المجموعات

لماذا تم اختراع الذراع الروبوتية؟

لماذا تم اختراع الذراع الروبوتية؟

اليوم ، نستخدم أذرع آلية في كل شيء بدءًا من بناء اللوحة الأم للكمبيوتر إلى المساعدة في جراحة القلب المفتوح. لقد قطعنا شوطًا طويلاً منذ أول تجسد للأذرع الروبوتية.

عندما أصبحت متوفرة لأول مرة في عام 1954 ، تم التحكم في هذه الأسلحة بمحركات مؤازرة إلكترونية ، مبرمجة بأشرطة ورقية وكانت قادرة فقط على أوامر بدائية. دعونا نلقي نظرة على تاريخ الأذرع الروبوتية ، وإلى أين تتجه التكنولوجيا في المستقبل.

انظر أيضًا: يمكن للذراع الروبوتي الجديد المدرك للذات التعرف على نفسه وإصلاحه

1480 - دافنشي والابتكار

مفهوم الأذرع الروبوتية ليس جديدًا. يعود تاريخه إلى أواخر القرن الخامس عشر. في الخمسينيات من القرن الماضي ، وجد الباحثون الذين يدرسون دفاتر ليوناردو دافنشي رسومات ورسومات لكل شيء من الأذرع الآلية إلى التماثيل البشرية الكاملة التي يمكن أن تعمل نظريًا على تقنيات الساعة المتاحة في ذلك الوقت.

استخدمت هذه الأجهزة البكرات والأوزان والتروس لتوفير حركة شبه مستقلة ، قبل قرون من تخيلنا استخدامها للتجميع أو التصنيع. أثبت نموذج أولي عام 2002 لهذا الفارس الآلي ، استنادًا إلى مخططات دافنشي ، المفهوم - يمكن للفارس أن يمشي ويلوح دون أي تدخل من مشغله.

1954 - شريط ورق وبدايات

قبل أربع سنوات من تقديم المخترعين لأول براءة اختراع للذراع الآلي ، نشر إسحاق أسيموف أنا روبوت وقدم للعالم قوانين الروبوتات الثلاثة:

- لا يجوز للروبوت أن يؤذي إنسانًا ، أو يسمح للإنسان من خلال التقاعس بإيذائه.

- يجب أن يطيع الروبوت أوامر البشر ، إلا إذا كانت هذه التعليمات تتعارض مع القانون الأول.

- يجب أن يحمي الروبوت وجوده طالما أن هذه الحماية لا تتعارض مع القانون الأول أو القانون الثاني.

مستوحاة من هذه القوانين ، واستخدام الروبوتات في الكتاب ، قدم المهندس جوزيف إنجلبرجر والمخترع جورج ديفول طلبًا للحصول على براءة اختراع لجهاز نقل مقال مبرمج - أول تجسيد للذراع الروبوتية. كان الهدف هو نسخة من قسم أبقراط الطبي ، بعدم إلحاق الأذى ، واستخدام هذه الروبوتات في أوضاع من شأنها أن تكون ضارة بالبشر.

بحلول عام 1961 ، استخدمت جنرال موتورز ما يقرب من 450 من هذه الأذرع الروبوتية في مصنعها المصبوب في ترينتون ، نيوجيرسي.

1961 - Unimation ، Inc. وعرض الليلة

في عام 1961 ، أطلق Devol و Engelberger Unimation، Inc. - وهي شركة تركز على إنشاء الروبوتات الصناعية. أصبح Unimate 1900 ، وهو نفس الذراع البسيط المستخدم في مصنع GM diecasting ، الرائد للشركة.

عرضه Engelberger في معرض تجاري في Cow Palace في شيكاغو ، حتى أنه أخذه إلى Johnny Carson Tonight Show ، حيث أذهل الروبوت المشاهدين بقدرته على ضرب كرة الجولف في الكوب ، وصب الجعة ، وكذلك إدارة فرقة العرض!

فازت هذه الحيل بالجمهور وجلبت مفهوم الروبوتات الصناعية إلى أذهان الأمة.

1963 - ذراع رانشو

صناعة السيارات ليست التطبيق الوحيد للأذرع الروبوتية. في عام 1963 ، طور باحثون في مستشفى رانشو لوس أميجوس ذراع رانشو للمساعدة في نقل المرضى المعاقين. كانت أول ذراع روبوتية يتم التحكم فيها بواسطة الكمبيوتر ومجهزة بستة مفاصل للسماح لها بالتحرك مثل الذراع البشرية.

1966 - توسيع حدودهم

لم يكتف إنجلبرجر بإدخال الروبوتات الصناعية إلى سوق التصنيع في الولايات المتحدة ، فقد سافر إلى طوكيو ، اليابان ، في عام 1966 لإلقاء محاضرة حول إبداعاته.

كان جمهوره 700 شخصًا ، وبعد ساعتين من الأسئلة والأجوبة ، أصبح مقتنعًا بأن اليابان هي السوق المربح التالي لشركة Unimation. في عام 1967 ، دخلت Unimation في شراكة مع Kawasaki Aircraft و Kawasaki Heavy Industries لتسويق وإنتاج الروبوتات الخاصة بهم في اليابان. هاتان الشركتان اليابانيتان هما أسلاف شركة Kawasaki Robotics اليابانية ، والتي لا تزال موجودة حتى اليوم.

1968 - ذراع مارفن مينسكي اللامسة

أخذ صفحة من كتاب قواعد اللعب في Rancho Arm ، أنشأ مارفن مينسكي ذراع مينسكي اللامسة. تحتوي هذه الذراع الآلية على 12 مفصلًا ، ويمكن للمستخدمين التحكم بها باستخدام جهاز كمبيوتر أو عصا تحكم. صمم مينسكي الذراع للاستخدام في الطب بدلاً من التصنيع ، بحيث تكون قادرة على رفع الشخص ولكنها لطيفة بما يكفي للقيام بذلك دون الإضرار به.

1969 - النمو المحلي والمنافسة

في عام 1969 ، تلقت شركة Unimation، Inc. طلبًا ضخمًا من GM. كانت شركة تصنيع السيارات تعيد بناء مصنعها في لوردستاون ، أوهايو ، بهدف إنشاء أكثر مصنع آلي للسيارات في العالم. بحلول الوقت الذي تم فيه تشغيل المصنع ، كان قادرًا على الإنتاج 110 سيارات كل ساعة. كان هذا المعدل أكثر من ضعف معدل الإنتاج لأي مصنع آخر في ذلك الوقت.

شجعت هذه القفزة الإنتاجية شركات تصنيع السيارات الأخرى ، من BMW و Volvo إلى Leyland و Fiat و Mercedes-Benz ، على فعل الشيء نفسه ، مما يضمن بشكل فعال سوق Unimation الأوروبي في هذه العملية.

أثبت عام 1969 أيضًا أنه آخر عام احتكرت فيه Unimation سوق الروبوتات. أطلقت شركة Nachi Robotics برنامجًا للروبوتات الصناعية في عام 1969 في طوكيو.

1973 - KUKA وأذرع روبوتية ستة أكسل

في عام 1973 ، انضمت ألمانيا إلى سباق التسلح الآلي. طورت شركتها ، المسماة Kuka ، أول ذراع آلي صناعي مدفوع بستة محاور كهرومغناطيسية. كانت هذه الذراع الآلية التي أطلق عليها اسم "Famulus" هي الأولى من نوعها ، حيث نقلت الصناعة بعيدًا عن الأذرع التقليدية التي تعمل هيدروليكيًا.

1974 - طفرة في صناعة الذراع الآلية

كان عام 1974 عامًا مثيرًا للروبوتات. اخترع ديفيد سيلفر ، في ذلك الوقت طالبًا في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا ، الذراع الفضية. تم تصميمه لتجميع الأجزاء الصغيرة ، وكان أول ذراع آلي مزود بأجهزة استشعار تعمل باللمس لتوفير ردود فعل لمسية لمشغلها.

أيضًا ، ابتكر طالب الهندسة الميكانيكية بجامعة ستانفورد ، فيكتور شاينمان ، ذراعًا مشابهًا ، يُعرف باسم ذراع ستانفورد ، قامت شركة تدعى Vicarm ، Inc. بتسويقها. في نفس العام ، قامت FANUC - التحكم العددي لأتمتة المصانع - بتطوير وتركيب أذرع روبوتية للتجميع في مصنعها في اليابان.

1977 - مقدمات والتنوع الأوروبي

قدمت شركة Yaskawa Robotics أول ذراع آلية لها في عام 1977 - Motoman L10. هذا الروبوت لديه خمسة محاور ويمكنه التلاعب حتى 10 كجمأو 22 جنيها. قدمت ASEA أيضًا روبوتين صناعيين كهربائيين يمكن برمجتهما باستخدام أجهزة كمبيوتر صغيرة. اشترت Unimation Vicarm في نهاية هذا العام أيضًا.

1978-1979 - النقابات والآلات القابلة للبرمجة

أثبت التحالف الجديد بين Unimation و Vicarm أنه مثمر. في عام 1978 ، أنشأوا PUMA - آلة عالمية قابلة للبرمجة للتجميع. لا يزال روبوت التجميع هذا مستخدمًا في العديد من مختبرات الأبحاث حتى يومنا هذا. في عام 1979 ، طورت Nachi أيضًا ذراعًا للقيادة بمحرك مصمم بشكل واضح للحام البقعي.

الثمانينيات - نمو الصناعة

في حين أن عام 1974 كان عامًا مثيرًا للروبوتات ، فقد أثبتت الثمانينيات أنها أهم عقد لنمو الصناعة. في عام 1980 ، دخلت شركات الروبوتات الناشئة أو الروبوتات الجديدة السوق كل شهر تقريبًا.

نتج عن عام 1981 إدخال أول ذراع دفع مباشر - وهو ذراع آلية مزودة بمحركات مثبتة مباشرة في كل مفاصل لها. كانت الذراع الآلية الأكثر دقة في ذلك الوقت.

شهد عام 1981 أيضًا إدخال أذرع آلية تعمل بالهواء المضغوط - تلك التي تستخدم الهواء المضغوط بدلاً من الكهرباء أو السوائل الهيدروليكية.

في عام 1985 ، بدأت OTC Daihen في توريد الروبوتات إلى شركة Miller Electronics ، واندمجت ASEA و BBC Brown Boveri Ltd. في شركة واحدة حيث يمتلك كل عضو نصف أصول الشركة. أنشأ Nachi فرعًا في الولايات المتحدة ، وقدمت Yaskawa Robotics كمبيوتر تحكم جديدًا قادرًا على التحكم في ما يصل إلى 12 محاور في وقت واحد.

التسعينيات - الروبوتات الذكية

شهد عام 1992 تقديم أول نموذج أولي لروبوت ذكي في العالم ، والذي خرج من مدرسة الروبوت التابعة لـ FANUC والتي تأسست في نفس العام. تم تحديث Motoman ERC ، الذي أصبح متاحًا في الأصل في عام 1985 ، في عام 1994 ليكون قادرًا على التعامل مع ما يصل إلى 21 المحاور.

سرعان ما فقدت الأرض لوحدة التحكم XRC ، والتي يمكنها التحكم في ما يصل إلى 27 عبر محاور تصل إلى 4 الروبوتات. ظهرت وحدة التحكم هذه لأول مرة في عام 1998 ، بدعم من شركة هوندا لاستخدامها في مصانعها.

وشهدت الأذرع الروبوتية أيضًا التطبيقات الأولى في الأطراف الصناعية في هذا العقد. في عام 1993 ، تلقى رجل اسكتلندي يُدعى كامبل أيرد أول ذراع آلية إلكترونية بعد أن فقد ذراعه بسبب سرطان العضلات في عام 1982. ويمكن أن يتلاعب Aird بهذه الذراع عن طريق ثني عضلات كتفه.

2000s - الابتكار في العصر الحديث

لقد أثبت العقد الأول من القرن الحادي والعشرين ، حتى اليوم ، أنه أكثر الأوقات إثارة لصناعة الروبوتات. مكن التقدم التكنولوجي الروبوتات من أن تصبح أكثر كفاءة وفعالية في واجباتها.

شهد عام 2000 إدخال نظام دافنشي الجراحي - وهو عبارة عن مجموعة من الأذرع الروبوتية القادرة على إجراء جراحة مجهرية دقيقة. حتى الآن ، تم تثبيت هذا النظام في أكثر من 1,700 المستشفيات وأجرت ثلاثة أرباع مليون عملية جراحية.

تقريبا كل مصنع للسيارات في العالم لديه الآن أذرع آلية مثبتة في مصانعها ، مما يسرع عملية التجميع. في وردية واحدة ، يمكن للمصنع العادي الآن تجميع أكثر من 200 السيارات - أكثر من 600 إذا كانوا يديرون المصنع على مدار الساعة طوال أيام الأسبوع.

تاريخ الذراع الروبوتية طويل ومتنوع ، من تصميمات دافنشي الأصلية إلى الروبوتات المتقدمة المنتشرة اليوم. في الوقت الحالي ، تتجول الروبوتات على أسطح الكواكب في نظامنا الشمسي ، وتجمع البيانات التي من شأنها تعزيز معرفتنا بالكون لسنوات قادمة.

ستستمر تطبيقات هذه الأذرع الروبوتية في النمو والتطور ، وستحد خيالنا من تطبيقاتها المحتملة فقط. لا يسعنا الانتظار لنرى إلى أين ستذهب هذه التكنولوجيا في المستقبل!


شاهد الفيديو: هندسة الروبوت 03 تصنيع وتركيب القطع للذراع الروبوتية (ديسمبر 2021).