רובוטיקה הינה נושא שיכול לשלב הרבה תחומים כגון :
- הנדסת מכונות (תכנון חלקי הרובוט או המתקן המכאני, בחירת המנועים,הבקר והחיישנים, תכנון החלקים הנעים והחומרים שמהם מורכב הרובוט).
- אלקטרוניקה - תכנון המעגלים החשמליים והחיווטים, תכנון אמצעי החישה, תכנון הכרטיסים האלקטרוניים.
- הנדסת תוכנה - תכנון התכנית הלוגית של הבקר - שהיא ה"שכל" של הרובוט, ומאפשרת לו להגיב על פי וראיציות שונות שהוכנסו לבקר (ראה הרחבה בהמשך), על ידי המתכנת.
מה מרכיב את הרובוט ?
בדרך כלל הרובוט מכיל מספר מרכיבים עיקריים:
- חלקים מכאניים - אלו הם חלקי הרובוט כגון זרועות, צירים, גלגלים, גלגלי שיניים, מנועים, ועוד - חלקים אלו מאפשרים לרובוט
לבצע תנועות מכאניות על פי יעודו.
- חומרה ואמצעי חישה - אלו הם חלקים המאפשרים לרובוט להיות "אינטיליגנט" ולהגיב על פי חיוויים שהוא מקבל מהשטח.
הבקר - כרטיס אלקטרוני, המתפקד כמוח של הרובוט, אליו הבקר ניתן להזין תכנית פעולה שאותה כותבים בשפת תיכנות כל שהיא.
באופן תיאורטי, ככל שהתכנית המוזנת אל הבקר, תהיה מורכבת יותר ותכלול התיחסויות למצבים שונים, האינלגנציה של הרובוט תהיה גדולה יותר.
אמצעי חישה - כוללים חיישנים שונים שמאפשרים לרובוט "לחוש" את הסביבה . אמצעי החישה יכולים להיות שונים ורבים כגון:
חיישן קול, חיישן אולטראסוני, חיישן מרחק, חיישן מגע, חיישן טמפרטורה ולחות, חיישן אור ועוד....
- תוכנה - התוכנה הינה רצף של הוראות והתניות הכתובות בשפת תיכנות כל שהיא, שאותה מבין הבקר של הרובוט. לאחר כתיבת התוכנה
היא משודרת אל הבקר ומאוחסנת בו. בדרך כלל, ניתן למחוק או לתקן תוכנה ישנה ולעדכן לתוכנה חדשה.
דוגמא לשורת קוד : "אם חיישן הקרבה מזהה גוף בקרבתו, אז תן פקודה למנוע ימיני להסתובב עם כיוון השעון"
שהמשמעות של זה תהיה - שהרובוט יפנה ימינה. את התכנה ניתן לכתוב בשורות קוד הדורשות ממוחיות בשפות קוד כגון שפת C,
ולחילופין ניתן להיעזר בתוכנות גרפיות ידידותיות, המאפשרים גם לילדים צעירים לגרור סמלים על המשך וליצור שורות קוד.
ניתן לציין שלתחום הרובוטיקה נכנסים גם מנגנונים שכוללים רק חלקים מכאניים ומנועים,המאפשרים לרובוט לבצע
פעולות אוטומאטיות ועצמאיות, ולא בהכרח שהרובוט ישלב גם בקר.
מצד שני ישנם היום גם רובוטים שלא כוללים בכלל חלקים מכאניים, אלא רק תוכנה. כיום, חלק מהתוכנות הממוחשבות נקראות בשם רובוט .
אז למה צריך רובוטים ?
לרובוטים קיימים שימושים רבים ומגוונים, הם למעשה מחליפים פעולות פשוטות עד מורכבות ביותר, שהיו צרכים להתבצע עד להמצאתם, עלידי האדם.
רובוטים בתעשייה - אחד השימושים הנפוצים ביותר הינו שילוב מנגנונים רובוטים בתעשייה. בענף הרכב, לדוגמא עושים שימוש בידיים רובוטייות, המבצעות פעולות של הברגה, ריתוך, צביעה וכדומה. במפעלים של מוצרי מזון , משתמשים מכונות רובוטיות כגון לבצע פעילות אריזה שונות .
רובוטים בחלל - רובוטיקה בחלל, משמשת את האדם לביצוע משימות שלא היו ניתנות לביצוע בשום דרך אחרת, אפילו לא על ידי תפעול
בשלט רחוק - בגלל המרחק הרב שבין יחידת הפיקוד בכדור הארץ למיקום בחלל בו רוצים לבצע את הפעולה נוצר קושי בשליטה מרחוק מאחר ולאות לקוח לעבור זמן רב, ולכן היה צורך לתכנן רובוטים שיבצעו פעולות עצמאיות לחלוטין בכוכב שאליו הם שוגורו . שימוש שכזה, ברובוטים מהסוג הזה,
יכול להיות לדוגמא, לשם לקיחת דגימות עפר מהכוכב.
רובוטים ברפואה - תחום זה הינו תחום מתפתח , ברפואה עושים שימוש במנגנונים רובוטים על מנת לבצע ניתוחים מורכבים. ידיים רובוטיות עדינות במיוחד עושות שימוש בניתוחים שונים. כיום ניתן לבצע ניתוח, אפילו בשלט רחוק כשהרובוט והמטופל נמצאים במקום אחד, ואילו הרופא המתפעל את הרובוט, נמצא במקום אחר ושולט על הפעילות באמצעות מסך וג'ויסטיק.
בנוסף ישנם פיתוחים שונים בתחום הננו רובוטיקה - למעשה אלו רובוטים מזעריים המחודרים אל המקום בגוף האדם המצריך טיפול ומבצעים בו
פעולות שונות.
רובוטים לשירות האדם בסביבה הביתית - תחום זה עדיין בתחילת דרכו, אולם כבר היום ניתן לראות פיתוחים שונים של רובוטים
המשרתים את האדם בסביבה הביתית. קרוב לוודאי שבעתיד הקרוב נוכל לראות רובוטים אשר מבצעים פעולות משק בית שונות כגון : שטיפת ריצפה, הגשת מזון וכדומה.
רובוטים בצבא ובמשטרה - הצבא והמשטרה עושים שימוש ברובוטים, במיוחד עבור פעולות בעלות סיכון. לדוגמא המשטרה עושה שימוש ברובוט חבלן, המאפשר ירי במטען חשוד ופיצוצו מטווח קרוב, דבר שהיה מסכן את החבלן האנושי , לולא היה נעשה שימוש ברובוט. ניתן לפתח סוגי רובוטים שניתן להשתמש בהם לסריקת מנהרות תת קרקעיות וללוחמה במחבלים בעת הצורך.
רובוטים לצורכי לימוד - תחום הרובוטיקה, הינו תחום מתפתח וקרוב לוודאי, שבעתיד הקרוב, יותר ויותר אנשים יעסקו בתחום. אי לכך כבר היום מושקעים משאבים רבים ללימוד התחום, במוסדות הלימוד השונים. לימוד הרובוטיקה נעשה כבר מהכיתות הנמוכות - כיתות א ומעלה ואפילו ניתן ללמד חשיבה לוגית גם ילדי גן. ישנם חברות שונות העוסקות בהוראת הרובוטיקה וההנדסה, ביניהם חברת מהנדסי הדור הבא.
החברה פועלת ברחבי הארץ במגזרים המוסדיים והפרטיים.
כיום תחום הרובוטיקה וההנדסה, חדר למוסדות הלימוד השונים ומופיע בפלטפורומות שונות כגון : תל"ן רובוטיקה, חוגים לצהרונים, חוג במתנ"ס, תוכניות יול"א, תכניות של קרן קרב. קיימות גם תכניות בן לאומיות שונות כגון של FIRST כגון FLL, JRFLL, חוג רובוטיקה.
מעוניינים בתכנית רובוטיקה ? למי פונים ?
1. תכנית מהנדסי הדור הבא - תכנית מומלצת מאוד, זאת היא תכנית בהנדסה ורובוטיקה. התכנית משלבת משחק, הנאה ושעשוע ,
לצד למידה, העשרת ידיעות ופיתוח כישורים, בתחומי המדע, ההנדסה, החשבון והרובוטיקה. במהלך השיעורים, הילדים לומדים בצורה חווייתית על מושגים בפיזיקה, מתמטיקה הנדסה ורובוטיקה . התכנית מוכרת משרד החינוך ומעודדת פיתוח כישורים חברתיים, כושר ריכוז, ואהבה ללמידה.
במהלך התוכנית הילדים חושבים כמהנדסים, מתכננים ובונים מתקנים ממונעים\ רובוטים שונים, באמצעות אריחים חכמים בדומה ללגו,מנועים חשמליים, עם אפשרות לשילוב בקרים. משחקים איתם ולומדים על הרעיונות ההנדסיים והפיסיקאליים שסובבים סביבם.
לפרטים: www.nextengineers.co.il
חברת מהנדסי הדור הבא - מפתחת תכניות חינוכיות ברובוטיקה והנדסה וכן מפעילה חוגי רובוטיקה, תכניות תל"ן ועוד, באיזורים שונים בארץ. ניתן לפנות ישירות לאתר החברה : www.nextengineers.co.il
או לפנות בטלפון: 03-3035959, nextengineers@gmail.com
2. תכנית קרב - תכנית קָרֵב למעורבות בחינוך היא תכנית שהוקמה ביוזמה משותפת של משרד החינוך ו'קרן קרב'
התוכנית הינה מיסודם של צ'ארלס ואנדריאה ברונפמן. התכנית פועלת במסגרות שונות וכן בבתי ספר שונים ברחבי הארץ.
התכנית הינה מיסודה של קרן רשי.
3. תכנית רובוטיקה של המנהל למדע - התכנית מעודדת צעירים להיות מנהיגי המחר בעולם הטכנולוגיה והמדע, וזאת באמצעות תכניות חדשניות. התכניות משלבות , יצירתיות ומעודדות כישורים שונים.
אחת ממטרות התכנית הינה קידום מודעות לטכנולוגיה, תוך הרגשת החדווה והסיפוק שבתכנון והבנייה.
במהלך התוכנית ישנו שיתוף פעולה עם בני נוער אחרים ומבוגרים, בתקווה שהתהליכים שהם חוו במהלך תחרויות הרובוטיקה
ישפיעו עליהם בהמשך בלימודיהם האקדמיים. לפרטים : http://cms.education.gov.il
המאמר נכתב על ידי ברי ס. מהנדס מערכות ומכונות
