فصل جدید گردهمایی ربات‌ها

به گزارش حلقه وصل، این بار رباتیکی‌ها از ۲۶تا ۲۸آبان۱۴۰۰ قرارشان را اینترنتی برگزار کردند. شاید جالب‌ترین نکته این دوره از ایکرام، برگزاری تمام بخش‌های کنفرانس و برنامه‌های جانبی شناخته شده همیشگی‌اش بدون کم‌وکاست بود.

برنامه‌ای که فرصت خوبی را برای برقراری ارتباط و تبادل‌نظر میان فعالان داخلی و خارجی حوزه رباتیک و مکاترونیک فراهم و امکان حضور محققان بین‌المللی را به واسطه مجازی بودنش پررنگ‌تر کرده بود.

با وجود این که با توجه به واکسیناسیون گسترده و کاهش آمارهای ابتلا به کووید ۱۹ بسیاری از فعالیت‌های عمومی از سر گرفته شده،هنوز فضای دانشگاه‌ها به شرایط پیش از کرونا برنگشته است.

رئیس کنفرانس بین‌المللی رباتیک و مکاترونیک در خصوص برگزاری نهمین دوره کنفرانس ایکرام به صورت کاملا مجازی توضیح می‌دهد: «به نوعی امسال دومین تجربه برگزاری ایکرام به صورت مجازی به شمار می‌رود. سال گذشته غافلگیری از شرایط کرونا و ممنوعیت برگزاری هر نوع تجمعی در زمان برگزاری همایش در آبان۹۹، هشتمین دوره کنفرانس را به صورت هم‌اندیشی محدود شامل سخنرانی‌های کلیدی و مقالات دعوت شده برگزار کردیم.»

دکتر سید علی‌ اکبر موسویان می‌افزاید: «اما امسال از ماه‌ها پیش با آمادگی نسبت به این شرایط برای برگزاری همایش به صورت مجازی اقدام کردیم، زیرا هنوز هم بدون شک تجمع تعداد بالای شرکت‌کنندگان در همایش‌ها می‌تواند خطرات زیادی را در پی داشته باشد.»

تمام اجزای کنفرانس حضوری را مجازی کردیم

دکتر موسویان در خصوص نحوه برگزاری این دوره از کنفرانس تصریح می‌کند:«تلاش ما بر این بود که همایش به‌صورت کاملامشابه دوره‌های حضوری پیشین برگزار شود و هیچ بخشی از همایش به دلیل مجازی بودن آن کنار گذاشته نشود. ۱۷۰مقاله از پژوهشگران داخلی و خارجی با تعدادی نزدیک به مقالات ارسالی دوره‌های پیش به دبیرخانه همایش ارسال شد که پس از داوری آنها ۹۳مقاله برای ارائه سخنرانی در ۲۰نشست آنلاین در طول روزهای برگزاری همایش انتخاب شد.»

به گفته رئیس نهمین دوره کنفرانس ایکرام نمایشگاه خلاقیت نیز در دو بخش دانشجویی و دانش‌آموزی مشابه دوره‌های پیش در طول برگزاری همایش به‌صورت غرفه مجازی برگزار شد. همچنین نمایشگاه صنایع مرتبط با رباتیک و مکاترونیک نیز در غرفه‌های مجازی محصولات خود را ارائه کردند. شرکت در این نشست‌ها، کارگاه‌ها و بازدید از نمایشگاه‌ها و غرفه‌های مجازی برای تمام بازدیدکنندگان رایگان بود و همه علاقه‌مندان می‌توانستند در این رویداد شرکت کنند.

فضای بین‌المللی‌تر

دکتر موسویان در خصوص مشارکت محققان خارجی در این دوره از کنفرانس ایکرام می‌گوید: «امسال به دلیل برگزاری همایش به صورت آنلاین، این فرصت فراهم شد که برای سخنرانی‌های کلیدی کنفرانس بتوانیم از استادان برجسته خارجی این حوزه از چهار کشور کانادا، فنلاند، ژاپن و سوئیس دعوت به عمل بیاوریم. به همین ترتیب در کارگاه‌های آموزشی که در حاشیه همایش برگزار شدند نیز توانستیم از دانش محققان داخلی و خارجی بهره‌مند شویم. به عبارتی می‌توان گفت برگزاری همایش به‌صورت آنلاین همکاری با محققان خارجی را ساده‌تر و عملکرد بین‌المللی همایش را نسبت به دوره‌های قبل بیشتر تقویت کرد.»

وی در پاسخ به پرسش جام‌جم در خصوص پیش‌بینی نحوه برگزاری همایش رباتیک و مکاترونیک در سال‌های آینده با توجه به تجربیات به دست آمده از برگزاری مجازی، می‌گوید: «بدون شک نه فقط همایش ایکرام بلکه همه جنبه‌های زندگی ما تحت تأثیر کرونا با سرعت بیشتری بسترهای مورد نیاز برای مجازی شدن را به دست آورد.به نظر می‌رسد حتی پس از عادی‌شدن شرایط در سراسر دنیا نیز این روند دنباله‌دار باشد که البته خود این موضوع یکی از مظاهر پیشرفت مکاترونیک است.»

ایده‌های جذاب در نمایشگاه خلاقیت

دکتر پیام زرافشان، عضو هیأت مدیره انجمن رباتیک و مسوول نمایشگاه خلاقیت در خصوص نحوه برگزاری این دوره از نمایشگاه به‌صورت مجازی به جام‌جم می‌گوید: «سال گذشته به‌دلیل شرایط محدود برگزاری همایش به صورت مجازی، نمایشگاه خلاقیت برگزار نشده بود و امسال اولین دوره پس از شیوع کووید-۱۹ بود که این نمایشگاه برگزار شد. امسال برخلاف دوره‌های قبل ارائه طرح‌ها و داوری آنها در هر دو بخش دانشجویی و دانش‌آموزی به‌صورت مجازی انجام شد.»

وی می‌افزاید: «با اقداماتی که صورت گرفت، سامانه‌هایی طراحی شد که تمامی مراحلی که در دوره‌های حضوری نمایشگاه صورت می‌گرفت در نمایشگاه مجازی نیز فراهم شود. در این دوره ۳۴ طرح در مجموع هر دو بخش دانشجویی و دانش‌آموزی ثبت‌نام کرده بودند که از میان آنها ۹ طرح دانشجویی و ۱۷ طرح دانش‌آموزی به عنوان طرح‌های منتخب در غرفه‌های مجازی ارائه شدند.»

دکتر زرافشان در خصوص نحوه داوری طرح‌ها تصریح می‌کند: «داوری نهایی برای انتخاب طرح‌های برگزیده بر اساس میزان خلاقیت، نحوه اجرا، مباحث فنی و همچنین ارائه طرح در هر دو گروه با کمک این سامانه‌ها به صورت آنلاین انجام شد. در بخش دانشجویی سه طرح و از بخش دانش‌آموزی نیز بر اساس سن و سطح شرکت‌کنندگان در سه سطح طرح‌های برگزیده انتخاب شدند.»

وی در خصوص طرح‌های ارائه شده در نمایشگاه امسال به جام‌جم می‌گوید: «هدف از برگزاری این نمایشگاه ارائه طرح‌های خلاقانه و جذابی است که بعضا بسیار ساده هستند اما می‌توانند در ادامه به محصولاتی کاربردی توسعه پیدا کنند. برای مثال یکی از طرح‌هایی که در بخش دانش‌آموزی ارائه شده بود، محصول ساده‌ای بود که بدون نیاز تماس دست و با عبور دست از مقابل شیلد صورت آن را بالا یا پایین می‌برد که با توجه به شرایط و نگرانی‌های موجود در خصوص آلودگی‌های کرونا این محصول می‌تواند به محصولی کاربردی به ویژه در مراکز درمانی و دندان‌پزشکی تبدیل شود. در مجموع طرح‌های ارائه شده در نمایشگاه امسال از تنوع بالایی برخوردار بودند و جذابیت‌ زیادی برای شرکت‌کنندگان داشت.»

ربات توانبخشی نرم

توانبخشی به معنای انجام حرکات تمرینی خاص از سوی فیزیوتراپ در جهت برقراری ارتباط میان پیام‌های مغزی و اندام‌های حرکتی فرد توان‌یاب است. در سال‌های اخیر ربات‌های توانبخش به عنوان کمک یا جایگزین فیزیوتراپ در محیط خانه در حال توسعه هستند و تحقیقات گسترده‌ای در دنیا در حال توسعه چنین ربات‌هایی است که بتوانند متناسب با میزان توانایی‌های منحصر به فرد هر توان‌یاب، تمرینات حرکتی مورد نیاز را با شدت فشار متناسب به فرد بدهد.

طراحی الگوریتم‌های مورد نیاز برای توسعه ربات‌هایی که بتوانند به بهترین شکل با اندام‌های انسان تعامل امن داشته باشند و آموزش لازم را به اندام‌های فرد بدهد نیاز به آزمون و خطاهای بسیار زیادی دارد. اگر قرار باشد تمام این آزمون و خطاها برای توسعه الگوریتم‌های کنترلی پیشرفته مورد نیاز با امتحان کردن روی بدن انسان انجام شود می‌تواند خطرات زیادی را به همراه داشته باشد.

آرین کلانتری، دانشجوی کارشناسی ارشد دانشگاه صنعتی امیرکبیر، برای توسعه ربات توانبخش خود، نوعی پروتز انگشت مصنوعی طراحی کرده است که عملکرد انگشت بیماران بر اساس گزارش‌ها و مقالات علمی را شبیه‌سازی می‌کند. به این ترتیب برای بررسی الگوریتم‌های مختلف ربات توانبخشی طراحی شده برای دست افراد توان‌یاب، این پروتز انگشت می‌تواند شرایط بیماران مختلف را شبیه‌سازی کند و رفتاری کاملا مشابه انگشت افراد توان‌یاب با شرایط مختلف داشته باشد تا اثربخشی الگوریتم‌های توان‌یابی روی آن بررسی شود.

وی در خصوص عملکرد ربات توان‌یاب نرم و پروتز انگشت به جام‌جم می‌گوید: «این ربات با الهام از روشی که عضلات اندام‌ها را کنترل می‌کردند، الگوریتم کنترلی و هوش مصنوعی امن و مبتنی بر قصد بیمار را توسعه می‌دهد. یعنی فقط زمانی این ربات عمل می‌کند که فرد قصد انجام کاری را داشته باشد و عملکردش نیز فقط در جهت کمک و با فشار حداقلی مورد نیاز برای کمک به دست خود فرد توان‌یاب است.

برای توسعه الگوریتم تعاملی مورد نیاز، پروتز انگشت شبیه‌ساز می‌تواند شرایط بیماران مختلف با ضایعات مختلف در فازهای گوناگون توان‌یابی را برای ربات شبیه‌سازی کند و در نهایت به توسعه ربات توانبخشی با قابلیت تعامل ایمن با انسان‌ها کمک کند.»

ربات تصفیه هوا

از آنجا که آسیب‌های ناشی از تنفس هوای آلوده می‌تواند اثرات جبران‌ناپذیری بر سلامت داشته باشد، استفاده از روش‌های مختلف تصفیه هوا به‌ویژه در مکان‌های سربسته و آلوده مانند بیمارستان‌ها، کارخانجات و ... بسیار ضروری است. ربات تصفیه هوایی که در نمایشگاه خلاقیت امسال شرکت کرده بود نیز با هدف کمک به رفع آلودگی‌های تنفسی در چنین مکان‌هایی توسعه پیدا کرده است.

محمدکاظم کاوه در خصوص ویژگی‌هایی که این ربات را از سایر دستگاه‌ها و ربات‌های تصفیه هوا متمایز می‌کند، به جام‌جم می‌گوید: «طراحی این ربات به صورتی است که در کنار افزایش کارایی تصفیه، خطرات احتمالی ناشی از روش‌های مرسوم مانند پرتو فرابنفش را به حداقل برساند. در این ربات یک فن هوا را به مخزن اول هدایت می‌کند.

در این قسمت هوای واردشده با کمک فیلترهای نانو و پرتو فرابنفش UVC آلودگی‌زدایی شده و به کمک فن دوم دستگاه به مخزن دوم وارد می‌شود. در این قسمت مجددا هوا از فیلتر نانو عبور داده و سپس به محیط آزاد می‌شود. نتایج به‌دست‌آمده از عملکرد فیلترهای نانوی موجود در بخش فیلتراسیون ربات، تصفیه ۹۸درصدی ذرات کوچک‌تر از ۰.۳ میکرون را نشان می‌دهد.»

کاوه، مزیت اصلی دستگاه خود را در ایمن بودن آن می‌داند و می‌گوید: «این ربات از طریق کنترل از راه‌دور هدایت می‌شود و می‌تواند بدون نیاز حضور انسان در محیط آلوده، وارد فضا شده و پاکسازی را انجام دهد. این ربات برای عملکرد بهتر مجهز به دو بازوی پرتو فرابنفش نیز هست که البته در زمان حضور افراد در نزدیکی آن می‌تواند غیرفعال شود. از سوی دیگر لامپ فرابنفش بخش تصفیه، در داخل مخزنی در داخل ربات قرار داده شده است که موجب می‌شود حضور ربات در نزدیکی افراد با خطری همراه نباشد.

بنابراین در مکان‌های عمومی مختلف مانند هتل‌ها، پاساژها و هر مکان دیگری قابل استفاده خواهد بود.» به گفته کاوه، عملکرد این دستگاه با کمک دو حسگر در بخش ورودی دستگاه که مسؤول سنجش میزان آلودگی هوای ورودی است و دیگری در قسمت خروجی دستگاه که مسؤول سنجش کیفیت هوای تصفیه‌شده است ارزیابی می‌شود تا زمان مورد نیاز برای پایان پاکسازی محیط مشخص شود. نمونه اولیه این ربات ساخته شده است و در صورت جذب سرمایه می‌تواند به‌صورت تجاری تولید شود.

ربات پرنده گرده‌افشان درختان گردو

برخی از رقم‌های درختان گردو زمانی که به سن بلوغ و گرده‌افشانی می‌رسند زمان رسیدگی بخش مادگی و گرده درخت هم‌زمان نیست. در این پدیده که به آن ناهمرسی یا دیکوگامی گفته می‌شود، گرده یک درخت برای بارور شدن آن درخت کارآمد نخواهد بود زیرا در زمان مناسب پخش نمی‌شود. یکی از راهکارهایی که در حال حاضر برای رفع این مشکل در باغداری‌ها در حال توسعه است،

طراحی ربات‌های پرنده‌ای است که بتوانند گرده آمده را در زمان مناسب به کلاله‌های مادگی درختان برسانند تا درخت بار دهد. مژده مزینانی، دانشجوی کارشناسی ارشد دانشگاه تهران، در خصوص نحوه توسعه ربات گرده‌افشان خود می‌گوید: «با توجه به محدودیت‌های منابع و تجهیزاتی که برای توسعه این ربات داشتیم، در مرحله اول نمونه اولیه آزمایشگاهی بسیار کوچک و ساده‌ای از آن را طراحی و تولید کردیم تا در ابتدا از کارایی آن مطمئن شویم و سپس به سمت توسعه آن به‌صورت نمونه قوی‌تر و قابل‌تجاری‌سازی برویم.»

او عملکرد ربات خود را با درصد گرده‌های مختلف در اردیبهشت امسال در بخشی از باغ گردویی در روستای حسام‌آباد شهرستان کوهین در استان قزوین بررسی کرده است. مزینانی در خصوص میزان کارایی این ربات می‌گوید: «بدون‌شک هنوز راه زیادی تا بهینه‌سازی درصد گرده مورد استفاده برای این روش در پیش داریم. همچنین کوچک‌بودن این ربات محدودیت‌هایی را برای توان پروازی و مدت پرواز ایجاد می‌کرد که در نمونه‌های بعدی با بزرگ‌تر شدن ربات و توان باتری آن می‌توان کارایی این روش را برای گرده‌افشانی در مساحت‌های گسترده‌تر فراهم کرد.»

ربات پرنده آبپاش برای شست‌وشوی مَقَرِه‌های برق

مَقَره نوعی عایق الکتریکی است که برای اتصال کابل‌های برق با برج انتقال برق بکار می‌رود. آلودگی و نشست غبار روی این عایق‌ها می‌تواند احتمال برق‌گرفتگی را افزایش دهد و به همین دلیل بسیار خطرناک خواهد بود. روش‌های مختلفی برای رفع این آلودگی‌ها و شست‌وشوی این مقره‌ها وجود دارد که درحال‌حاضر در کشور ما بیشتر به روش آب‌پاشی آب‌مقطر توسط نیروی انسانی یا جایگزین‌کردن آنها با مقره‌های تمیز و انتقال آنها به مراکزی برای شست‌وشو و استفاده مجدد است که در هر دو روش حضور نیروی انسانی می‌تواند خطرپذیری بالایی همراه داشته باشد.

به همین علت در سال‌های اخیر توسعه ربات‌های شست‌وشوی مقره‌ها در دنیا بسیار مورد توجه قرار گرفته است. حامد اعتضادی با ارائه نمونه اولیه ربات پرنده آبپاش در این نمایشگاه مهم‌ترین مزیت استفاده از ربات برای این کار را علاوه‌بر کاهش خطرات احتمالی، امکان دسترسی و پاکسازی مقره‌ها در مکان‌های صعب‌العبور می‌داند و تصریح می‌کند: «طراحی این ربات با چالش‌های زیادی همراه بود زیرا ربات باید قادر باشد از ارتفاعی متناسب با ارتفاع مقره و با فشار خاصی آب‌مقطر را بپاشد.

درحال‌حاضر نمونه اولیه ما در بررسی‌های اولیه عملکرد قابل‌قبولی داشته و در حال تحقیق و توسعه است تا با بهبود کارایی آن، وارد مرحله تجاری‌سازی شود.» به گفته اعتضادی، چند شتابدهنده برای توسعه این محصول ابراز تمایل کرده‌اند و در صورت نتیجه‌بخشی مذاکرات سرمایه‌گذاری، این محصول به سمت مرحله تجاری‌سازی خواهد رفت.