آشنایی با رشته ی مهندسی رباتیک
رشتهی مهندسی رباتیک تلفیقی از رشتههای مهندسی برق گرایش های الکترونیک و کنترل و رشتهی مهندسی مکانیک گرایش طراحی جامدات و مهندسی کامپیوتر گرایش سختافزار میباشد، که مناسب طراحی و ساخت ربات های صنعتی است. چون در این رشته 140 واحد کارشناسی ارائه میگردد تمام دورس رشتههای مذکور درس داده نمیشود. بنابراین نمیتوان از یک مهندس رباتیک انتظار داشت به تمامی رشتهها مسلط باشد. هدف این رشته هوشمند کردن ماشینهای مکانیکی است. در واقع این رشته برای ساخت یک ربات صنعتی که در صنایع و کارخانجات مورد استفاده قرار میگیرد به وجود آمده است و نه برای ساخت ربات های تفریحی وسرگرمی. یک جملهی معروف میگوید: "مهندسی رباتیک، بهشت ریاضیات است." یعنی تمام دروس رباتیک بر محور ریاضیات شکل گرفتهاند.
دروس کارشناسی مهندسی رباتیک
درسهای تدریس شده به دانشجویان در مقطع کارشناسی 140 واحد می باشد و به شرح زیر است:
دروس عمومی 21 واحد: فارسی، زبان خارجه، اندیشهی اسلامی 1 و 2، آیین زندگی، تفسیر موضوعی قرآن، انقلاب اسلامی، تاریخ اسلام، تربیت بدنی 1 و 2، جمعیت و تنظیم خانواده
دروس پایه 22 واحد: فیزیک 1، فیزیک 2، آزمایشگاه فیزیک 1، آزمایشگاه فیزیک 2، ریاضی 1، ریاضی 2، معادلات دیفرانسیل، برنامه سازی کامپیوتر، محاسبات عددی
دروس اصلی 62 واحد: نقشهکشی صنعتی، کارگاه ورقکاری و جوشکاری، کارگاه ماشینابزار، کارگاه برق، زبان تخصصی، کارآموزی تابستان، الکترومغناطیس، ماشینهای الکتریکی AC و DC، آزمایشگاه ماشین، مدارهای الکتریکی 1، آزمایشگاه مدارهای الکتریکی، مدارهای الکترونیکی، آزمایشگاه مدارهای الکترونیکی، مدارهای منطقی، آزمایشگاه مدارهای منطقی، ریاضی مهندسی، تجزیه و تحلیل سیستمها، کنترل خطی، آزمایشگاه کنترل خطی، استاتیک، دینامیک، دینامیک ماشین، مکانیک سیالات، مقاومت مصالح 1، مقاومت مصالح 2، آزمایشگاه مقاومت مصالح، طراحی اجزاء 1، طراحی اجزاء 2، پروژه
دروس تخصصی 22 واحد: رباتیک (مکانیک ربات)، سنسورهای ربات، کنترل ربات، آزمایشگاه ربات، اصول میکروکامپیوترها، الکترونیک قدرت و محرکه، ارتعاشات مکانیکی، طراحی مکانیزم
دروس اختیاری 13 واحد: مدارهای الکتریکی 2، اندازهگیری الکتریکی، مدارهای واسطه، کنترل فازی، کنترل مدرن، شبکههای عصبی، سیستم های محرکه، یاتاقان و روغنکاری، علم مواد، آزمایشگاه ارتعاشات، طراحی ماشین با کامپیوتر
دروس کارشناسی ارشد مهندسی رباتیک
کارشناسی ارشد مهندسی رباتیک داری 32 واحد می باشد که 2 واحد آن سمینار و 6 واحد آن پروژه است. مابقی درسها 3 واحدی تعریف گردیدهاند.
دانشجو می بایست 4 درس از گروه دروس اصلی و 4 درس از گروه دروس اختیاری را بگذراند.
گروه دروس اصلی 12 واحد: ریاضیات برای رباتیک، سینماتیک و دینامیک رباتها، ناوبری رباتها، کنترل ربات، بینایی ربات، هوش محاسباتی
گروه دروس اختیاری 12 واحد: مباحث ویژه در رباتیک، رباتهای انساننما، رباتهای پرنده، رباتهای دریایی و زیردریایی، ریز رباتها، بیو رباتیک، دو درس از دروس کارشناسی ارشد گرایشهای برق، مکانیک و کامپیوتر با تصویب گروه، یک درس از دروس کارشناسی ارشد سایر رشتههای مهندسی و یا علوم با تصویب گروه
دانشگاههای ایران و رشته مهندسی رباتیک
در ایران دانشگاه های زیر در مقطع کارشناسی پیوسته رشته مهندسی رباتیک دانشجو می پذیرند:
· دانشگاههای دولتی: صنعتی شاهرود، صنعتی همدان
· موسسه غیرانتفاعی: اقبال لاهوری مشهد
· دانشگاه آزاد اسلامی: واحدهای: ارسنجان، اقلید، بافت، بجنورد، بوئین زهرا، بوشهر، سبزوار، شبستر، شهر مجلسی، علی آباد کتول، کازرون، کاشان، گرمسار، لامرد، لاهیجان، مرودشت، میانه، نجفآباد
· دانشگاه پیام نور: مرکزهای: اصفهان، تبریز، تهران، سیرجان، شیراز، مشهد
در ایران دانشگاه های زیر در مقطع کارشناسی ارشد رشته مهندسی رباتیک دانشجو می پذیرند:
دانشگاه صنعتی امیرکبیر، دانشگاه صنعتی شاهرود (تصویب شد، اولین ورودی در سال 91)، دانشگاه تهران (در دست تصویب، اولین ورودی در سال 93)
هفته ملی رباتیک
رشتهی مهندسی رباتیک مورخ 29 اردیبهشت 1381 توسط وزارت علوم و فناوری تصویب و ابلاغ گردید. دانشگاه صنعتی شاهرود اولین دانشگاهی بود که از مهر همان سال در این رشته دانشجو گرفت. از اینرو هر ساله در هفتهای که 29 اردیبهشت در آن قرار گرفته است جشنواره ملی رباتیک برگزار میگردد.
صنعت و رباتیک
امروزه کمتر کارخانهای را میتوان یافت که در آن از ربات استفاده نشود. بازوهای رباتیکی که بدون استراحت قطعات و محصولات را از نقطهای به نقطهی دیگر جابهجا میکنند. رباتهای جوشکار، رباتهای رنگرز، رباتهای بسته بند، رباتهای تراشکار، رباتهای چاپگر، رباتهای کنترل کیفیت، رباتهای سوراخکار، رباتهای کنترل دما، رباتهای هشدار دهندهی نشت گاز، رباتهای غربال، سانتریفوژهای خودکار و ... همگی نمونههایی از رباتها در کارخانهها هستند. کارخانهها برای افزایش سرعت و کیفیت و دقت و هزینهی پایینتر به سمت رباتیکی کردن تمامی قسمتهای کارخانه پیش میروند و در بعضی از قسمتها که برای انسان خطرناک است مانند جوشکاری و رنگ پاشی و سموم شیمیایی و .... ناچار به استفاده از ربات میشوند.
زندگی امروز و رباتیک
اگر نگاهی به
محیط زندگی خود بیاندازیم میبینیم که رباتها همه جا را فرا گرفتهاند، اما شاید
تا به حال به آن توجه نکردهایم. آسانسورهای هوشمند، چراغهای راهنمایی و رانندگی
هوشمند، رباتهای جراح و ... همگی ربات هستند و اگر دقیقتر ببینیم پدافندهای
موشکی، هواپیماهای بدون سرنشین، مریخنوردها نیز ربات میباشند.
آیندهی رباتیک
رباتها هر روز گستردهتر میشوند بزودی رباتهای پرستار، نظافتچی، فوتبالیست، آشپز، مربی و ... به تولید انبوه میرسند قرار است تا سال 2050 دانشمندان تیم فوتبال رباتیک بسازند که با انسانها بازی کنند و آنها را شکست دهند. یک روز فرا میرسد که در هر خانهای یک ربات انساننما و همهکاره وجود داشته باشد و در صنایع و کشاورزی و ... دیگر به انسان نیاز نباشد و انسان در آن فقط تفریح و تولید علم کند.
رباتیک و ایران
رباتیک در ایران نوپا می باشد و تمامی رباتهای مورد نیاز وارداتی میباشد و شرکتهای فعال در این زمینه فقط وارد کننده و تعمیر کننده میباشند و متاسفانه هنوز تولید کننده نداریم. هر ساله مسابقات رباتیک بسیاری در ایران به منظور علاقهمند کردن دانشجویان به کار در زمینهی ربات برگزار میشود.
وضعیت ادامه تحصیل در مقاطع بالاتر
مهندسی رباتیک در ایران، فقط در دو مقطع کارشناسی و کارشناسی ارشد ارائه میگردد. بنابراین علاقهمندان ادامه تحصیل در مقاطع دکترا و پسادکترا ناگزیرند برای ادامه تحصیل به خارج از کشور مهاجرت نمایند. داوطلبان ادامه تحصیل در رشته کارشناسی ارشد رباتیک میتوانند از طریق شرکت در امتحان ورودی مجموعههای مهندسی برق، مهندسی مکانیک و مهندسی کامپیوتر این رشته را انتحاب نمایند. دروس امتحانی رشته مهندسی رباتیک برای مجموعه امتحانی گروههای مختلف بصورت زیر تعیین گردیدند:
1- مجموعه مهندسی برق: زبان عمومی و تخصصی (ضریب 3)، ریاضیات (ضریب 4)، مدارهای الکتریکی 1 و2 (ضریب 3)، الکترونیک 1و2 (ضریب 3)، ماشین های الکتریکی 1و2 (ضریب 3)، کنترل خطی (ضریب 4)، مدار منطقی و ریزپردازندهها (ضریب 4)، سایر دروس (ضریب 0).
2- مجموعه مهندسی مکانیک: زبان عمومی و تخصصی (ضریب 1)، ریاضیات (ضریب 3)، جامدات (ضریب 2)، دینامیک (ضریب 3)، ساخت و تولید (ضریب 1)، سیالات (ضریب 0).
3- مجموعه مهندسی کامپیوتر: زبان عمومی و تخصصی (ضریب 1)، ریاضیات (ضریب 3)، دروس مشترک (ضریب 2)، دروس تخصصی هوش مصنوعی (ضریب 3).
بازار کار مهندسی رباتیک
رباتیک علم طراحی و ساخت ربات است. رشته مهندسی رباتیک جهت پاسخ به نیاز صنعت در طراحی و تولید رباتها پدید آمد. هدف اصلی این رشته الکترونیکی و هوشمندکردن (Autonomous) ماشینهای مکانیکی میباشد. از اینرو در هر رستهای که نیاز به خودمختارسازی در آن احساس شود به وجود مهندسین رباتیک نیاز است. در صنایعی که کار در محیط آن برای انسان خطرناک است و نیز در صنایعی که کاری میبایست با دقت فراتر از دست انسان انجام شود استفاده از رباتیک ضروری میباشد.
مشاغل رباتیکی در صنایع آب: هوشمندسازی و خودمختاری استخرهای پرورش و تکثیر آبزیان، هوشمندسازی و خودمختارسازی تصفیهخانههای آب و فاضلاب، بازرسی خودمختار از کانالهای انتقال آب و شبکههای آبیاری و زهکشی و ...
مشاغل رباتیکی در صنایع راه و ترابری: کنترل ترافیک هوشمند، طراحی و تولید تابلوهای هوشمند و علائم متحرک در راهها، خطکشی خودمختار راهها، نظافت خودمختار راه ها، ترمیم خودمختار راهها، خودمختاری راههای ریلی و ...
مشاغل رباتیکی در صنایع تولیدی: طراحی، تولید، نصب، نگهداری، تعمیر و هوشمندسازی کلیه تاسیسات و تجهیزات (صنایع غذایی، صنایع تبدیلی، صنایع نساجی، صنایع پوشاک، صنایع چرم، صنایع چوب، صنایع شیشه، صنایع سلولزی، صنایع شیمیایی، صنایع سنگین، صنایع معدنی، صنایع فلزی، کارخانجات ابزارآلات و ماشینها، صنایع تولید وسایل آزمایشگاهی، کارخانجات تولید وسایل حمل و نقل، خطوط انتقال مواد در کارخانجات)، اتوماسیون صنعتی شامل کنترل، ابزار دقیق، مانیتورینگ، اسکادا و نظایر آن، طراحی خطوط تولید، طراحی، تولید، نصب، نگهداری، تعمیر و برنامه نویسی بازوهای صنعتی و ...
مشاغل رباتیکی در صنایع نیرو: هوشمندسازی و خودمختاری کلیه عملیات تولید، توزیع و انتقال نیرو اعم از نیروگاهها، شبکههای برق، تاسیسات برقی، پستهای توزیع، سیستمهای کنترل ابزار دقیق و نظایر آن و ...
مشاغل رباتیکی در صنایع تاسیسات و تجهیزات: هوشمندسازی شبکهی گازرسانی شهری، هوشمندسازی و خودمختاری سیستمهای سرد کننده ساختمان، هوشمندسازی و خودمختاری انتقال زبالهها، طراحی و هوشمند سازی وسایل انتقال (مانند آسانسور، پله برقی و ... )، طراحی و تولید سیستمهای خبر و هشدار دهندههای هوشمند، طراحی و تولید تجهیزات هوشمند آشپزخانه، سلف سرویس و...
مشاغل رباتیکی در کاوشهای زمینی: اکتشاف خود مختار، حفاریهای رباتیک آبی، کاوشهای رباتیک زمینی و دریایی، حفاریهای رباتیک بستر دریا، نقشهبرداریهای خود مختار و ...
مشاغل رباتیکی در صنایع ارتباطات: هوشمند کردن شبکههای پستی، هوشمند کردن ایستگاههای ماهواره ای، و ...
مشاغل رباتیکی در کشاورزی: هوشمندسازی و خودمختاری کلیه مراحل کاشت، داشت، برداشت، جنگلداری رباتیک، آبیاری رباتیک فضای سبز، دامپروری رباتیک (شامل طیور، گاوداری، گوسفندداری، شیلات، آبزیان و نظایر آن) و ...
مشاغل رباتیکی در صنایع خدماتی: طراحی و تولید و نصب سیستمهای اطفاء حریق (شهری، صنعتی، جنگل ها)، نگهبانی و حفاظت هوشمند و خودمختار، طراحی و اجرای سیستمهای امنیتی و نظارتی و ...
مشاغل رباتیکی در صنایع نفت و گاز: هوشمندسازی و خودمختاری کلیهی تاسیسات سر چاهی و خطوط لوله، هوشمندسازی و خودمختاری فرآوری نفت و گاز، هوشمندسازی و خودمختاری کلیهی فرآیندهای پالایشگاههای نفت و گاز و کارخانههای پتروشیمی و ...
آیین مهندسی رباتیک
من با فروتنی و عنایت پروردگار سوگند می خورم؛
به عنوان یک مهندس رباتیک، دانش و مهارت حرفه ای خود را در خدمت پیشبرد و بهبود خوشبختی و سلامت انسان می گذارم؛ سوگند می خورم و شهادت می دهم؛ که همه تلاش خود را در این را بکنم؛ که در هیچ تعهدی مگر شرافتمندانه شرکت نجویم؛ که بر مرام انسان زندگی کنم و کارم را در بالاترین حد استاندارد حرفه ای انجام دهم؛ که خدمت را برتر از سود بدانم، ارج و اعتبار حرفه را بیش از بهرهگیری شخصی، و سلامت جامعه بشری را فرای همهی جنبههای دیگر بدانم.
زیر بخشهای مهندسی رباتیک
علم رباتیک را می توان به چهار بخش تقسیم کرد که هر کدام نیز به زیر مجموعههایی تقسیم میشود.
1. الکترونیک
(مدارات دیجیتال، مدارات آنالوگ و ...)
2. کنترل (کنترل دیجیتال، کنترل خطی، کنترل فازی و ....)
3. کامپیوتر (برنامه نویسی، هوش مصنوعی، الگوریتم، شبکه و ...)
4. مکانیک (حرکت شناسی، نیرو شناسی، مواد و مقاومت، دینامیک، سیالات، ارتعاشات و
...)
یک ربات بدون در نظر گرفتن هر یک از آنها نمیتواند اقتصادی و ایمن و بهینه باشد. بنابراین برای ساخت بهینهی یک ربات باید تمام محدودیتها و جوانب کار در نظر گرفته شود.
طراحی ربات
طراحی، تدوین نقشهای برای ساخت یک محصول رباتیک به بهترین نحو ممکن میباشد. طراحی بر خلاف علوم محض، پاسخ منحصر به فرد ندارد و یافتن جواب کاملاً مطلق امکان ندارد، در طراحی همیشه خطا وجود دارد. محصول نهایی باید کارآمد، وظیفهمند، ایمن، اعتمادپذیر، رقابتپذیر، قابلساخت، باکیفیت، دقیق، اقتصادی، دارای بازدهی زیاد، سازگار، چابک، انعطافپذیر، تکرارپذیر، زمان کار طولانی، مشتریپسند و همسو با کارگران باشد. محصول باید با هدف حل یک یا چند مشکل جهانی طراحی شود. در طراحی از ابزارهای مختلفی چون نقشهکشی، هندسه، ریاضیات، رایانه و ... استفاده میشود. طراحی در واقع یک ابتکار خلاقانه میباشد که موجب حل مشکلی یا بهبود وضع موجود میشود.