برنامه نویسی رباتیک چیست؟

 برنامه نویسی رباتیک، مجموعه ای از دستورات است که در قالب کد نوشته می شوند. این دستورات، تعیین می کنند که یک ربات نرم افزاری و یا سخت افزاری، اقدام یا مجموعه ای از اقدامات را انجام دهد. زبان هایی که برای برنامه نویسی رباتیک معمولا بکار می روند، اسکرچ، پایتون، C++ و جاوا هستند.

اسکرچ، یک زبان برنامه نویسی رباتیک ساده برای مبتدیان و کودکان است. از طریق این زبان برنامه نویسی، کودکان می توانند ربات هایی ابتدایی که بیشتر جنبه آموزشی دارند را طراحی کنند. از طرفی دیگر، زبان برنامه نویسی پایتون، یک زبان برنامه نویسی پیشرفته است که در زمینه هوش مصنوعی و ساخت ربات های حرفه ای کاربرد دارد. زبان برنامه نویسی C++ نیز معمولا برای ساخت ربات های صنعتی مورد استفاده قرار می گیرد اما سطح عملکرد آن از پایتون کمی پایین تر است. در نهایت، زبان برنامه نویسی جاوا را در اکثر اوقات برای ساخت و کنترل نرم افزارهای موبایلی استفاده می کنند.

برنامه نویسی رباتیک با اسکرچ

مفهوم برنامه نویسی رباتیک و کاربردهای آن

مفهوم برنامه نویسی رباتیک چیست؟ پاسخ به این سوال آسان نیست اما در مجموع می توان گفت که برنامه نویسی رباتیک، به معنای کنترل ربات با کدهای مختلف است. این کد ها، نماد انجام دستورات مختلف هستند و در هر زبان برنامه نویسی، ساختاری متفاوت دارند. برنامه نویسی رباتیک را می توان به نوعی، ارتباط دهنده دنیای نرم افزاری به دنیای سخت افزاری دانست. شما می توانید با یک زبان برنامه نویسی، کد هایی را بنویسید که یک موتور را فعال می کنند و یا یک دوربین را روشن می نمایند. اگر با یک زبان برنامه نویسی مانند پایتون یا C++کاملا آشنا باشید، می توانید از هوش مصنوعی هم در اجرای دستورات کمک بگیرید. در چنین حالتی، ربات می تواند به صورت هوشمندانه عمل کند و در شرایط متنوع، تصمیمات متفاوتی را بگیرد.

در مورد کاربرد های برنامه نویسی رباتیک هم می توان گفت که این نوع از برنامه نویسی، کاربردهای بسیار زیادی دارد. به عنوان مثال، در صنعتی  مانند ساخت اتومبیل، ربات های خط مونتاژ باید برنامه نویسی شوند. همچنین، در حوزه پزشکی، ربات ها را به گونه ای کد نویسی می کنند تا بتوانند جراحی های پیچیده را انجام دهند. اگر صحبت از صنایع مربوط به هوا و فضا شود هم، می توان مثال های متنوعی را بیان کرد. به عنوان مثال، ربات هایی وجود دارند که با کد نویسی خاصی می توانند بر روی سطح کره ماه حرکت کنند.

در حوزه حمل و نقل نیز امروزه ربات هایی طراحی شده اند که می توانند مطابق با برنامه نویسی انجام شده، کالاهایی را به مکان هایی مشخص، منتقل کنند. در نهایت، در حوزه آموزش، امروزه ترکیب برنامه نویسی و هوش مصنوعی، توانسته است موجب اختراع الگوریتم هایی برای انتقال موثر مفاهیم شود.

برنامه نویسی رباتیک با جاوا

اهمیت برنامه نویسی رباتیک برای کودکان و فواید آموزش آن

به نظر شما برای کودکان، اهمیت یادگیری برنامه نویسی رباتیک چیست؟ باید به شما بگوییم که یادگیری برنامه نویسی رباتیک، کودکان را با اصول اولیه علوم مختلفی مانند، فیزیک، ریاضی، الکترونیک و مکانیک آشنا می کند. از آنجایی که ذهن کودک خلاق است، اصول آموزش داده شده در ذهن وی باقی می مانند و در دوره های آموزشی مختلف در آینده، برایش مفید واقع خواهند شد. دقت کنید که زبان هایی مانند  اسکرچ، دقیقا مطابق با سلیقه کودکان هستند و همانند یک بازی می مانند. به همین دلیل هم هست که کودکان در فرآیند یادگیری برنامه نویسی رباتیک، معمولا خسته نمی شوند و مشتاق به ادامه دادن هستند. در مجموع، فواید یادگیری برنامه نویسی رباتیک برای کودکان را می توانیم به صورت زیر بیان کنیم:

برنامه نویسی رباتیک با پایتون

کاربردهای برنامه نویسی رباتیک برای کودکان

نباید اینگونه تصور کنیم که جواب دادن به سوال کاربردهای برنامه نویسی رباتیک چیست؟، بسیار ساده است. به خصوص اگر بحث کودکان در میان باشد. برای کودکان، برنامه نویسی رباتیک بسیار فراتر از یک بازی ساده است. برنامه نویسی رباتیک، چالش های فراوانی دارد. این چالش های فراوان، سبب می شوند تا کودکان خلاق شوند و توانایی تفکر آنها تقویت شود. کودکان یاد می گیرند که نه تنها در مبحث رباتیک، بلکه در زندگی آینده خود نیز با مشکلات روبرو شوند و به بهترین شکل ممکن، آنها را برطرف کنند.

علاوه بر این، علم رباتیک، همانگونه که در بخش های قبلی هم بیان کردیم، علمی متشکل از علوم مختلف است. کودکان با یادگیری رباتیک، با علوم الکترونیک، مکانیک، ریاضی و فیزیک هم آشنا می شوند. موضوع دیگر اینکه، علم رباتیک تنها برای افزایش خلاقیت نیست و کاربردهای عملی بسیاری دارد. کودکان می توانند با استفاده از مباحثی که در برنامه نویسی رباتیک با آنها آشنا می شوند، شغل هایی ایده آل را در آینده پیدا کنند.

برنامه نویسی رباتیک با C++

اصول و مبانی برنامه نویسی رباتیک چیست؟

پاسخ به سوال اصول و مبانی برنامه نویسی رباتیک چیست؟، بسیار مهم است. هر شخصی برای شروع به کار با یک زبان برنامه‌نویسی، باید از اصول و مبانی آن اطلاع داشته باشد. این اصول و مبانی را در چند بخش، بررسی خواهیم کرد.

بخش اول، مربوط به یک چرخه 3 مرحله‌ای است. در مرحله اول، ربات با حسگرهای خود، اطلاعات موجود در محیط را جمع‌آوری می کند. به عنوان مثال، با استفاده از یک سنسور، موانع موجود را تشخیص می‌دهد. در مرحله دوم، ربات اطلاعات دریافتی را پردازش می‌کند. پردازش اطلاعات معمولا توسط میکروکنترلرها انجام می‌شود. در نهایت، در مرحله سوم، رباتی که اطلاعات به دست آمده را پردازش کرده است، اعمال مختلفی را انجام می‌دهد. مثلا یک ربات، متوجه می شود که مانعی بر سر راهش نیست و شروع به حرکت می‌کند.

به سراغ بخش دوم می‌رویم. در بخش دوم، ربات تا زمانی که یک دستور خاص را دریافت نکند، به عمل خود ادامه می‌دهد. در این بخش، شرط‌ها نیز اهمیت پیدا می‌کنند (به عنوان مثال، اگر دکمه X فعال شد، عمل Y انجام گردد).

بخش سوم اصول و مبانی برنامه نویسی رباتیک در مورد شناختن مباحث کلیدی این علم است. به عنوان مثال، شما باید با انواع کنترلرها، سنسور ها و... آشنا شوید

مطابق متن زیر که  از وب‌سایت رسمی مربوط به  انجمن صنعتی بریتانیا در زمینه اتوماسیون، رباتیک، پردازش، بسته‌بندی و بینایی ماشین نقل قول شده است؛ برنامه نویسی ربات ها نقش بسیار مهمی در راه اندازی صنایع مختلف دارد

​Programming robots is a crucial factor in the efficiency and effectiveness of your automated robotic systems. A range of different approaches are used by robot manufacturers and developers, covering core systems and task-specific controls.

ترجمه : 

برنامه‌نویسی ربات‌ها عامل مهمی در کارایی و اثربخشی سیستم‌های رباتیک خودکار شماست. تولیدکنندگان و توسعه‌دهندگان ربات از مجموعه‌ای از رویکردهای گوناگون استفاده می‌کنند که هم سیستم‌های اصلی و هم کنترل‌های ویژهٔ وظایف خاص را پوشش می‌دهد.

 

بخش چهارم اصول و مبانی برنامه نویسی رباتیک به الگوریتم‌ها می پردازد. الگوریتم‌ها می‌توانند تجزیه و تحلیل کنند و در صورت مواجه شدن با مشکل، نسبت به رفع آن، اقدامات لازم را انجام دهند.

در نهایت، به بخش پنجم می‌رسیم. بخش پنجم در مورد مواجه شدن ربات با حالت‌های غیر قابل پیش‌بینی است. به عنوان مثال، شرایطی را در نظر بگیرید که یکی از سنسورهای ربات عملکرد صحیحی ندارد. در چنین شرایطی، میکروکنترلر ربات باید بتواند ربات را تا زمان برطرف شدن مشکل، متوقف نماید.

اصول و مبانی برنامه نویسی رباتیک چیست؟

زبان های برنامه نویسی رباتیک

در مورد زبان های برنامه نویسی رباتیک، بهتر است از ساده ترین آنها که اسکرچ است شروع کنیم. اسکرچ، زبانی بسیار ساده برای شروع به کار کودکان در حوزه برنامه نویسی به حساب می آید. در زبان اسکرچ، کودکان نیاز به هیچگونه کد نویسی خاصی ندارند و می توانند از جلوه های بصری برای ساخت ربات استفاده کنند. مزیت یادگیری زبان اسکرچ، آشنایی کودکان با حوزه برنامه نویسی رباتیک و آمادگی برای یادگیری زبان های پیچیده تر است.

پس از آن به سراغ پایتون، جاوا و C++ می رویم. هر سه این زبان ها، برای افرادی با سطح مهارت متوسط در حوزه برنامه نویسی رباتیک، مناسب هستند اما این موضوع بدین معنی نیست که زبان های برنامه نویسی فوق برای اجرای پروژه های پیچیده مورد استفاده قرار نمی گیرند. در مورد پایتون، باید بگوییم که به دلیل استفاده از کتابخانه های پیشرفته ای همانند ROS، برای اجرای پروژه های مبتنی بر هوش مصنوعی، گزینه ای ایده آل است. از طرفی دیگر، C++ را می توانیم بخش جدایی ناپذیر برنامه نویسی بدانیم. از این زبان برنامه نویسی می توان برای کد نویسی میکروکنترلرها و حسگرها استفاده کرد. یک مثال بسیار کاربردی در مورد زبان برنامه نویسی C++، ساخت اتومبیل هایی است که می توانند به صورت خودکار و بدون نیاز به راننده، مسیر خود را طی کنند.

در آخر هم به زبان برنامه نویسی رباتیک جاوا می رسیم. جاوا را می توانیم زبان ایجاد کننده و توسعه دهنده الگوریتم های مختلف بدانیم. این الگوریتم ها می توانند ساختاری ساده یا پیچیده داشته باشند. همچنین، از آنجایی که جاوا به کتابخانه های پیشرفته ای مجهز است، می توان پروژه های مربوط به هوش مصنوعی را نیز با آن توسعه داد.

بهترین زبان برنامه نویسی برای رباتیک

واقعیت این است که یک جواب واحد برای پرسش بهترین زبان برنامه نویسی رباتیک چیست؟، وجود ندارد. به عنوان مثال، نمی توان گفت که پایتون از اسکرچ بهتر است؛ چرا که اسکرچ برای کودکان مبتدی و پایتون برای افراد متوسط و حرفه ای گزینه ای ایده آل به حساب می آید. با این حال، می توانیم بهترین زبان برنامه نویسی رباتیک را با توجه به هدف یادگیری، تعیین کنیم. به عنوان نمونه، فرض کنید که هدف یک نفر از وارد شدن به حوزه برنامه نویسی رباتیک، اجرای پروژه های مبتنی بر هوش مصنوعی و پردازش داده های تصویری باشد. چنین شخصی بهتر است زبان پایتون را برای یادگیری انتخاب کند. همچنین، اگر شخصی بخواهد میکروکنترلرها و سنسورهای مختلف را به صورت دقیق کنترل کند و بتواند ربات های سخت افزاری پیشرفته ای را طراحی نماید، بهتر است به سراغ زبان C++ برود.

از طرفی دیگر، فرض کنید که هدف از یادگیری برنامه نویسی رباتیک برای یک شخص، اجرای پروژه های پیچیده و یا ساخت ربات های سخت افزاری حرفه ای نیست و تنها می خواهد رباتی برای شرکت در مسابقه ای خاص، طراحی کند. چنین شخصی می تواند زبان Java را یاد بگیرد که مدل محدود شده زبان های C++ و Python است.

در نهایت، به سراغ زبان اسکرچ می رویم که احتمالا می توانید در مورد اهمیت آن، حدس هایی بزنید. مسلما نمی توان به یک کودک که قصد وارد شدن به دنیای برنامه نویسی رباتیک را دارد، زبان هایی مانند جاوا، پایتون یا C++را یاد داد. کودک باید ابتدا با زبان برنامه نویسی اسکرچ که یک زبان بسیار ساده است، آشنا شود و بدون نیاز به کد نویسی، پروژه های آسانی را طراحی کند تا آمادگی لازم برای یادگیری زبان های پیشرفته تر در آینده را به دست آورد.

بهترین زبان برنامه نویسی رباتیک چیست؟

کدام زبان برنامه نویسی برای رباتیک را ابتدا باید یاد بگیرم؟

اینکه کدام زبان را برای شروع به کار در حوزه برنامه نویسی انتخاب کنید، تا حد زیادی به سطح مهارت خودتان در این حوزه مربوط است. اگر شخصی که قصد یادگیری زبان برنامه نویسی را دارد، کودک است و تا کنون هیچ فعالیتی در حوزه برنامه نویسی نداشته است، انتخاب اسکرچ برای شروع می تواند بهترین گزینه باشد. از طرفی دیگر، کسانی که نوجوان یا جوان هستند اما تجربه ای در زمینه برنامه نویسی رباتیک ندارند، می توانند با پایتون شروع به کار کنند. پایتون، زبانی آسان برای یادگیری است و کاربردهای فراوانی در حوزه های مختلف دارد.

در نهایت، اگر شخصی اندکی با حوزه برنامه نویسی رباتیک آشنا باشد، بهتر است 2 زبان C++ و پایتون را به صورت همزمان یاد بگیرد تا بتواند بخش های مختلف پروژه را به صورت کامل پوشش دهد. 

برنامه نویسی رباتیک با اسکرچ

در مورد زبان برنامه نویسی رباتیک اسکرچ در بخش های قبل، توضیحاتی جزئی را به شما ارائه دادیم. در این قسمت به صورت اختصاصی به اسکرچ می پردازیم. اسکرچ، زبان برنامه نویسی مناسب برای کودکان است. در این زبان برنامه نویسی، کودکان نیاز به نوشتن کد ندارند. آنها می توانند از طریق کامپیوتر، بلوک هایی را جابجا کنند و پروژه های ساده ای را طراحی نمایند. به عنوان مثال، قرار دادن یک بلوک در مکانی خاص، می تواند به معنی حرکت ربات به سمت جلو یا عقب باشد. نکته مهم اینکه، برخی از ربات های از پیش ساخته، همانند آردوینو، از زبان برنامه نویسی اسکرچ پشتیبانی می کنند و کودکان می توانند از طریق آنها، پروژه های ساده ای را طراحی نمایند.

شاید این سوال را داشته باشید که زبان برنامه نویسی اسکرچ که بدون کد نویسی است، چه فایده ای برای کودکان دارد؟ پاسخ به این سوال بسیار آسان است. شما نمی توانید از ابتدا یک کودک را با زبان پیچیده ای مثل C++آشنا کنید. بهترین روش این است که در آغاز کار، کودک از طریق جلوه های بصری با دنیای برنامه نویسی رباتیک آشنا شود و سپس به سراغ زبان های پیچیده تر برود. این نکته را هم در نظر بگیرید که اگر بخواهید در ابتدای امر، یک شخص تازه وارد و کم سن و سال را با زبان های پیچیده و یا حتی متوسط آشنا کنید، ممکن است این شخص به دلیل سخت بودن مباحث آموزشی، برای همیشه یادگیری برنامه نویسی رباتیک را کنار بگذارد.

برنامه نویسی رباتیک با پایتون

وقتی صحبت از برنامه نویسی رباتیک می شود، پایتون یکی از نام هایی است که نادیده گرفتن آن ممکن نیست. پایتون را می توان زبان برنامه نویسی پیشرفته ای دانست که یادگیری آن بسیار آسان است. با این حال، باید بدانید که طراحی پروژه های بسیار پیچیده و حرفه ای، با پایتون امکان پذیر است. پایتون از کتابخانه های پیشرفته ای پشتیبانی می کند و امکان طراحی پروژه های مبتنی بر هوش مصنوعی، با استفاده از آن وجود دارد. 

نکته مهم دیگر اینکه، سادگی یادگیری زبان پایتون، به این علت است که کدهای آن، بسیار کوتاه هستند و به راحتی خوانده می شوند. به همین دلیل هم گفته می شود که حتی افراد مبتدی نیز می توانند زبان برنامه نویسی پایتون را یاد بگیرند. در مجموع، کاربردهای زبان برنامه نویسی پایتون را می توانیم در موارد زیر خلاصه کنیم: اجرای پروژه های نرم افزاری پیچیده، اجرای پروژه های رباتیک و سخت افزاری پیچیده، اجرای پروژه های مبتنی بر هوش مصنوعی، امکان کنترل میکروکنترلرها و سنسورها با کد نویسی پایتون به صورت دقیق و...

کدهای زبان پایتون

برنامه نویسی ربات تلگرام

وقتی با سوال برنامه نویسی رباتیک چیست؟ مواجه می شویم، منظور تنها ربات فیزیکی نیست و ربات های نرم افزاری نیز در این حوزه قرار می گیرند. به عنوان مثال، ربات تلگرام، از جمله ربات هایی است که با زبان های برنامه نویسی رباتیک نوشته می شود. هر زبانی که با API پلتفرم تلگرام سازگار باشد، می تواند جهت ساخت ربات تلگرام مورد استفاده قرار گیرد. به عنوان مثال، زبان های پایتون و جاوا برای ساخت ربات تلگرام، گزینه هایی مناسب هستند. از بین این دو، پایتون به دلیل رابط کاربری آسانی که دارد، بیشتر مورد استفاده قرار می گیرد. با استفاده از پایتون، می توان ربات هایی را طراحی کرد که پیام ها، تصاویر و ویدیو ها را به صورت خودکار ارسال می کنند و یا یک گروه تلگرامی را مدیریت می نمایند. علاوه بر این، می توان از طریق پایتون، رباتی را در بستر تلگرام توسعه داد که قابلیت اتصال به هوش مصنوعی را داشته باشد.

البته به این موضوع هم دقت کنید که ربات های تلگرامی با زبان هایی مانند PHP و جاوا اسکریپت هم قابل طراحی هستند اما موضوع مورد بحث مقاله ما، زبان های پایتون، جاوا، اسکرچ و C++ است. با این حال، اطلاع از این موضوع می تواند مفید باشد که امروزه بیش از 90 درصد ربات های تلگرامی، با پایتون ساخته می شوند. به عنوان مثال، با پایتون می توان رباتی را در تلگرام طراحی کرد که قابلیت نشان دادن قیمت ارزهای مختلف به صورت لحظه ای را دارد.

زبان برنامه نویسی ربات های صنعتی

ساخت ربات های صنعتی با ساخت ربات های معمولی تفاوت زیادی دارد. ربات های صنعتی را معمولا شرکت های صنعتی بزرگ طراحی می کنند و هر کدام از این شرکت ها، زبان برنامه نویسی خاص خود را توسعه داده اند. این زبان های برنامه نویسی خاص، از نظر ساختاری همانند زبان های C++ و پایتون هستند اما به منظور اینکه کارمندان بتوانند کد نویسی را راحت تر انجام دهند، رابط کاربری شان ساده تر و بهینه تر شده است. به عبارت دیگر، از طریق زبان های برنامه نویسی اختصاصی شرکت های صنعتی، شما می توانید با کدهایی کوتاه تر و خوانا تر، ربات هایی را طراحی نمایید.

البته گاهی اوقات شرکت های صنعتی نیاز دارند تا به منظور توسعه ربات های خود، این ربات ها را به نرم افزارها یا سخت افزارهای خارجی متصل کنند. در چنین شرایطی، باید از زبان های پایتون و C++ استفاده شود. با این حال، باید بدانید که زبان برنامه نویسی رباتیک C++ در حوزه برنامه نویسی ربات های صنعتی، بسیار پرکاربرد تر از زبان پایتون است. معمولا کنترل میکروکنترلرها و سنسورها، با کد نویسی C++ انجام می گردد و اگر نیاز به استفاده از کتابخانه های پیشرفته ای مانند ROS باشد و یا بخشی از پروژه با هوش مصنوعی کنترل شود، به کد نویسی با زبان پایتون نیاز است.

نکته آخر هم اینکه، یک زبان برنامه نویسی دیگر به نام PLC وجود دارد که برای کد نویسی ربات های صنعتی به صورت محدود مورد استفاده قرار می گیرد اما به دلیل کاربرد بسیار کم آن، زبان PLC موضوع مورد بحث این مقاله نیست

برای طراحی ربات صنعتی، بهترین زبان برنامه نویسی رباتیک چیست؟

عناصر اصلی برنامه‌نویسی رباتیک

شما به عنوان شخصی که قرار است برنامه نویسی رباتیک را یاد بگیرید، باید با اصول اولیه و اصلی این نوع از برنامه نویسی آشنا باشید. به همین دلیل، ما این اصول را در 4 بخش به شما توضیح خواهیم داد:

کد نویسی رفتار ربات

کد نویسی رفتار ربات به صورت انحصاری مربوط به الگوریتم های ربات است. به عبارت دیگر، الگوریتم هایی در این اصل مورد بررسی قرار خواهند گرفت که مربوط به رفتار ربات هستند. به عنوان مثال، اینکه بازوهای ربات به چه صورت حرکت کنند، توسط یکی از الگوریتم ها تعیین می شود و یا اینکه چگونه یک ربات همانند انسان راه برود، از یک الگوریتم دیگر پیروی می کند.

عناصر برنامه نویسی رباتیک چیست؟

کنترل سخت افزار ربات

ربات های سخت افزاری، دارای یک بخش نرم افزاری نیز هستند. بخش سخت افزاری، دستورات لازم را از بخش نرم افزاری دریافت می کند و آنها را اجرا می نماید. همچنین، بخش سخت افزاری وظیفه دارد تا با استفاده از سنسورهای خود، اطلاعات را دریافت و به منظور پردازش، به بخش نرم افزاری تحویل دهد.

پردازش داده های سنسور

ربات ها، اطلاعات موجود در محیط را از طریق سنسورهای خود دریافت می نمایند. به عبارت دیگر، درک ربات از محیط اطراف، از طریق سنسور انجام می شود. سنسورها اطلاعات خود را برای میکروکنترلرها ارسال می کنند. میکروکنترلرها نیز با توجه به کد نویسی های انجام شده، اطلاعات محیطی را پردازش می نمایند و دستوراتی را به بخش های سخت افزاری می دهند. به عنوان مثال، یک سنسور تشخیص مانع، وجود یک توپ در برابر خود را تشخیص می دهد و اطلاعات مربوط به وجود مانع را برای میکروکنترلر ارسال می کند. میکروکنترلر هم دستور تغییر مسیر را صادر می نماید. در نهایت، بازوهای ربات، مسیر حرکت را تغییر می دهند و این چرخه به همین صورت ادامه پیدا می کند. البته وقتی صحبت از سنسور می شود، نباید تنها سنسورهای تشخیص مانع را در نظر بگیریم و باید به سنسورهای پردازش تصاویر و داده های Lidar نیز توجه کنیم.

تصمیم گیری و الگوریتم های هوشمند  

قدرت تصمیم گیری یک ربات، فارغ از نرم افزاری یا سخت افزاری بودن آن، به صورت کامل توسط الگوریتم های این ربات تعیین می شود. وقتی در مورد برنامه نویسی ربات صحبت می کنیم، منظورمان توسعه دقیق الگوریتم هایی است که امکان اجرای دستورات مختلف را برای ربات فراهم می کنند. به عنوان مثال، برخی از مهم ترین الگوریتم های ربات ها، عبارتند از: الگوریتم تشخیص مانع، الگوریتم یافتن مسیر صحیح، الگوریتم برقراری ارتباط تعاملی با محیط اطراف به صورت اتوماتیک و با هوش مصنوعی و...

مراحل برنامه‌نویسی رباتیک

به یکی دیگر از بخش های مهم این مقاله رسیدیم. در این بخش به سوال مراحل برنامه نویسی رباتیک چیست؟، پاسخ خواهیم داد. دقت نمایید که دانستن جواب این سوال بسیار ضروری است؛ چرا که به شما کمک می کند تا برنامه نویسی رباتیک را به صورت مرحله به مرحله و به ترتیب انجام دهید تا به نتیجه ای ایده آل برسید. مراحل برنامه نویسی رباتیک عبارتند از:

تعریف مسئله و هدف از برنامه نویسی رباتیک

شما در مرحله اول از برنامه نویسی رباتیک، باید هدف خود را مشخص نمایید. به عنوان مثال، هدف تان می تواند ساخت ماشینی باشد که می تواند اجسام مقابل خود را تشخیص دهد و در صورت وجود مانع، مسیر دیگری را برای حرکت انتخاب کند.

طراحی معماری ربات 

پس از اینکه هدف تان از برنامه نویسی رباتیک را مشخص کردید، باید در مورد اجزای ربات تصمیم بگیرید. به عنوان مثال، باید تعیین کنید که به چه سنسورها، میکروکنترلرها و سخت افزار هایی احتیاج دارید.

هدف از برنامه نویسی رباتیک چیست؟

توسعه نرم افزار ربات 

یکی از مراحل مهم برنامه نویسی رباتیک، توسعه نرم افزار است. در این مرحله، کد نویسی شروع می شود. شما باید با استفاده از زبان های برنامه نویسی خاصی مانند پایتون، جاوا، اسکرچ یا C++، الگوریتم های مختلفی را برای ربات تعریف کنید تا این ربات، بر اساس الگوریتم های تعریف شده، اعمال خاصی را انجام دهد.

تست و اشکال زدایی

پس از اینکه سخت افزارهای لازم را آماده کردید و کدهای لازم برای ایجاد الگوریتم ها را نوشتید، ربات شما آماده فعالیت می شود اما قبل از فعالیت اصلی، باید این ربات را تست کنید و در صورت وجود اختلال در عملکرد، نسبت به رفع اختلال اقدام نمایید.

چالش ها در برنامه نویسی رباتیک

در نگاه اول، برنامه نویسی رباتیک بسیار جذاب به نظر می رسد و این تصور اشتباه نیست. با این حال، وقتی برنامه نویسی رباتیک را شروع می کنیم، در عمل با چالش های متعددی مواجه می شویم. در این بخش قصد داریم تا به بررسی این چالش ها بپردازیم.

چالش های ربات قابل برنامه نویسی: ادراک در برابر واقعیت و شکنندگی سلطه بر ربات

در برنامه نویسی رباتیک، همواره 2 چالش بزرگ وجود دارند. چالش اول، مربوط به درک ربات از محیط واقعی است. گاهی اوقات، تنها به دلیل خطای سنسور، عملکرد ربات مختل می شود. در چنین حالتی، ربات درک صحیحی از محیط واقعی ندارد و نمی تواند دستورات را به درستی اجرا کند.

در مورد چالش دوم هم باید بگوییم که تا کنون انسان نتوانسته است رباتی را طراحی کند که کاملا بر آن سلطه داشته باشد. علت آن هم، ناپایدار بودن محیط است. به عنوان مثال، فرض کنید که شما ماشینی را طراحی کرده اید که در صورت رسیدن به مانع،  متوقف شود. در چنین حالتی اگر بارش باران سبب لغزنده شدن مسیر شده باشد، ربات نمی تواند به درستی عمل کند.

بازار کار برنامه نویسی رباتیک

برنامه نویسی رباتیک امروزه در صنایع مختلف و به شیوه های متنوعی کاربرد دارد. اکثر صنایع در دنیای امروز در حال تلاش برای استفاده از ربات های پیشرفته هستند و همین عامل هم بازار کار برنامه نویسی را به یکی از بازار کارهای پر رونق تبدیل کرده است. در حال حاضر، برنامه نویسی رباتیک در حوزه های طراحی خودرو، انجام جراحی های پزشکی و تولید تجهیزات نظامی، بیشترین کاربرد را دارد.

برنامه نویسی رباتیک برای کودکان

کلام آخر؛ برنامه نویسی رباتیک چیست؟

برنامه نویسی رباتیک، به شما کمک می کند تا الگوریتم های پیچیده ای را طراحی کنید و آنها را به منظور انجام فعالیتی خاص، مورد استفاده قرار دهید. مهم ترین زبان های برنامه نویسی رباتیک، اسکرچ، پایتون، جاوا و C++ هستند. هر شخص باید با در نظر گرفتن سطح مهارت و نیازهای خود، زبان برنامه نویسی مناسب را جهت یادگیری انتخاب کند.

سوالات متداول

1. برنامه نویسی رباتیک چیست؟
برنامه نویسی رباتیک، مجموعه ای از دستورات در قالب کد است.
2. زبان برنامه نویسی رباتیک اسکرچ برای چه کسانی مناسب است؟
برای کودکان 6 الی 13 سال
3. زبان برنامه نویسی رباتیک پایتون برای چه کسانی مناسب است؟
برای افراد بیشتر از 13 سال
4. زبان برنامه نویسی رباتیک جاوا برای چه کسانی مناسب است؟
برای افراد بیشتر از 16 سال
5. زبان برنامه نویسی رباتیک C++ برای چه کسانی مناسب است؟
برای افراد بیشتر از 16 سال