جام جم آنلاين: از سال‌ها قبل و با شروع مسابقات روباتیك معروف به «ROBOCUP» و با توجه به نیاز مبرم به امدادرسانی موثر به مصدومان هنگام وقوع زلزله، جنگ یا سایر بلایا، پژوهشگران علم روباتیك به برنامه‌ریزی مسابقاتی برای ساخت روبات‌های امدادگر پرداختند.
ایده اصلی این مسابقات ساخت روبات‌هایی بود تا با كمك آنها امدادگران بتوانند در محل‌های غیرقابل عبور به جستجوی مصدومانی بپردازند كه در زیر آوار مانده‌اند.
دانشگاه‌های ایرانی نیز از سال‌های ابتدایی آغاز این مسابقات حضور فعالی در آنها داشته و سهم مهمی در رونق این مسابقات داشته‌‌اند.
امروزه دانشگاه‌های بسیاری در ایران به فناوری و روش‌های ساخت روبات‌های امدادگر مجهز شده‌اند و ساخت این روبات‌ها و شركت در این‌گونه مسابقات را یكی از راه‌های آموزش علمی و عملی دانشجویان خود می‌دانند و در كنار آن سعی بر بالا بردن توان فنی كشور در مقابله با حوادث طبیعی مانند زلزله دارند.
در این میان سری‌روبات‌های ناجی از مركز تحقیقات مكاترونیك دانشگاه آزاد اسلامی واحد قزوین، یكی از مجموعه امدادگران روباتیك ایرانی هستند كه تا امروز در كارنامه خود بارها مقام اول مسابقات بین‌المللی روبوكاپ آزاد ایران و همچنین مقام‌های مختلف جهانی را ثبت كرده‌اند.
به همین دلیل با مهندس جعفر چگینی عضو هیات علمی دانشكده برق، عضو كمیته فنی فدراسیون جهانی روبوكاپ و سرپرست تیم روبات امدادگر ناجی درباره ویژگی‌ها و چگونگی ساخت آخرین مدل امدادگر روباتیك ناجی مصاحبه‌ای انجام دادیم كه توجه شما را به آن جلب می‌كنیم.
این امدادگر روباتیك با این ظاهر خشنی كه از خود به نمایش گذاشته چه ویژگی‌هایی دارد كه مهرش به دل شما نشسته و شب و روز در حال تربیت و اصلاح آن هستيد؟
روبات «ناجی4» یك روبات كنترل دستی است، یعنی روباتی است كه توسط اپراتور كنترل می‌شود.«ناجی4» توانایی عبور از سطوح ناهموار را دارد و دارای بازوی روباتیك است كه می‌توان در مواقع اضطراری و با كنترل از راه دور از این بازو به عنوان دست مهربان یك پزشك استفاده كرد و جان انسانی را نجات داد.«ناجی4» هرچند ساختار و شمایلی همچون تانك دارد اما بسیار حرف گوش‌كن است و می‌توان از راه دور و توسط پایگاه‌های زمینی یا حتی ماهواره آن را كنترل كرد. بچه دقیق و منظمی هم است و هر كاری به او محول شود با دقت بی‌نظیر چند میلی‌متری انجامش خواهد داد. سنسورها و دوربین‌های مختلف دارد كه به او در پیمودن مسیر و انجام دستورات كمك می‌كنند.
همچنین به نوعی چشم و گوش امدادگران واقعی در زیر آوار است و اپراتور روبات می‌تواند هشت تصویر را به طور همزمان از طریق روبات دریافت كند و با داشتن ایده كاملی از شرایط و موقعیت مصدوم، تصمیم‌گیری كند. این بچه ما البته كمی هم شكمو است و هر دو ساعت یك بار باید باتری‌های آن را شارژ كرد. ضمنا بازوی روباتیك «ناجی4» ما به عنوان یكی از بهترین بازوهای مسابقات جهانی امسال انتخاب شد كه تماما توسط اعضای تیم ما در مركز تحقیقات مكاترونیك دانشگاه آزاد اسلامی واحد قزوین طراحی و ساخته شده است.
نمونه مشابه این بازو در دنیا با قیمتی حدود 100 هزار دلار ساخته و فروخته می‌شود. این بازوها دارای كاربردهای بسیاری در صنایع، امور پژوهشی، درمانی و امدادرسانی است. یكی از ویژگی‌های مهم این بازو درجات آزادی بسیار آن است كه باعث راحتی حركت و انعطاف‌پذیری بیشتر بازو برای اجرای ماموریت محول‌شده به آن می‌شود. مچ این بازو نیز بسیار خوب طراحی شده به گونه‌ای كه می‌تواند در زوایای مختلف حركت كند.
این بازو با این همه مشخصات عالی به چه درد مصدومی می‌خورد كه زیر آوار مانده است؟
در محل‌هایی كه حادثه‌ای رخ داده گاهی نیاز است این بازو وارد دالان‌هایی شود و به كمك دوربین‌هایی كه روی آن قرار داده شده، بتواند محل را دقیق‌تر جستجو كند یا زیر آوار را ببیند یا حتی بسته‌های حیاتی اولیه مثل یك بطری آب یا داروهای خیلی ضروری و حیاتی را حمل كرده به مصدوم برساند تا گروه‌های امدادی بتوانند بعد از پاكسازی و سر فرصت آن مصدوم را نجات دهند.«ناجی4» بعد از وارد شدن به محل حادثه می‌تواند نقشه محل را با كمك سنسورهای پیشرفته خود تهیه كند و با ارائه محل دقیق مصدومان، كمك مهمی برای امدادگران در محل حادثه باشد. روبات‌هایی مانند «ناجی4» در حال حاضر كنار نیروهای امدادی در سراسر جهان در حال انجام ماموریت‌های امداد و نجات هستند.
خب با این حساب به نظر می‌رسد تنها شغلی كه شما می‌توانید برای فرزند روباتیك خود متصور باشید، امدادگری در زمان وقوع زلزله یا هر بلای طبیعی دیگری باشد.
نه، اصلا این طور نیست. این روزها روبات‌هایی مثل ناجی حتی در نیروهای پلیس و ارتش‌های جهان نیز به خاطر قابلیت‌های بی پایان این دسته از روبات‌ها حضور دارند. از نمونه‌های مختلف آن برای انواع عملیات ضدتروریستی، ضدگروگانگیری و اهداف نظامی بهره می‌برند. برای مثال می‌توانید تصور كنید كه نزدیك شدن به یك بمب كارگذاری شده در شهر چقدر می‌تواند برای نیروهای آموزش دیده و ارزشمند پلیس خطرناك باشد. در آن موقع ناجی مثل فرشته نجات از راه می‌رسد و پلیس می‌تواند در حالی كه صدها متر دورتر از محل بمب‌گذاری در یك كابین امن نشسته است، ناجی را به جنگ بمب فرستاده و مراحل خنثی‌سازی اولیه را با بازوی روباتیك پیشرفته آن انجام دهد. به دلیل توقعات بالایی كه از این‌گونه روبات‌ها انتظار می‌رود، در طراحی آنها پایداری از لحاظ الكتریكی، مكانیكی و ارتباطی اهمیت بسیار بالایی دارد.
آیا به غیر از سری روبات‌های ناجی، آزمایشگاه شما روبات امدادگر دیگری را نیز ساخته است كه ویژگی‌های متفاوتی داشته باشد؟
بله به غیر از روبات‌های هدایت دستی، سری دیگری از روبات‌های امدادگر نیز در مركز ما ساخته می‌شود كه به روبات‌های امدادگر خودمختار مشهورند. البته این روبات‌ها هنوز برای عملیاتی شدن راهي طولانی در پیش دارند. این‌گونه روبات‌ها به صورت كاملا خودكار و بدون نیاز به اپراتور، وارد زمین مسابقه شده و مصدومان را كشف می‌كنند و روی نقشه‌ای كه ارائه می‌دهند محل دقیق مصدومان را مشخص می‌كنند، البته زمین مسابقه این‌گونه روبات‌ها بسیار ساده‌تر از زمین روبات‌های هدایت دستی است، زیرا هنوز در ابتدای كار هستند.
روبات هدایت دستی با توجه به وجود اپراتور چه پردازش‌ها و پروسه‌های هوشمندی را خودش انجام می‌دهد و از چه حسگرهایی استفاده می‌كند؟
چگيني: ما یك سنسور لیزری روی روبات داریم كه پرتوهای لیزر را با سرعت بسیار بالا به اطراف پخش می‌كند و با دریافت انعكاس آنها و بررسی فواصل اندازه‌گیری شده می‌تواند به صورت دو‌بعدی و سه‌بعدی نقشه دیواره‌ها و وضعیت اطراف روبات را ارائه كند
مهم‌ترین بخش هوشمند روبات هدایت دستی روش تهیه نقشه محیط است، ما یك سنسور لیزری روی روبات داریم كه پرتوهای لیزر را با سرعت بسیار بالا به اطراف پخش می‌كند و با دریافت انعكاس آنها و بررسی فواصل اندازه‌گیری شده می‌تواند به صورت دو‌بعدی و سه‌بعدی نقشه دیواره‌ها و وضعیت عوارض اطراف روبات را ارائه كند. این بخش نیازمند این است كه روی روبات پردازنده‌هایی جهت آنالیز دیتاهای دریافتی از سنسورها موجود باشد و این كار یك مساله پیچیده در بخش هوش و الگوریتم‌های كنترلی روبات است.
خوب است بدانيد كه ما جزء معدود تیم‌هایی هستیم كه این فعالیت را بخوبی انجام می‌دهیم. برای درك بهتر موضوع و سختی این مرحله به این نكته توجه كنید كه روبات ما در یك نقطه نمی‌ایستد، بلكه مدام در حال حركت است و موقعیت آن به نسبت محیط اطراف تغییر می‌كند پس باید قابلیت و هوشمندی ارائه مسیر دقیق حركت و نقشه مناسب را با استفاده از انواع سنسورهای تشخیص موقعیت، سنسور لیزری و پردازش‌های هوشمند داشته باشد.
یكی دیگر از حسگرهای این روبات كه در تهیه نقشه‌ها بسیار كاربرد دارد، حسگر ژیرسكوپ است، به عنوان مثال فكر كنید روبات محل یك میز را در نقشه مشخص می‌كند، لحظه بعد روبات می‌چرخد جای میز كه نباید عوض شود، در نقشه هم‌زمانی كه روبات روی صفحه فرمان می‌دهد، اپراتور باید چرخش روبات را نسبت به محیط احساس كند كه این سنسور میزان چرخش روبات را مشخص می‌كند و با تركیب مجموعه اطلاعات این سنسورها در پردازنده‌ای كه توسط متخصصان هوش و برنامه‌نویسان به الگوریتم‌های هوشمند مجهز شده با سرعت بالایی این اطلاعات تحلیل می‌شود.
حركت این روبات توسط چه حسگری مشخص می‌شود؟ اگر چرخ‌های این تانك مهربان شما در جا بچرخد، چطور میزان دقیق تغییرات را متوجه می‌شوید؟
حركت روبات توسط سنسورهایی به نام انكودر قابل ارزیابی است، توسط فیدبك‌هایی كه از این سنسورها دریافت می‌شود و با تركیب اطلاعات شتاب‌سنجی كه كه در داخل سنسور ژیرسكوپ ما قرار دارد، حركت روبات و میزان آن نیز مشخص و تاثیر در جا چرخیدن چرخ‌های روبات به این ترتیب حذف می‌شود. درست است كه ما به روبات می‌گوییم برای مثال 5 متر به جلو برود، ولی كامپیوتر روبات برای محاسبه این 5 متر به میزان چرخش چرخ‌های خود وابسته نیست و بر اساس سرعت واقعی خودش كه توسط شتاب‌سنج‌ها اندازه‌گیری می‌شود، مسافت طی شده را محاسبه می‌كند.
حالا سوال اساسی این است كه ناجی چطور انسان را در محیط تشخیص می‌دهد و برای مثال فرق بین یك عروسك و یك بچه را چگونه درك می‌كند؟ همچنین در امدادرسانی خیلی مهم است كه یك ارزیابی اولیه از مصدومان داشته باشیم تا به مهم‌ترینشان در اول رسیدگی شود. ناجی تفاوت بین یك فرد مرده یا زنده را چگونه تشخیص می‌دهد؟
این روبات‌ها توسط سنسورهایی كه برای تشخیص انسان روی آنها نصب می‌شود، سنسورهایی مانند حسكر دما و حسگر گاز دي‌اكسيد كربن به تشخیص انسان و وضعیت مصدوم می‌پردازند. همچنین این روبات با استفاده از پردازش تصاویر ارسالی از دوربین‌ها و دوربین ویژه حرارتی خود می‌تواند وضعیت و محل مصدوم را گزارش كند. به عنوان مثال وقتی دمای محیط 25 درجه است و دمای بدن شما 37 درجه در دوربین حرارتی این روبات رنگ اطراف بدن شما با رنگ محیط بسیار متفاوت است و از طریق این ویژگی به شناسایی كمك می‌كند.
فعالیت در این مركز به چه صورت است؟ دانشجویان چگونه وارد تیم طراحی می‌شوند و اصولا چه فایده‌ای برای آنها خواهد داشت، اگر وقت و انرژی خود را در آزمایشگاه صرف كنند؟
فعالیت در این مركز تحقیقات به صورت داوطلبانه است و ما در اول هر ساله تحصیلی با ارائه فراخوان و دعوت از دانشجویان علاقه‌مند و با انجام مصاحبه افراد مد نظر را برای فعالیت و آموزش انتخاب می‌كنیم، البته تعداد پذیرش افراد به ظرفیت مورد نیاز تیم در آن سال بستگی دارد.
دانشجویانی كه در این آزمایشگاه فعالیت می‌كنند، شانس و وقت این را دارند كه با سنسورها و پردازشگرهای خاصی كه شاید در كمتر جایی دسترسی به آن امكان داشته باشد كار كنند، همین برای این افراد یك رزومه خاصی در زمان فارغ‌التحصیلی به همراه خواهد داشت، این دانشجویان در كنار افراد باتجربه‌تر ضمن آشنایی با اصول كارگروهی این شانس را نیز خواهند داشت تا در یك آزمایشگاه پیشرفته كه از نظر من خودش یك دانشگاه بزرگ است، رایگان بهره‌مند شوند.
آریا صبوری - جام‌جم