الروبوتات عن بعد

📅 آخر تحديث: ٢٧ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٧ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 9 صور
الموسوعة الحرة

روبوت الأمن Justus يقوم بدوريات في كراكوف

الروبوتات عن بعد هي مجال الروبوتات المعني بالتحكم في الروبوتات شبه المستقلة عن بعد، وذلك باستخدام التلفاز أو الشبكات اللاسلكية (مثل Wi-Fi و Bluetooth و Deep Space Network ) أو الاتصالات المقيدة. وهي عبارة عن مزيج من مجالين فرعيين رئيسيين، وهما التشغيل عن بعد والتواجد عن بعد .

التحكم عن بعد

يشير التشغيل عن بعد إلى تشغيل آلة عن بعد. وهو مشابه في معناه لعبارة "التحكم عن بعد" ولكنه يُستخدم عادةً في البيئات البحثية والأكاديمية والتقنية. ويرتبط عادةً بالروبوتات والروبوتات المتحركة ولكن يمكن تطبيقه على مجموعة كاملة من الظروف التي يتم فيها تشغيل جهاز أو آلة بواسطة شخص عن بعد. [1]

الروبوتات عن بعد في بداياتها (روزنبرج، 1992) القوات الجوية الأمريكية – نظام التركيبات الافتراضية

التشغيل عن بعد هو المصطلح الأكثر شيوعًا، والذي يُستخدم في كل من المجتمعات البحثية والفنية، للإشارة إلى التشغيل عن بعد. وهذا يتعارض مع " التواجد عن بعد "، والذي يشير إلى مجموعة فرعية من أنظمة الروبوتات عن بعد المجهزة بواجهة غامرة بحيث يشعر المشغل بالحضور في البيئة البعيدة، ويعكس وجوده من خلال الروبوت عن بعد. كان أحد أول أنظمة التواجد عن بعد التي مكنت المشغلين من الشعور بالحضور في بيئة بعيدة من خلال جميع الحواس الأساسية (البصر والصوت واللمس) هو نظام Virtual Fixtures الذي تم تطويره في مختبرات أبحاث القوات الجوية الأمريكية في أوائل التسعينيات. مكّن النظام المشغلين من أداء مهام بارعة (إدخال الأوتاد في الثقوب) عن بعد بحيث يشعر المشغل وكأنه يقوم بإدخال الأوتاد بينما كان في الواقع روبوتًا يؤدي المهمة عن بعد. [2] [3] [4]

جهاز التحكم عن بعد (أو المشغل عن بعد ) هو جهاز يتم التحكم فيه عن بعد بواسطة مشغل بشري. في الحالات البسيطة، تتوافق أوامر المشغل المتحكم بشكل مباشر مع الإجراءات في الجهاز المتحكم فيه، كما هو الحال في طائرة نموذجية يتم التحكم فيها عن بعد أو مركبة غوص عميقة مربوطة. عندما تجعل تأخيرات الاتصالات التحكم المباشر غير عملي (مثل مركبة استكشاف الكواكب عن بعد)، أو عندما يكون من المرغوب فيه تقليل عبء عمل المشغل (كما هو الحال في طائرة تجسس أو هجوم يتم التحكم فيها عن بعد)، فلن يتم التحكم في الجهاز بشكل مباشر، بل يتم إصدار أوامر له بدلاً من ذلك باتباع مسار محدد. عند مستويات متزايدة من التعقيد، قد يعمل الجهاز بشكل مستقل إلى حد ما في أمور مثل تجنب العوائق، وهو ما يستخدم أيضًا بشكل شائع في المركبات الكوكبية.

الأجهزة المصممة للسماح للمشغل بالتحكم في الروبوت عن بعد تسمى أحيانًا بالروبوتات التليشيرية.

إن المكونين الرئيسيين للروبوتات عن بعد والتواجد عن بعد هما التطبيقات المرئية والتحكمية. توفر الكاميرا عن بعد تمثيلًا مرئيًا للمنظر من الروبوت. إن وضع الكاميرا الروبوتية في منظور يسمح بالتحكم البديهي هو تقنية حديثة على الرغم من أنها تستند إلى الخيال العلمي ( قصة قصيرة لروبرت أ. هاينلين عام 1942 بعنوان " والدو ") إلا أنها لم تكن مثمرة حيث لم تكن السرعة والدقة وعرض النطاق الترددي كافية لمهمة القدرة على التحكم في كاميرا الروبوت بطريقة ذات مغزى إلا مؤخرًا. باستخدام شاشة مثبتة على الرأس ، يمكن تسهيل التحكم في الكاميرا عن طريق تتبع الرأس كما هو موضح في الشكل أدناه.

لا يعمل هذا إلا إذا كان المستخدم مرتاحًا لزمن استجابة النظام، والتأخير في الاستجابة للحركات، والتمثيل المرئي. أي مشكلات مثل الدقة غير الكافية، وزمن استجابة صورة الفيديو، والتأخير في المعالجة الميكانيكية والحاسوبية للحركة والاستجابة، والتشوهات البصرية بسبب عدسات الكاميرا وعدسات العرض المثبتة على الرأس، يمكن أن تسبب " مرض المحاكاة " للمستخدم الذي يتفاقم بسبب نقص التحفيز الدهليزي مع التمثيل المرئي للحركة.

يمكن أن يساهم عدم التوافق بين حركات المستخدمين مثل أخطاء التسجيل، والتأخير في استجابة الحركة بسبب الإفراط في الترشيح، والدقة غير الكافية للحركات الصغيرة، والسرعة البطيئة في حدوث هذه المشاكل.

يمكن لنفس التكنولوجيا التحكم في الروبوت، ولكن بعد ذلك تصبح مشاكل التنسيق بين العين واليد أكثر انتشارًا في جميع أنحاء النظام، وقد يؤدي توتر المستخدم أو إحباطه إلى صعوبة استخدام النظام. [ بحاجة لمصدر ]

كان الاتجاه لبناء الروبوتات هو تقليل درجات الحرية لأن ذلك يقلل من مشاكل التحكم. وقد أدت التحسينات الأخيرة في أجهزة الكمبيوتر إلى تحويل التركيز إلى المزيد من درجات الحرية، مما يسمح بأجهزة روبوتية تبدو أكثر ذكاءً وأكثر إنسانية في تحركاتها. وهذا يسمح أيضًا بمزيد من التشغيل عن بعد المباشر حيث يمكن للمستخدم التحكم في الروبوت بحركاته الخاصة . [5]

الواجهات

يمكن أن تكون واجهة الروبوتات عن بعد بسيطة مثل واجهة MMK (شاشة-ماوس-لوحة مفاتيح) الشائعة. ورغم أنها ليست غامرة، إلا أنها غير مكلفة. غالبًا ما تكون الروبوتات عن بعد التي تعمل من خلال اتصالات الإنترنت من هذا النوع. ومن التعديلات القيمة على MMK عصا التحكم، التي توفر مخطط تنقل أكثر سهولة في الحركة لروبوت مستوٍ.

تستخدم إعدادات التواجد عن بعد المخصصة شاشة مثبتة على الرأس مع شاشة عرض أحادية أو مزدوجة للعين، وواجهة متناسبة هندسيًا مع عصا التحكم والأزرار ذات الصلة، ومنزلق، وأدوات التحكم في الزناد.

تدمج واجهات أخرى واجهات الواقع الافتراضي الغامرة بالكامل والفيديو في الوقت الفعلي بدلاً من الصور التي تم إنشاؤها بواسطة الكمبيوتر. [6] مثال آخر هو استخدام جهاز جري متعدد الاتجاهات مع نظام عرض غامر بحيث يتم تشغيل الروبوت بواسطة الشخص الذي يمشي أو يركض. قد تتضمن التعديلات الإضافية شاشات عرض بيانات مدمجة مثل التصوير الحراري بالأشعة تحت الحمراء أو تقييم التهديدات في الوقت الفعلي أو مخططات الجهاز. [ بحاجة لمصدر ]

التطبيقات

فضاء

مفهوم الاستكشاف عن بعد التابع لوكالة ناسا هيرو (الاستكشاف البشري باستخدام العمليات الروبوتية في الوقت الفعلي) [7]

باستثناء برنامج أبولو ، تم إجراء معظم استكشاف الفضاء باستخدام مجسات فضائية آلية. على سبيل المثال، تم إجراء معظم علم الفلك الفضائي باستخدام تلسكوبات آلية. على سبيل المثال، وضعت مهمة لونوخود-1 الروسية مركبة فضائية يتم التحكم فيها عن بعد على القمر، والتي تم قيادتها في الوقت الحقيقي (بتأخير زمني بسرعة الضوء يبلغ 2.5 ثانية) بواسطة مشغلين بشريين على الأرض. تستخدم برامج استكشاف الكواكب الآلية المركبات الفضائية التي يتم برمجتها بواسطة البشر في محطات أرضية، مما يحقق بشكل أساسي شكلًا من أشكال التشغيل الآلي عن بعد مع تأخير طويل الأمد. تشمل الأمثلة الأخيرة الجديرة بالملاحظة مركبات استكشاف المريخ (MER) ومركبة كيوريوسيتي . في حالة مهمة MER، تعمل المركبة الفضائية والمركبة على برامج مخزنة، مع برمجة سائقي المركبة على الأرض لعملية كل يوم. تستخدم محطة الفضاء الدولية (ISS) جهاز تحكم عن بعد ثنائي الذراع يسمى دكستر . وفي الآونة الأخيرة، تمت إضافة روبوت على شكل إنسان يدعى روبونوت [8] إلى محطة الفضاء لإجراء تجارب الروبوتات عن بعد.

اقترحت وكالة ناسا استخدام أنظمة روبوتية عالية الكفاءة [9] لاستكشاف الكواكب في المستقبل باستخدام الاستكشاف البشري من المدار. في مفهوم لاستكشاف المريخ اقترحه لانديس ، يمكن القيام بمهمة تمهيدية إلى المريخ حيث تحمل المركبة البشرية طاقمًا إلى المريخ، لكنها تظل في المدار بدلاً من الهبوط على السطح، بينما يتم تشغيل روبوت عن بعد عالي الكفاءة في الوقت الفعلي على السطح. [10] سيتجاوز مثل هذا النظام الروبوتات البسيطة ذات التأخير الطويل وينتقل إلى نظام من التواجد الافتراضي على الكوكب. اقترحت إحدى الدراسات لهذا المفهوم، مفهوم الاستكشاف البشري باستخدام العمليات الروبوتية في الوقت الفعلي (HERRO)، أنه يمكن استخدام مثل هذه المهمة لاستكشاف مجموعة واسعة من الوجهات الكوكبية. [7]

الحضور عن بعد ومؤتمرات الفيديو

iRobot Ava 500، روبوت تجوال ذاتي التواجد عن بعد

لقد أدى انتشار مؤتمرات الفيديو عالية الجودة باستخدام الأجهزة المحمولة والأجهزة اللوحية وأجهزة الكمبيوتر المحمولة إلى نمو كبير في روبوتات التواجد عن بعد للمساعدة في إعطاء إحساس أفضل بالتواجد الجسدي عن بعد للتواصل والتعاون في المكتب والمنزل والمدرسة وما إلى ذلك عندما لا يتمكن المرء من التواجد هناك شخصيًا. يمكن لرمز الروبوت التحرك أو النظر حوله بناءً على أمر الشخص البعيد. [11] [12]

لقد كانت هناك طريقتان رئيسيتان تستخدمان مؤتمرات الفيديو على الشاشة.

  • عادةً ما تقوم روبوتات التواجد عن بعد على سطح المكتب بتثبيت هاتف أو جهاز لوحي على حامل سطح مكتب متحرك لتمكين الشخص البعيد من النظر حول بيئة بعيدة عن طريق تحريك الشاشة وإمالتها.
  • تحتوي روبوتات التواجد عن بعد القابلة للقيادة عادةً على شاشة (هاتف أو جهاز لوحي مدمج أو منفصل) مثبتة على قاعدة تجوال. قد تتضمن روبوتات التواجد عن بعد الأكثر حداثة القدرة على العمل بشكل مستقل. يمكن للروبوتات رسم خريطة للمساحة والقدرة على تجنب العوائق أثناء القيادة بأنفسها بين الغرف ومحطات الإرساء الخاصة بها. [13]

تقدم أنظمة مؤتمرات الفيديو التقليدية وغرف التواجد عن بعد عمومًا كاميرات متحركة مع إمكانية التحكم في الطرف البعيد. غالبًا ما يُنظر إلى قدرة المستخدم عن بعد على تحريك رأس الجهاز والنظر حوله بشكل طبيعي أثناء الاجتماع على أنها أقوى سمة في روبوت التواجد عن بعد. لهذا السبب، ظهر المطورون في فئة جديدة من روبوتات التواجد عن بعد المكتبية التي تركز على هذه السمة الأقوى لإنشاء روبوت أقل تكلفة بكثير. تسمح روبوتات التواجد عن بعد المكتبية، والتي تسمى أيضًا "روبوتات الرأس والرقبة" [14] للمستخدمين بالنظر حولهم أثناء الاجتماع وهي صغيرة بما يكفي ليتم حملها من مكان إلى آخر، مما يلغي الحاجة إلى الملاحة عن بعد. [15]

بعض روبوتات التواجد عن بعد مفيدة للغاية لبعض الأطفال الذين يعانون من أمراض طويلة الأمد، والذين لم يتمكنوا من الذهاب إلى المدرسة بانتظام. يمكن لأحدث التقنيات المبتكرة أن تجمع الناس معًا، وتسمح لهم بالبقاء على اتصال ببعضهم البعض، مما يساعدهم بشكل كبير على التغلب على الشعور بالوحدة. [16]

التطبيقات البحرية

تُستخدم المركبات البحرية التي يتم التحكم فيها عن بعد (ROVs) على نطاق واسع للعمل في المياه العميقة جدًا أو الخطيرة جدًا بالنسبة للغواصين. وهي تعمل على إصلاح منصات النفط البحرية وربط الكابلات بالسفن الغارقة لرفعها. وعادةً ما يتم ربطها بحبل بمركز تحكم على متن سفينة سطحية. تم استكشاف حطام السفينة تايتانيك بواسطة مركبة يتم التحكم فيها عن بعد، وكذلك بواسطة سفينة يقودها طاقم.

الطب عن بعد

بالإضافة إلى ذلك، يتم إجراء الكثير من الأبحاث المتعلقة بالجراحة الروبوتية عن بعد في مجال الأجهزة الطبية وأنظمة الجراحة الأقل تدخلاً. باستخدام نظام الجراحة الروبوتية ، يمكن للجراح العمل داخل الجسم من خلال فتحات صغيرة تكفي فقط للمعالج، دون الحاجة إلى فتح تجويف الصدر للسماح للأيدي بالدخول.

روبوتات الاستجابة للطوارئ وإنفاذ القانون

تحتفظ NIST بمجموعة من معايير الاختبار المستخدمة في الاستجابة للطوارئ [17] وأنظمة الروبوتات عن بعد لإنفاذ القانون. [18] [19]

تطبيقات أخرى

يتم استخدام أجهزة التحكم عن بعد للتعامل مع المواد المشعة .

لقد تم استخدام الروبوتات عن بعد في أعمال فنية تركيبية ؛ ويعد Telegarden مثالاً لمشروع تم فيه تشغيل روبوت بواسطة مستخدمين من خلال الويب.

انظر أيضا

مراجع

  1. ^ كورلي، آن ماري (سبتمبر 2009). "حقيقة البدائل الروبوتية". spectrum.ieee.com. مؤرشف من الأصل في 15 أبريل 2013. تم الاسترجاع في 19 مارس 2013 .
  2. ^ روزنبرج، إل بي (1992). "استخدام التركيبات الافتراضية كطبقات إدراكية لتعزيز أداء المشغل في البيئات النائية". التقرير الفني AL-TR-0089، مختبر أرمسترونج التابع للقوات الجوية الأمريكية، قاعدة رايت باترسون الجوية، أوهايو، 1992 .
  3. ^ روزنبرج، إل بي (1993). "التركيبات الافتراضية: التراكبات الإدراكية للتلاعب عن بعد بالروبوتات". في وقائع ندوة معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات السنوية الدولية حول الواقع الافتراضي (1993) : ص 76-82.
  4. ^ روزنبرج، لويس ب. "التجهيزات الافتراضية كأدوات لتعزيز أداء المشغل في بيئات التواجد عن بعد". تكنولوجيا التلاعب عن بعد والروبوتات الفضائية . (1993) doi :10.1117/12.164901.
  5. ^ ميلر، ناثان، وآخرون. "التقاط الحركة من الاستشعار بالقصور الذاتي للتشغيل عن بعد بواسطة الروبوتات البشرية غير المقيدة". الروبوتات البشرية، المؤتمر الدولي الرابع لمعهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات/الجمعية الملكية الأسترالية، المجلد 2، 2004.
  6. ^ بورديا، جريجور سي. "مراجعة مدعوة: التآزر بين الواقع الافتراضي والروبوتات." معاملات معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات في مجال الروبوتات والأتمتة 15.3 (1999): 400-410.
  7. ^ ab Schmidt, GR; Landis, GA; Oleson, SR "مهمات HERRO إلى المريخ والزهرة باستخدام الاستكشاف عن بعد من المدار" (PDF) . مؤرشف من الأصل (PDF) في 13 مايو 2013. تم الاسترجاع في 15 نوفمبر 2012 .؛ انظر أيضًا: Oleson, SR; Landis, GA; McGuire, M.; Schmidt, GR (2012). "مهمات HERRO إلى المريخ باستخدام استكشاف السطح عن بعد من المدار" (PDF) . مجلة الجمعية البريطانية للكواكب . مؤرشف من الأصل (PDF) في 17 فبراير 2013.، وHERRO (تم الوصول إليه في 15 نوفمبر 2012)
  8. ^ “الصفحة الرئيسية لروبونوت”. ناسا . تم الاسترجاع 27 مايو 2011 .
  9. ^ آدم مان، "تقريبًا نكون هناك: لماذا مستقبل استكشاف الفضاء ليس كما تظن"، وايرد ، 12 نوفمبر 2012 (تاريخ الولوج: 15 نوفمبر 2012).
  10. ^ جيه إيه لانديس، "التشغيل عن بعد من مدار المريخ: اقتراح للاستكشاف البشري"، أكتا أسترونوتيكا، المجلد 61، العدد 1، ص 59-65؛ تم تقديمه كوثيقة IAC-04-IAA.3.7.2.05، المؤتمر الخامس والخمسون للاتحاد الدولي للملاحة الفضائية، فانكوفر، كولومبيا البريطانية، 4-8 أكتوبر 2004.
  11. ^ ريك ليهربوم، "هجوم روبوتات التواجد عن بعد!"، InformationWeek ، 11 يناير 2013 (تم الوصول إليه في 8 ديسمبر 2013).
  12. ^ جاكوب وارد، "أنا رئيس روبوت"، مجلة بوبيولار ساينس ، 28 أكتوبر 2013.
  13. ^ Honig, Zach (17 March 2014). "iRobot's Ava 500 telepresence-on-a-stick is rolling out now (update: $69,500!!)". Engadget. مؤرشف من الأصل في 14 يوليو 2014. تم الاسترجاع في 4 يوليو 2014 .
  14. ^ جون بيجز، "Revolve Robotics تعلن عن Kubi، جهاز التواجد عن بعد الذي يعمل مثل رقبتك"، "Tech Crunch"، 6 ديسمبر 2012.
  15. ^ سانفورد ديكرت وديفيد مالدو، "حالة صناعة التواجد عن بعد الروبوتية"، خيارات التواجد عن بعد ، صيف 2013 (تم الوصول إليه في 8 ديسمبر 2013).
  16. ^ "روبوتات التواجد عن بعد تساعد الأطفال المصابين بأمراض مزمنة على الحفاظ على الروابط الاجتماعية والأكاديمية في المدرسة". robohub . جامعة كاليفورنيا، إيرفين. 9 سبتمبر 2016. تم الاسترجاع في 6 سبتمبر 2019 .
  17. ^ "روبوتات الاستجابة للطوارئ". المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا . 28 أبريل 2014. مؤرشف من الأصل في 4 أكتوبر 2023.
  18. ^ "طرق الاختبار القياسية لروبوتات الاستجابة". مختبر الهندسة التابع للمعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا. 8 نوفمبر 2016. تم الاسترجاع في 4 يونيو 2020 .
  19. ^ "معايير اللجنة الفرعية ASTM E54.09 لروبوتات الاستجابة".
  • الروبوتات عن بعد ونظرية المعرفة عن بعد، ببليوغرافيا جمعها كين جولدبرج لصالح ليوناردو/ISAST
  • "الرئيس روبوتي ويتحرك خلفك" مقال بقلم جون ماركوف في صحيفة نيويورك تايمز 4 سبتمبر 2010
تم الاسترجاع من "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=الروبوتات عن بعد&oldid=1237723790"
Original text
Rate this translation
Your feedback will be used to help improve Google Translate