهای رباتيک در وايکينگ يک و وايکينگ دوبه کار گرفته شد. دراين سال همچنين، شرکت Vicarm يک ميکروکامپيوتر را به بازوی توليدی خود اضافه کرد.

1977 شرکت ASEA دومدل ربات صنعتی الکتريکی ساخت خود را به بازار عرضه کرد. هردوی اين مدلها برای برنامه ريزی و کنترل دارای کنترلر ميکروکامپيوتربودند. (اين رباتها اجداد ربات ABB امروزی هستند.]م[)

1977 شرکت Unimation شرکت Vicarm را خريداری نمود.

1978 با استفاده از تکنولوژی Vicarm شرکت Unimation رباتهای PUMA (Programmable Univeral Mashine for Assembly) را به بازار عرضه نمود. PUMA امروزه نيز در بسياری از آزمايشگاههای تحقيقاتی يافت مي شود.

1978 شرکت Brooks Automation تاُسيس شد.

1979 شرکتهای Sankyo و IBM رباتهای SCARA را که در دانشگاه Yamanashi ژاپن طراحی شده بود را به بازار عرضه کردند.

1981 شرکت Congex تاُ سيس شد.

1981 شرکت CRS Robotic تاُ سيس شد.

1982 شرکتهای Fanuc ژاپن و جنرال موتورز با يکديگر شرکت GM Fanuc را برای عرضهُ ربات به آمريکای شمالی تاُ سيس کردند.

1983 شرکتTechnology Adept تاُ سيس شد.

1984 جوزف انگل برگر شرکت Transition Robotics را که به عرضهُ رباتهای خدمتکار می پرداخت تاُ سيس نمود. اين شرکت بعدها به Helpmates تغيير نام پيدا نمود.

1986 با اتمام ليسانس Unimate شرکت کاوازاکی به طراحی و عرضهُ رباتهای ساخت خود پرداخت.

1988 گروه Staubli شرکت Unimation را از Westinghouse خريداری کرد.

1989 شرکت Computer motion تاُسيس شد.

1989 شرکت Barret technology تاُسيس شد.

1993 شرکت Sensable technology تاُ سيس شد.

1994 انستيتو رباتيک CMU ربات Dante II ، يک ربات شش پا با قابليت راه رفتن را به منظور اکتشاف و نمونه برداری گازهای متصاعد شده در آتشفشان کوه Spurr درآلاسکا ساختند.


Dante II

1995 شرکت Intuitive Surgical با همکاری Fred Moll ، Rob Younge وJohn Freud به منظور طراحی و عرضهُ رباتهای جراح تاُُسيس شد. اين تکنولوژی بر پايهُ کارهای انجام شده در SRI ، IBM و MIT شکل گرفته بود.

1997 ماُموريت فضايي ناسا چشمها و اذهان جهانيان را در زمانی که سفينهُ مسير ياب بر سطح مريخ فرود آمده و ربات راه پيمای Sojourner عکسهای خود را از حرکت بر روی يک سيارهُ دور به زمي فرستاد، معطوف خود ساخت.


Sojourner

1997 شرکت هوندا ربات P3 خود را که هشتمين مدل طراحی شده از پروژهُ ساخت ربات آدم نمای شروع شده از سال 1986 بود را به نمايش گذاشت.


P3

2000 هوندا ربات آسيمو را که نسل ديگری از رباتهای انسان نما بود را به نمايش گذاشت.


ASIMO

2000 شرکت سونی از ربات انسان نمای خود موسوم به SDR (Sony Dream Robots) در نمايشگاه Robodex ژاپن پرده برداری کرد.

SDR-4X II, an entertainment robot

2001 سونی مدل ديگری از سگ رباتی موسوم به Aibo را به بازار عرضه کرد.


Aibo

2001 سيستم SSRMS توسط شرکت MD Robotics کانادا ساخته شده و با موفقيت در مدار مربوط به ايستگاه فضايی بين المللی قرار گرفته و مشغول به کار شد.





SSRSM

**********

+ نوشته شده در جمعه 1386/07/27 10:13 قبل از ظهر توسط هیراد |


DESIGN BY : NIGHT SILENCE X

این وبلاگ برای بچه های سال اول راهنمایی سمپاد درست شده البته نویسنده ها فعلا من ومهرداد جون وکوروش خان ودوست خوبم اردلان هستیم امیدوارم لذت ببرید بای


صفحه نخست
پست الکترونیک



نوشته های پیشین

هفته چهارم مرداد 1387

هفته چهارم فروردین 1387
هفته سوم آبان 1386
هفته دوم آبان 1386
هفته اوّل آبان 1386
هفته چهارم مهر 1386
هفته دوم مهر 1386
هفته اوّل مهر 1386
هفته چهارم شهریور 1386
هفته دوم شهریور 1386
هفته اوّل شهریور 1386


آرشیو موضوعی

ماشین
ورزشی
ریاضی
تلویزیون اینترنت و موبایل
جغرافی و تاریخ
عجایب هفتگانه ی جهان
مدرسه و کتاب برای دانلودوسفارش
تنیس
بسکتبال
والیبال
پینگ پنگ
آسیا
اروپا
استرالیا
آمریکا
بازی آنلاین
دانلود بازی
دانلود کتاب
برنامه های موبایل
دانلود کارتون
کد جاوا
فال و طالع بینی
لاک پشت
فال
عشق وعاشقی
جک و اس ام اس های عاشقانه
نرم افزار های سخت
آشپزی
آرایش گری مخصوص دختران و خانمها
خطای چشم
روبات
چرتوپرت دخترای سمپادی
تاریخ
کمک تحقیقی-ادبیات

نویسندگان

هیراد (مدیریت وبلاگ)
هیراد
مهرداد
اردلان
کوروش


پیوندها

harry potter7
عاشق
مهیار
سمپاد روباتیک
علیرضا
herad
گوگل
قالب ساز


    تعداد بازديدها:

Night Skin:طراح قالب
POWERED BY: BLOGFA.COM

RSS


" loop="-1" >