در آن زمان تصور مان تنها اين بود که مکاترونيک ، تلفيقي از رشته هاي مکانيک ، برق ، کنترل ، مخابرات ، طراحي صنعتي ، روان شناسي و نرم افزار است.در حالي که در دومين کنفرانس بين المللي مهندسي ساخت و توليد ايران که هفته پيش برگزار شد، بر جايگاه اجرايي و کاربردي اين رشته تاکيد شد و مشخص شد مکاترونيک ، دانش عملي و مديريتي لازم براي طراحي و ساخت محصولات پيچيده و هوشمند، در زمان مقرر، با کيفيت مطلوب و با کمترين هزينه ممکن است.حتي در قالب اين کنفرانس به طراحي و ساخت آونگ وارونه اشاره شده است که با بهره گيري از سيستم کنترل اتوماتيک و با هدف ساخت وسايل نقليه جديد مي تواند در آينده قدم خوبي به منظور کاهش بار آلودگي ناشي از تراکم وسايط نقليه عمومي تلقي شود.
هر پيشرفتي که در حوزه هاي مختلف مهندسي و علوم اتفاق مي افتد، در واقع افق جديدي را در برابر مکاترونيک مي گشايد. به عنوان مثال ، دو نفر از برندگان جايزه نوبل فيزيک سال 2007، در واقع مخترع حسگرهاي جديدي براي تشخيص ميدان هاي مغناطيسي ضعيف با استفاده از فناوري نانو بودند. اين اختراع مربوط به حدود 20 سال قبل است و امروزه يکي از چندين فناوري هاي موثر در ساخت ديسک هاي سخت (هاردديسک) پرظرفيت براي رايانه ها، دوربين ها و مديا پليرهايي مثل ipod و امثال آنهاست. بر اساس اين فناوري ، امروزه بيش از 700ميليون ديسک سخت توليد شده است که به معناي دقيق کلمه يک محصول پيچيده ، چند تخصصي و هوشمند و در واقع نمادي روشن از يک محصول مکاترونيکي است.
مکاترونيک از کجا تا کجا
امير حسين دوايي مرکزي ، رئيس بخش علمي دومين کنفرانس بين المللي مهندسي ساخت و توليد ايران مي گويد: واژه مکاترونيک سال 1983 از سوي يک مهندس ژاپني و از تلفيق دو واژه مکانيسم و الکترونيک به وجود آمد و منظور ابتدايي از آن طراحي و ساخت مکانيسم هاي حرکتي مکانيکي با بهره گيري از سيستم هاي الکترونيکي بود. امروزه مراد از واژه مکاترونيک بسيار وسيع تر از زمان ابداع آن شده است ، کما اين که امروزه بنا بر کامل ترين تعريف مکاترونيک ، دانش عملي و مديريتي لازم براي طراحي و ساخت محصولات پيچيده و هوشمند، در زمان مقرر و با کيفيت مطلوب و با کمترين هزينه ممکن قلمداد مي شود.
از جنبه فني ، مکاترونيک دانش ايجاد هم افزايي (synergy) بين مهندسي هاي مکانيک ، کنترل ، برق ، کامپيوتر، هوش مصنوعي و علوم پايه اي چون فيزيک ، شيمي و رياضي براي ايجاد محصولات پيچيده و قابل ارائه به بازارهاي رقابتي است.براي ايجاد اين هم افزايي لازم است فرآيندهاي طراحي ، ساخت و کنترل از ابتدا تا انتها به صورت يکپارچه و در قالب کار تيمي مديريت شده به انجام برسد.
آونگ وارونه
سيستم کنترل آونگ وارونه ، در واقع سيستمي براي حفط تعادل يک آونگ وارونه از طريق حرکت دادن پايه آن است. مثل آن که بخواهيم يک عصا را در کف دست قرار دهيم و سعي کنيم تعادل آن را با حرکت دادن مستمر دست در جهات مختلف حفظ کنيم. نمونه هاي پژوهشي اين سيستم با هدف ساخت يک سيستم هوشمند که اين کار را بدون دخالت انسان انجام دهد، ارزش آموزشي و پژوهشي قابل توجهي دارد. يک نمونه از اين آونگ ها که با يک الگوريتم بسيار پيشرفته کنترلي و با قابليتي در رده پيشرفته ترين هاي جهان در آزمايشگاه مکاترونيک دانشگاه علم و صنعت ساخته شده است. اين گونه سيستمها به عنوان مثال مبنائي براي ساخت وسايل نقليه تک نفره برقي قابل شارژ که داراي دو چرخ کوچک بوده و راننده به صورت ايستاده روي آن قرار مي گيرد، مورد استفاده است.
شکل جديدي از وسايل نقليه شهري
صحبت از وسيله نقليه اي است که در واقع يک آونگ وارونه است و با يک سيستم هوشمند در حالت تعادل قرار گرفته و راننده براحتي و با انعطاف پذيري زياد مي تواند آن را درون فروشگاه ها، مترو و حتي کلاس درس ببرد. نه سرو صدا دارد و نه آلودگي.البته در حال حاضر قيمت اين وسائل نقليه گران و در حدود چند هزار دلار است ، ولي با پيشرفت فناوري قطعا در آينده نقش مهمي را در حمل ونقل شهري و رفع آلودگي خواهد داشت. به هر حال منظور آن است که کار روي توسعه سيستم کنترل آونگ وارونه کاربردهاي مهمي را در آينده خواهد داشت.
انسان به ربات متکي مي شود
معمولا و به طور منطقي ، روبات ها را درجايي به کار مي گيرند که وجود انسان به لحاظ خطرناک بودن محيط غيرممکن است و يا اين که استخدام نيروي کار موجب کاهش دقت و کيفيت کار و توليد مي شود يا اين که در آن حجم توليدي که ما مي خواهيم نيروي انساني نمي تواند جوابگو باشد. به همين دليل ما روبات ها را درگلوگاه هاي توليد مي گذاريم و چنين کاري باعث مي شود حجم توليد و کيفيت آن ارتقا يابد. اين اقدام توليد را افزايش مي دهد و موجب مي شود سرمايه گذاري هاي جديد صورت بگيرد و شغل هاي جديدي ايجاد شود. وقتي حجم توليد صنايع پايين دستي که بيشتر متکي به نيروي کار انساني است بالا برود استفاده از روبات باعث کاهش اشتغال نمي شود و درنهايت موجب ايجاد اشتغال هم مي شود.
حتي در ايران نيز که استفاده از روبات ها غالبا به صنايعي چون خودرو سازي محدود مي شود، اين کاربردها باعث مي شود حجم توليد از چند ده هزار به چند صدهزار خودرو افزايش يابد و بيشتر روبات ها درجاهايي مثل جوشکاري بدنه مورداستفاده قرارمي گيرند.
آينده صنايع در دست ربات ها
آينده هر سيستمي وموفقيت آن در گرو استفاده از تکنيک هاي هوش مصنوعي است. نماد استفاده از هوش مصنوعي در روباتيک است. روباتيک هم فقط به استفاده از روبات به عنوان يک محصول محدود نمي شود، بلکه روباتيک خلق کننده و توسعه دهنده بسياري از فناوري هاي وابسته مثل فناوري حسگرها، فناوري پردازش ، فناوري رانشگرها، فناوري ذخيره و تبديل انرژي است. الان روبات هايي که در سايزهاي بسيار کوچک خلق مي شوند در پزشکي کاربرد زيادي پيدا کرده اند به عنوان مثال به جاي آندوسکوپي ، روبات بسيارکوچکي به داخل دستگاه گوارش فرستاده مي شود و مي تواند تصاويري از آن بگيرد و از اين طريق معالجه بيمار با دقت و سرعت بيشتري انجام بگيرد يا يک روبات را مي توان به داخل بدن انسان فرستاد و بخش هايي از يک تومور را به وسيله آن خارج کرد. در حال حاضر از روبات هاي بزرگ در جراحي هاي پروستات ، قلب و زانو استفاده مي شود.
پونه شيرازي /روزنامه جام جم/شماره2178
