المفهوم العام للروبوت وهو ترجمة للفصل الأول من كتاي مايا مانريتش أساسيات علم الروبوت

1 ما هو الروبوت؟
تعريف علم الروبوت


أهلاً بكم في كتاب أساسيات علم الروبوت! وتهانيَّ لكم فلقد اخترتم طريقة ممتعة لتتعلموا بها عن موضوع مشوق جداً وهو فن ودراسة وهندسة علم الروبوت. إنكم على وشك الانطلاق في رحلة (آمل أن تكون ممتعة) ستنتهي بأن تكونوا قادرين على أن تفرِّقوا بين ما هو حقيقي وما هو خيالي في الأفلام والمقالات, وبأن تذهلوا أصدقائكم بحقائق مثيرة حول الروبوتات و الحيوانات, والكثير الكثير وأهم هذه الأمور أن تكونوا قادرين على أن تصنعوا و/ أو تبرمجوا بشكل أفضل الروبوت(ات) الخاصة بكم. هيا بنا ننطلق!

ما هو الروبوت؟

هذا سؤال جيد يُطرح لأنه كما في أي مجال علمي أو تكنولوجي مثير للاهتمام ثمة الكثير من سوء الفهم حول ما هي الروبوتات وما هي ليست عليه, وماذا كانت وما الذي لم تكن عليه, وماذا ستصبح وما الذي لن تصبح عليه في المستقبل. فلقد كان يتطور تعريف الروبوت مع مرور الزمن وذلك كلما تقدم البحث العلمي والتكنولوجيا بخطىً واسعة. وفي هذا الفصل سوف نتعلم عن ماهية الروبوت الحديث.

أشاع كلمة "الروبوت" الكاتب المسرحي التشيكيKarel Capec) ) (والذي يُلفظ (Kha-rel) كا- رل ((Cha-pek تشا-بك) في عام 1921 في مسرحيته روبوتات روسوم العالمية. وتدرج معظم القواميس تشابك على أنه مخترع كلمة "الروبوت" لكن بدرجة أكبر تقول مصادر غير رسمية (مثل شبكة الانترنت) أنه في الحقيقة أخوه جوزيف هو من ركَّب هذا المصطلح. في أي من الحالتين فإن كلمة "الروبوت" ( (Robot نُحتت من دمج الكلمتين التشيكيتين روبوتا (Robota) التي تعني "العمل الإجباري" و روبوتنيك (Robotnik) التي تعني "القِن". وبالفعل تؤدي معظم الروبوتات في الوقت الحاضر نوع من العمل الإجباري وذلك على شكل مهام ثابتة ومتكررة مثل تركيب قطع السيارات ومعرفة تسلل أجزاء الحمض الريبي النووي؛ لكن علم الروبوت نطاقه أوسع من موضوع العمل الإجباري كما سوف ترون.

إن فكرة الروبوت أو نوع معين من الآلات التي تستطيع مساعدة الناس هي أقدم بكثير من الأخوين تشابك؛ ومن غير الممكن تحديد أين نشأت هذه الفكرة لأنه من المرجح أن العديد من المهندسين الأذكياء في الماضي فكروا فيها بشكل معين, وهذا الشكل تغير عبر الزمن مع تقدم العلم والتكنولوجيا وجعل العديد من الأحلام المتعلقة بالروبوتات غير المحققة سابقاً تصبح حقيقة أو على الأقل تدخل حيز الممكن.

وقد أصبح مفهوم الروبوت أكثر تطوراً مع تقدم العلم والتكنولوجيا, ففي الماضي تم تعريف الروبوت بأنه آلة كانت بشكل أساسي جهاز ميكانيكي ذكي. ويمكن أن نجد عبر التاريخ أمثلة لهذه الأجهزة حتى الأكثر تطوراً منها وهي تعود إلى التاريخ البعيد أي قبل 3000 عام فالمصريون استخدموا التماثيل التي يتحكم بها الإنسان وفي التاريخ القريب في القرنين السابع عشر والثامن عشر في أوروبا تم صنع أجهزة مختلفة تعتمد آلية الساعة في عملها و"تشبه الكائنات الحية" إذ كان بإمكانها أن تومئ وتعزف على البيانو وحتى "تتنفس". لكن كما سنرى هذه جميعها لم تكن روبوتات بكل معنى الكلمة وذلك حسب تعريفنا وفهمنا الحالي لماهية الروبوت.

وكانت بالفعل المفاهيم الأصلية للروبوت هي عبارة عن إنسان آلي ميكانيكي ذكي لكن مع تطور الآلة المُحوسبة ( وخاصةً عندما تقلص حجمها بشكل كافٍ بحيث يُمكن تخيلها ضمن جسم الروبوت) بدأت تتضمن مفاهيم الروبوت التفكير والاستدلال وحل المشاكل وحتى المشاعر والوعي, وهذا يعني باختصار أن الروبوتات بدأت تشبه أكثر فأكثر المخلوقات الحية ابتداء من الحشرات وإلى الإنسان.

ولدينا في هذه الأيام ( أو يجب أن يكون لدينا ) فكرة عامة عما يمكن أن يكون عليه الروبوت ولا داعي لأن نُقيد أنفسنا بما هو ممكن حالياً من الناحية الميكانيكية أو الحاسبية, بيد أنه مازال من الصعب أن نتوقع كيف ستتطور أفكارنا عن ماهية الروبوت وما يمكن أن يكون عليه طالما أن العلم والتكنولوجيا يتقدمان.

والآن نعود إلى السؤال: ما هو الروبوت؟ وما الذي يجعل الآلة في الشكل 1.1 روبوتاً؟ وما الذي يجعل الآلات في الشكل 1.2 مجرد روبوتات مقلِّدة؟

الروبوت هو جهاز مستقل بذاته يوجد في العالم المادي يمكنه أن يحس بالبيئة المحيطة به ويؤثر فيها لتحقيق بعض الأهداف.

قد يبدو هذا التعريف عاماً جداً لكن في الحقيقة كل جزء منه مهم وضروري فلنأخذ كل جزء لوحده لنرى لماذا.

الروبوت هو جهاز مستقل بذاته

الروبوت المستقل بذاته يتصرف بناء على قراراته هو ولا يتحكم به أي إنسان. وبالطبع ثمة العديد من الأمثلة لآلات غير مستقلة بذاتها يتحكم بها الإنسان خارجياً تسمى آلات ُمشغَّلة عن بعد (Teleoperated) و(Tele) تعني في اللغة اليونانية "البعيد" لذلك التشغيل عن بعد يعني تشغيل جهاز من بعيد. لكن هذه الآلات ليست روبوتات حقيقية, فالروبوتات الحقيقية تتصرف بشكل مستقل بذاتها وهي قد تكون قابلة لأن يزودها الإنسان بمعطيات وتوجيهات لكن لا يتحكم فيها بشكل كامل.


الروبوت هو جهاز مستقل بذاته يوجد في العالم المادي

إن وجود الروبوت في العالم المادي هو خاصية جوهرية من خصائصه وهو نفس العالم الذي يوجد فيه الناس والحيوانات والأشياء المادية والأشجار والطقس والعديد من الأشياء الأخرى. وإن التعامل مع العالم المادي وتحدياته وقوانينه الفيزيائية التي لا يمكن خرقها هو ما يجعل علم الروبوت على ما هو عليه: تحدٍ حقيقي, أما الروبوتات التي توجد في الكمبيوتر فهي عبارة عن محاكاة للروبوتات فهي ليست مضطرة للتعامل فعلياًَ مع الخاصيات الحقيقية للعالم المادي لأن المحاكاة لا يمكن أبداُ أن تكون معقدة مثل العالم الحقيقي, لذلك بالرغم من وجود الكثير من الروبوتات المحاكية في عالم البرمجيات الافتراضي فإن الروبوت الحقيقي يوجد في العالم المادي.



الروبوت هو جهاز مستقل بذاته يوجد في العالم المادي يمكنه أن يحس بالبيئة المحيطة به

ويعني الإحساس بالبيئة المحيطة أن الروبوت لديه ِمجَسَّات أي بعض الأدوات لإدراك ما يحيط به مثل (السمع, اللمس, البصر, الشم ...الخ) وذلك كي يحصل على معلومات من الوسط الموجود فيه. وعلى النقيض من ذلك فالروبوت المحاكي يمكن فقط أن يُعطى المعلومات أو المعرفة كما لو أنها قدرة ساحر؛ أما الروبوت الحقيقي بإمكانه أن يحس بالوسط المحيط به فقط عبر مِجَسَّاته تماماً كما يقوم بذلك البشر و الحيوانات الأخرى. فلذلك إن كان الجهاز لا يحس وفقط يُعطى المعلومات بلمسة ساحر لا نعتبره روبوتاً حقيقياً. وبالإضافة إلى ذلك فإن كان الجهاز لا يحس أو يحصل على المعلومات فهو ليس بروبوت لأنه لا يمكنه أن يستجيب لما يجري حوله.

الروبوت: هو جهاز مستقل بذاته يوجد في العالم المادي يمكنه أن يحس بالبيئة المحيطة به ويؤثر فيها.

إن القيام بأفعال للاستجابة للمعطيات الحسِّية وتحقيق ما هو مرغوب به هو جزء أساسي من ماهية الروبوت, فالآلة التي لا تقوم بفعل ( بمعنى ألا تتحرك, ولا تؤثر في الوسط المحيط بعمل أو تغيير شيءٍ ما) ليست روبوتاً. وكما سنرى فإن القيام بفعل في الوسط المحيط يأخذ أشكالاً مختلفةً جداً وهذا سبب من الأسباب التي تجعل مجال علم الروبوت واسعاً جداً.

الروبوت: هو جهاز مستقل بذاته يوجد في العالم المادي يمكنه أن يحس بالبيئة المحيطة به ويؤثر فيها لتحقيق بعض الأهداف.

والآن نأتي في النهاية لموضوع الذكاء أو على الأقل فائدة الروبوت. فالجهاز أو الآلة التي توجد في العالم المادي وتحس به لكن تقوم بأفعال عشوائية أو من دون فائدة فهي ليس فيها من الروبوت الشيء الكثير لأنها لا تستخدم المعلومات المحسوسة وقدرتها كي تقوم بشيء نافع لنفسها و/ أو للآخرين؛ ولذلك نتوقع من الروبوت الحقيقي أن يكون لديه هدف أو أكثر وأن يعمل ليحقق تلك الأهداف. يمكن أن تكون هذه الأهداف بسيطة جداً مثل "لا تعلق بالأشياء التي تجدها في طريقك" أو معقدة إلى حد ما مثل " قم بأي شيء يلزم لتحمي مالكك".
وبعد أن عرَّفنا ما هو الروبوت نستطيع الآن أن نُعرِّف ما هو علم الروبوت.

علم الروبوت: هو دراسة الروبوتات والذي يعني دراسة استقلالها بذاتها وإحساسها وفعلها الهادفين في العالم المادي.

يُقال أن إسحاق ازيموف, الكاتب الغزير بإنتاجه بشكل مذهل في مجال الخيال العلمي, كان أول من استخدم مصطلح علم الروبوت(Robotics) مُقتبساً من مصطلح تشابك الروبوت (Robot), فإن كان الأمر كذلك فهو يكون الشخص الذي أعطى رسمياً هذا الاسم لهذا المجال الكبير من العلم والتكنولوجيا والذي يتسع بسرعة ويهدف هذا الكتاب لتقديمه.

الملخص
• علم الروبوت هو مجال علمي يتسع بسرعة وتعريفه ما يزال يتطور عبر الزمن متماشياً مع تطور الحقل المعرفي نفسه.
• علم الروبوت يتضمن الاستقلالية بالذات, والإحساس, والقيام بفعل, وتحقيق الأهداف وكل ذلك يتم في العالم المادي.
مغذيات للفكر
• ما الذي يمكنك أن تفعله من مسافة بعيدة بواسطة التشغيل عن بعد؟ تستطيع أن تتحدث وتكتب وترى كما في الهاتف والتلغراف والتلفزيون. لكن توجد أمور أخرى أيضاً, هل يمكنك أن تفكر فيها؟
• هل يعد مُنظِّم الحرارة روبوتاً؟
• هل تعتبر آلة تحميص الخبز روبوتاً؟
• تُدعى بعض البرامج الذكية مثل متصفحات الانترنت "روبرمجيات" "Softbots"؛ وهي تسمى أيضاً عملاء البرمجيات (Software Agents). هل تعد هذه البرامج روبوتات؟
• هل يعتبر هال (HAL) في الفيلم المعنون "2001" أو "ملحمة الفضاء" (The Space Odyssey) روبوتاً؟

تبحث عن المزيد؟
• يترافق مع هذا الكتاب دليل عملي لبرمجة الروبوتات يمكنك تحميله مجاناً من شبكة الانترنت على العنوان التالي:
http:/ / roboticsprimer.sourceforge.net/workbook/
يتبع الدليل العملي ترتيب هذا الكتاب بتمارين وحلول تستطيع أن تستخدمها لتتعلم أكثر حول علم الروبوت وذلك بتجربتها عملياً.
• ثمة كتاب تمهيدي صغير وممتع حول علم الروبوت عنوانه "كيف تبني روبوتاً" "How to Build a Robot" ألفه كليف غيفورد (Clive Gifford)؛ الكتاب سهل جداً, وفيه رسوم كرتونية رائعة ويمر على كثير من المفاهيم التي تستطيع بعد قراءته أن تتعلم عنها بالتفصيل في هذا الكتاب.
• ثمة كتاب تمهيدي صغير آخر عنوانه "علم الروبوت زواج الكمبيوترات والآلات" "Robotics, The marriage of Computers and Machines " كتبه ألان ثرو (Ellen Thro) قد تستمعون بقراءته.
• لتكوين نظرة شاملة حقيقية حول الروبوتات المعاصرة مضافاً اليها العديد من الصور الرائعة للروبوتات, طالعو كتاب "الروبوتات المستقلة بذاتها" "Autonomous Robots" الذي ألفه جورج بيكي (George Bekey).
• لمزيد من الاطلاع على المواضيع المختلفة في هذا الكتاب وبشكل عام, ابحثوا عنها في الويكيبيديا (Wikipedia) الموسوعة المجانية التي تكبر بشكل مستمر. تجدونها في الانترنت على العنوان:
http:/ / en.wikipedia.org/wiki/



أرجو أن تتضمن تعليقاتكم رايكم في المحتوى وفي الترجمة لأنني أحضر رسالتي اعتمادا على ترجمتي لهذا الكتاب
انتظروا فصولا جديدة قريبا

ألف شكر إلك على الموضوع الذي طرحته وسوف أناقشه لاحقاً, ولكن في البداية , هل يمكنك تعريفنا على نوع البرنامج الدراسي الذي تقوم بإجرائه حاليا, وما هو عنوان رسالتك حتى أعمل على مساعدتك إن شاء الله.
يرجى كتابة هذه البيانات كتعليق على الموضوع الموجود في الوصلة التالية :
https://robot.rigala.net/montada-f8/topic-t13.htm#13

http://mitpress.mit.edu/catalog/item/default.asp?ttype=2&tid=11229&mode=toc

مشكووور موضوع جميل جدا والى الامام

جزاك الله خيراً .. استمر أخي في طرح المواضيع
المتميزة .. [!] فكم استفدت من موضوعك هذا لِأنني
طالبة بالصف الثاني المتوسط [ الثامن ] وأطمح
لبناء روبوت مبتكر لأشارك به في المعارض والمسابقات
الدولية.