مشاوره رایگان ۰۲۱۹۱۰۹۱۷۲۲ داخلی ۴
پیغام در واتس‌اپ ۰۹۳۰۷۰۹۱۷۵۴
اینستاگرام ما nokhbehsho_com
برنامه نویسی

برنامه نویسی رباتیک چیست؟

علیرضا شجاع علیرضا شجاع
1404/7/13
2 دقیقه مطالعه
33 بازدید
فهرست مطالب
ردیفزبان برنامه نویسیبازه سنی مناسبمیزان سختی زبانکارایی زبان1اسکرچ6 الی 13 سالبسیار آسانآشنایی با حوزهبرنامه نویسی رباتیک2پایتونبیشتر از 13 سالآسانساخت ر...
ردیف

زبانبرنامهنویسی

بازهسنیمناسب

میزانسختیزبان

کاراییزبان

1

اسکرچ

6الی13سال

بسیارآسان

آشناییباحوزهبرنامهنویسیرباتیک

2

پایتون

بیشتراز13سال

آسان

ساخترباتهایمعمولیوبکارگیریهوشمصنوعی

3

C++

بیشتراز16سال

نسبتاسخت

ساخترباتهایصنعتی

4

جاوا

بیشتراز16سال

نسبتاسخت

ساخترباتهاینرمافزاری

برنامهنویسیرباتیک،مجموعهایازدستوراتاستکهدرقالبکدنوشتهمیشوند.ایندستورات،تعیینمیکنندکهیکرباتنرمافزاریویاسختافزاری،اقدامیامجموعهایازاقداماتراانجامدهد.زبانهاییکهبرایبرنامهنویسیرباتیکمعمولابکارمیروند،اسکرچ،پایتون،C++وجاواهستند.

اسکرچ،یکزبانبرنامهنویسیرباتیکسادهبرایمبتدیانوکودکاناست.ازطریقاینزبانبرنامهنویسی،کودکانمیتوانندرباتهاییابتداییکهبیشترجنبهآموزشیدارندراطراحیکنند.ازطرفیدیگر،زبانبرنامهنویسیپایتون،یکزبانبرنامهنویسیپیشرفتهاستکهدرزمینههوشمصنوعیوساخترباتهایحرفهایکاربرددارد.زبانبرنامهنویسیC++نیزمعمولابرایساخترباتهایصنعتیمورداستفادهقرارمیگیرداماسطحعملکردآنازپایتونکمیپایینتراست.درنهایت،زبانبرنامهنویسیجاوارادراکثراوقاتبرایساختوکنترلنرمافزارهایموبایلیاستفادهمیکنند.

برنامهنویسیرباتیکبااسکرچ

مفهومبرنامهنویسیرباتیکوکاربردهایآن

مفهومبرنامهنویسیرباتیکچیست؟پاسخبهاینسوالآساننیستامادرمجموعمیتوانگفتکهبرنامهنویسیرباتیک،بهمعنایکنترلرباتباکدهایمختلفاست.اینکدها،نمادانجامدستوراتمختلفهستندودرهرزبانبرنامهنویسی،ساختاریمتفاوتدارند.برنامهنویسیرباتیکرامیتوانبهنوعی،ارتباطدهندهدنیاینرمافزاریبهدنیایسختافزاریدانست.شمامیتوانیدبایکزبانبرنامهنویسی،کدهاییرابنویسیدکهیکموتوررافعالمیکنندویایکدوربینراروشنمینمایند.اگربایکزبانبرنامهنویسیمانندپایتونیاC++کاملاآشناباشید،میتوانیدازهوشمصنوعیهمدراجرایدستوراتکمکبگیرید.درچنینحالتی،رباتمیتواندبهصورتهوشمندانهعملکندودرشرایطمتنوع،تصمیماتمتفاوتیرابگیرد.

درموردکاربردهایبرنامهنویسیرباتیکهممیتوانگفتکهایننوعازبرنامهنویسی،کاربردهایبسیارزیادیدارد.بهعنوانمثال،درصنعتیمانندساختاتومبیل،رباتهایخطمونتاژبایدبرنامهنویسیشوند.همچنین،درحوزهپزشکی،رباتهارابهگونهایکدنویسیمیکنندتابتوانندجراحیهایپیچیدهراانجامدهند.اگرصحبتازصنایعمربوطبههواوفضاشودهم،میتوانمثالهایمتنوعیرابیانکرد.بهعنوانمثال،رباتهاییوجوددارندکهباکدنویسیخاصیمیتوانندبررویسطحکرهماهحرکتکنند.

درحوزهحملونقلنیزامروزهرباتهاییطراحیشدهاندکهمیتوانندمطابقبابرنامهنویسیانجامشده،کالاهاییرابهمکانهاییمشخص،منتقلکنند.درنهایت،درحوزهآموزش،امروزهترکیببرنامهنویسیوهوشمصنوعی،توانستهاستموجباختراعالگوریتمهاییبرایانتقالموثرمفاهیمشود.

برنامهنویسیرباتیکباجاوا

اهمیتبرنامهنویسیرباتیکبرایکودکانوفوایدآموزشآن

بهنظرشمابرایکودکان،اهمیتیادگیریبرنامهنویسیرباتیکچیست؟بایدبهشمابگوییمکهیادگیریبرنامهنویسیرباتیک،کودکانرابااصولاولیهعلوممختلفیمانند،فیزیک،ریاضی،الکترونیکومکانیکآشنامیکند.ازآنجاییکهذهنکودکخلاقاست،اصولآموزشدادهشدهدرذهنویباقیمیمانندودردورههایآموزشیمختلفدرآینده،برایشمفیدواقعخواهندشد.دقتکنیدکهزبانهاییماننداسکرچ،دقیقامطابقباسلیقهکودکانهستندوهمانندیکبازیمیمانند.بههمیندلیلهمهستکهکودکاندرفرآیندیادگیریبرنامهنویسیرباتیک،معمولاخستهنمیشوندومشتاقبهادامهدادنهستند.درمجموع،فوایدیادگیریبرنامهنویسیرباتیکبرایکودکانرامیتوانیمبهصورتزیربیانکنیم:

ردیف

فوایدبرنامهنویسیرباتیکچیست؟(برایکودکان)

1

ایجادانگیزهدرکودکانبهمنظوریادگیری

2

ایجادخلاقیتدرکودکان

3

ایجادذهنیتبرایتصمیمگیریدرموردشغلآینده

4

یادگیرینحوهبرطرفکردنچالشهایمختلف

5

یادگیریمهارتکاربهصورتتیمی

برنامهنویسیرباتیکباپایتون

کاربردهایبرنامهنویسیرباتیکبرایکودکان

نبایداینگونهتصورکنیمکهجوابدادنبهسوالکاربردهایبرنامهنویسیرباتیکچیست؟،بسیارسادهاست.بهخصوصاگربحثکودکاندرمیانباشد.برایکودکان،برنامهنویسیرباتیکبسیارفراترازیکبازیسادهاست.برنامهنویسیرباتیک،چالشهایفراوانیدارد.اینچالشهایفراوان،سببمیشوندتاکودکانخلاقشوندوتواناییتفکرآنهاتقویتشود.کودکانیادمیگیرندکهنهتنهادرمبحثرباتیک،بلکهدرزندگیآیندهخودنیزبامشکلاتروبروشوندوبهبهترینشکلممکن،آنهارابرطرفکنند.

علاوهبراین،علمرباتیک،همانگونهکهدربخشهایقبلیهمبیانکردیم،علمیمتشکلازعلوممختلفاست.کودکانبایادگیریرباتیک،باعلومالکترونیک،مکانیک،ریاضیوفیزیکهمآشنامیشوند.موضوعدیگراینکه،علمرباتیکتنهابرایافزایشخلاقیتنیستوکاربردهایعملیبسیاریدارد.کودکانمیتوانندبااستفادهازمباحثیکهدربرنامهنویسیرباتیکباآنهاآشنامیشوند،شغلهاییایدهآلرادرآیندهپیداکنند.

برنامهنویسیرباتیکباC++

اصولومبانیبرنامهنویسیرباتیکچیست؟

پاسخبهسوالاصولومبانیبرنامهنویسیرباتیکچیست؟،بسیارمهماست.هرشخصیبرایشروعبهکاربایکزبانبرنامهنویسی،بایدازاصولومبانیآناطلاعداشتهباشد.ایناصولومبانیرادرچندبخش،بررسیخواهیمکرد.

بخشاول،مربوطبهیکچرخه3مرحلهایاست.درمرحلهاول،رباتباحسگرهایخود،اطلاعاتموجوددرمحیطراجمعآوریمیکند.بهعنوانمثال،بااستفادهازیکسنسور،موانعموجودراتشخیصمیدهد.درمرحلهدوم،رباتاطلاعاتدریافتیراپردازشمیکند.پردازشاطلاعاتمعمولاتوسطمیکروکنترلرهاانجاممیشود.درنهایت،درمرحلهسوم،رباتیکهاطلاعاتبهدستآمدهراپردازشکردهاست،اعمالمختلفیراانجاممیدهد.مثلایکربات،متوجهمیشودکهمانعیبرسرراهشنیستوشروعبهحرکتمیکند.

بهسراغبخشدوممیرویم.دربخشدوم،رباتتازمانیکهیکدستورخاصرادریافتنکند،بهعملخودادامهمیدهد.دراینبخش،شرطهانیزاهمیتپیدامیکنند(بهعنوانمثال،اگردکمهXفعالشد،عملYانجامگردد).

بخشسوماصولومبانیبرنامهنویسیرباتیکدرموردشناختنمباحثکلیدیاینعلماست.بهعنوانمثال،شمابایدباانواعکنترلرها،سنسورهاو...آشناشوید

مطابقمتنزیرکهازوبسایترسمیمربوطبهانجمنصنعتیبریتانیادرزمینهاتوماسیون،رباتیک،پردازش،بستهبندیوبیناییماشیننقلقولشدهاست؛برنامهنویسیرباتهانقشبسیارمهمیدرراهاندازیصنایعمختلفدارد

​Programmingrobotsisacrucialfactorintheefficiencyandeffectivenessofyourautomatedroboticsystems.Arangeofdifferentapproachesareusedbyrobotmanufacturersanddevelopers,coveringcoresystemsandtask-specificcontrols.

ترجمه:

برنامهنویسیرباتهاعاملمهمیدرکاراییواثربخشیسیستمهایرباتیکخودکارشماست.تولیدکنندگانوتوسعهدهندگانرباتازمجموعهایازرویکردهایگوناگوناستفادهمیکنندکههمسیستمهایاصلیوهمکنترلهایویژهٔوظایفخاصراپوششمیدهد.

بخشچهارماصولومبانیبرنامهنویسیرباتیکبهالگوریتمهامیپردازد.الگوریتمهامیتوانندتجزیهوتحلیلکنندودرصورتمواجهشدنبامشکل،نسبتبهرفعآن،اقداماتلازمراانجامدهند.

درنهایت،بهبخشپنجممیرسیم.بخشپنجمدرموردمواجهشدنرباتباحالتهایغیرقابلپیشبینیاست.بهعنوانمثال،شرایطیرادرنظربگیریدکهیکیازسنسورهایرباتعملکردصحیحیندارد.درچنینشرایطی،میکروکنترلررباتبایدبتواندرباتراتازمانبرطرفشدنمشکل،متوقفنماید.

اصولومبانیبرنامهنویسیرباتیکچیست؟

زبانهایبرنامهنویسیرباتیک

درموردزبانهایبرنامهنویسیرباتیک،بهتراستازسادهترینآنهاکهاسکرچاستشروعکنیم.اسکرچ،زبانیبسیارسادهبرایشروعبهکارکودکاندرحوزهبرنامهنویسیبهحسابمیآید.درزباناسکرچ،کودکاننیازبههیچگونهکدنویسیخاصیندارندومیتوانندازجلوههایبصریبرایساخترباتاستفادهکنند.مزیتیادگیریزباناسکرچ،آشناییکودکانباحوزهبرنامهنویسیرباتیکوآمادگیبراییادگیریزبانهایپیچیدهتراست.

پسازآنبهسراغپایتون،جاواوC++میرویم.هرسهاینزبانها،برایافرادیباسطحمهارتمتوسطدرحوزهبرنامهنویسیرباتیک،مناسبهستندامااینموضوعبدینمعنینیستکهزبانهایبرنامهنویسیفوقبرایاجرایپروژههایپیچیدهمورداستفادهقرارنمیگیرند.درموردپایتون،بایدبگوییمکهبهدلیلاستفادهازکتابخانههایپیشرفتهایهمانندROS،برایاجرایپروژههایمبتنیبرهوشمصنوعی،گزینهایایدهآلاست.ازطرفیدیگر،C++رامیتوانیمبخشجداییناپذیربرنامهنویسیبدانیم.ازاینزبانبرنامهنویسیمیتوانبرایکدنویسیمیکروکنترلرهاوحسگرهااستفادهکرد.یکمثالبسیارکاربردیدرموردزبانبرنامهنویسیC++،ساختاتومبیلهاییاستکهمیتوانندبهصورتخودکاروبدوننیازبهراننده،مسیرخودراطیکنند.

درآخرهمبهزبانبرنامهنویسیرباتیکجاوامیرسیم.جاوارامیتوانیمزبانایجادکنندهوتوسعهدهندهالگوریتمهایمختلفبدانیم.اینالگوریتمهامیتوانندساختاریسادهیاپیچیدهداشتهباشند.همچنین،ازآنجاییکهجاوابهکتابخانههایپیشرفتهایمجهزاست،میتوانپروژههایمربوطبههوشمصنوعیرانیزباآنتوسعهداد.

بهترینزبانبرنامهنویسیبرایرباتیک

واقعیتایناستکهیکجوابواحدبرایپرسشبهترینزبانبرنامهنویسیرباتیکچیست؟،وجودندارد.بهعنوانمثال،نمیتوانگفتکهپایتونازاسکرچبهتراست؛چراکهاسکرچبرایکودکانمبتدیوپایتونبرایافرادمتوسطوحرفهایگزینهایایدهآلبهحسابمیآید.بااینحال،میتوانیمبهترینزبانبرنامهنویسیرباتیکراباتوجهبههدفیادگیری،تعیینکنیم.بهعنواننمونه،فرضکنیدکههدفیکنفرازواردشدنبهحوزهبرنامهنویسیرباتیک،اجرایپروژههایمبتنیبرهوشمصنوعیوپردازشدادههایتصویریباشد.چنینشخصیبهتراستزبانپایتونرابراییادگیریانتخابکند.همچنین،اگرشخصیبخواهدمیکروکنترلرهاوسنسورهایمختلفرابهصورتدقیقکنترلکندوبتواندرباتهایسختافزاریپیشرفتهایراطراحینماید،بهتراستبهسراغزبانC++برود.

ازطرفیدیگر،فرضکنیدکههدفازیادگیریبرنامهنویسیرباتیکبراییکشخص،اجرایپروژههایپیچیدهویاساخترباتهایسختافزاریحرفهاینیستوتنهامیخواهدرباتیبرایشرکتدرمسابقهایخاص،طراحیکند.چنینشخصیمیتواندزبانJavaرایادبگیردکهمدلمحدودشدهزبانهایC++وPythonاست.

درنهایت،بهسراغزباناسکرچمیرویمکهاحتمالامیتوانیددرمورداهمیتآن،حدسهاییبزنید.مسلمانمیتوانبهیککودککهقصدواردشدنبهدنیایبرنامهنویسیرباتیکرادارد،زبانهاییمانندجاوا،پایتونیاC++رایادداد.کودکبایدابتدابازبانبرنامهنویسیاسکرچکهیکزبانبسیارسادهاست،آشناشودوبدوننیازبهکدنویسی،پروژههایآسانیراطراحیکندتاآمادگیلازمبراییادگیریزبانهایپیشرفتهتردرآیندهرابهدستآورد.

بهترینزبانبرنامهنویسیرباتیکچیست؟

کدامزبانبرنامهنویسیبرایرباتیکراابتدابایدیادبگیرم؟

اینکهکدامزبانرابرایشروعبهکاردرحوزهبرنامهنویسیانتخابکنید،تاحدزیادیبهسطحمهارتخودتاندراینحوزهمربوطاست.اگرشخصیکهقصدیادگیریزبانبرنامهنویسیرادارد،کودکاستوتاکنونهیچفعالیتیدرحوزهبرنامهنویسینداشتهاست،انتخاباسکرچبرایشروعمیتواندبهترینگزینهباشد.ازطرفیدیگر،کسانیکهنوجوانیاجوانهستنداماتجربهایدرزمینهبرنامهنویسیرباتیکندارند،میتوانندباپایتونشروعبهکارکنند.پایتون،زبانیآسانبراییادگیریاستوکاربردهایفراوانیدرحوزههایمختلفدارد.

درنهایت،اگرشخصیاندکیباحوزهبرنامهنویسیرباتیکآشناباشد،بهتراست2زبانC++وپایتونرابهصورتهمزمانیادبگیردتابتواندبخشهایمختلفپروژهرابهصورتکاملپوششدهد.

برنامهنویسیرباتیکبااسکرچ

درموردزبانبرنامهنویسیرباتیکاسکرچدربخشهایقبل،توضیحاتیجزئیرابهشماارائهدادیم.دراینقسمتبهصورتاختصاصیبهاسکرچمیپردازیم.اسکرچ،زبانبرنامهنویسیمناسببرایکودکاناست.دراینزبانبرنامهنویسی،کودکاننیازبهنوشتنکدندارند.آنهامیتوانندازطریقکامپیوتر،بلوکهاییراجابجاکنندوپروژههایسادهایراطراحینمایند.بهعنوانمثال،قراردادنیکبلوکدرمکانیخاص،میتواندبهمعنیحرکترباتبهسمتجلویاعقبباشد.نکتهمهماینکه،برخیازرباتهایازپیشساخته،همانندآردوینو،اززبانبرنامهنویسیاسکرچپشتیبانیمیکنندوکودکانمیتوانندازطریقآنها،پروژههایسادهایراطراحینمایند.

شایداینسوالراداشتهباشیدکهزبانبرنامهنویسیاسکرچکهبدونکدنویسیاست،چهفایدهایبرایکودکاندارد؟پاسخبهاینسوالبسیارآساناست.شمانمیتوانیدازابتدایککودکرابازبانپیچیدهایمثلC++آشناکنید.بهترینروشایناستکهدرآغازکار،کودکازطریقجلوههایبصریبادنیایبرنامهنویسیرباتیکآشناشودوسپسبهسراغزبانهایپیچیدهتربرود.ایننکتهراهمدرنظربگیریدکهاگربخواهیددرابتدایامر،یکشخصتازهواردوکمسنوسالرابازبانهایپیچیدهویاحتیمتوسطآشناکنید،ممکناستاینشخصبهدلیلسختبودنمباحثآموزشی،برایهمیشهیادگیریبرنامهنویسیرباتیکراکناربگذارد.

برنامهنویسیرباتیکباپایتون

وقتیصحبتازبرنامهنویسیرباتیکمیشود،پایتونیکیازنامهاییاستکهنادیدهگرفتنآنممکننیست.پایتونرامیتوانزبانبرنامهنویسیپیشرفتهایدانستکهیادگیریآنبسیارآساناست.بااینحال،بایدبدانیدکهطراحیپروژههایبسیارپیچیدهوحرفهای،باپایتونامکانپذیراست.پایتونازکتابخانههایپیشرفتهایپشتیبانیمیکندوامکانطراحیپروژههایمبتنیبرهوشمصنوعی،بااستفادهازآنوجوددارد.

نکتهمهمدیگراینکه،سادگییادگیریزبانپایتون،بهاینعلتاستکهکدهایآن،بسیارکوتاههستندوبهراحتیخواندهمیشوند.بههمیندلیلهمگفتهمیشودکهحتیافرادمبتدینیزمیتوانندزبانبرنامهنویسیپایتونرایادبگیرند.درمجموع،کاربردهایزبانبرنامهنویسیپایتونرامیتوانیمدرمواردزیرخلاصهکنیم:اجرایپروژههاینرمافزاریپیچیده،اجرایپروژههایرباتیکوسختافزاریپیچیده،اجرایپروژههایمبتنیبرهوشمصنوعی،امکانکنترلمیکروکنترلرهاوسنسورهاباکدنویسیپایتونبهصورتدقیقو...

کدهایزبانپایتون

برنامهنویسیرباتتلگرام

وقتیباسوالبرنامهنویسیرباتیکچیست؟مواجهمیشویم،منظورتنهارباتفیزیکینیستورباتهاینرمافزارینیزدراینحوزهقرارمیگیرند.بهعنوانمثال،رباتتلگرام،ازجملهرباتهاییاستکهبازبانهایبرنامهنویسیرباتیکنوشتهمیشود.هرزبانیکهباAPIپلتفرمتلگرامسازگارباشد،میتواندجهتساخترباتتلگراممورداستفادهقرارگیرد.بهعنوانمثال،زبانهایپایتونوجاوابرایساخترباتتلگرام،گزینههاییمناسبهستند.ازبینایندو،پایتونبهدلیلرابطکاربریآسانیکهدارد،بیشترمورداستفادهقرارمیگیرد.بااستفادهازپایتون،میتوانرباتهاییراطراحیکردکهپیامها،تصاویروویدیوهارابهصورتخودکارارسالمیکنندویایکگروهتلگرامیرامدیریتمینمایند.علاوهبراین،میتوانازطریقپایتون،رباتیرادربسترتلگرامتوسعهدادکهقابلیتاتصالبههوشمصنوعیراداشتهباشد.

البتهبهاینموضوعهمدقتکنیدکهرباتهایتلگرامیبازبانهاییمانندPHPوجاوااسکریپتهمقابلطراحیهستنداماموضوعموردبحثمقالهما،زبانهایپایتون،جاوا،اسکرچوC++است.بااینحال،اطلاعازاینموضوعمیتواندمفیدباشدکهامروزهبیشاز90درصدرباتهایتلگرامی،باپایتونساختهمیشوند.بهعنوانمثال،باپایتونمیتوانرباتیرادرتلگرامطراحیکردکهقابلیتنشاندادنقیمتارزهایمختلفبهصورتلحظهایرادارد.

زبانبرنامهنویسیرباتهایصنعتی

ساخترباتهایصنعتیباساخترباتهایمعمولیتفاوتزیادیدارد.رباتهایصنعتیرامعمولاشرکتهایصنعتیبزرگطراحیمیکنندوهرکدامازاینشرکتها،زبانبرنامهنویسیخاصخودراتوسعهدادهاند.اینزبانهایبرنامهنویسیخاص،ازنظرساختاریهمانندزبانهایC++وپایتونهستندامابهمنظوراینکهکارمندانبتوانندکدنویسیراراحتترانجامدهند،رابطکاربریشانسادهتروبهینهترشدهاست.بهعبارتدیگر،ازطریقزبانهایبرنامهنویسیاختصاصیشرکتهایصنعتی،شمامیتوانیدباکدهاییکوتاهتروخواناتر،رباتهاییراطراحینمایید.

البتهگاهیاوقاتشرکتهایصنعتینیازدارندتابهمنظورتوسعهرباتهایخود،اینرباتهارابهنرمافزارهایاسختافزارهایخارجیمتصلکنند.درچنینشرایطی،بایداززبانهایپایتونوC++استفادهشود.بااینحال،بایدبدانیدکهزبانبرنامهنویسیرباتیکC++درحوزهبرنامهنویسیرباتهایصنعتی،بسیارپرکاربردتراززبانپایتوناست.معمولاکنترلمیکروکنترلرهاوسنسورها،باکدنویسیC++انجاممیگرددواگرنیازبهاستفادهازکتابخانههایپیشرفتهایمانندROSباشدویابخشیازپروژهباهوشمصنوعیکنترلشود،بهکدنویسیبازبانپایتوننیازاست.

نکتهآخرهماینکه،یکزبانبرنامهنویسیدیگربهنامPLCوجودداردکهبرایکدنویسیرباتهایصنعتیبهصورتمحدودمورداستفادهقرارمیگیردامابهدلیلکاربردبسیارکمآن،زبانPLCموضوعموردبحثاینمقالهنیست

برایطراحیرباتصنعتی،بهترینزبانبرنامهنویسیرباتیکچیست؟

عناصراصلیبرنامهنویسیرباتیک

شمابهعنوانشخصیکهقراراستبرنامهنویسیرباتیکرایادبگیرید،بایدبااصولاولیهواصلیایننوعازبرنامهنویسیآشناباشید.بههمیندلیل،ماایناصولرادر4بخشبهشماتوضیحخواهیمداد:

کدنویسیرفتارربات

کدنویسیرفتاررباتبهصورتانحصاریمربوطبهالگوریتمهایرباتاست.بهعبارتدیگر،الگوریتمهاییدرایناصلموردبررسیقرارخواهندگرفتکهمربوطبهرفتاررباتهستند.بهعنوانمثال،اینکهبازوهایرباتبهچهصورتحرکتکنند،توسطیکیازالگوریتمهاتعیینمیشودویااینکهچگونهیکرباتهمانندانسانراهبرود،ازیکالگوریتمدیگرپیرویمیکند.

عناصربرنامهنویسیرباتیکچیست؟

کنترلسختافزارربات

رباتهایسختافزاری،داراییکبخشنرمافزارینیزهستند.بخشسختافزاری،دستوراتلازمراازبخشنرمافزاریدریافتمیکندوآنهارااجرامینماید.همچنین،بخشسختافزاریوظیفهداردتابااستفادهازسنسورهایخود،اطلاعاترادریافتوبهمنظورپردازش،بهبخشنرمافزاریتحویلدهد.

پردازشدادههایسنسور

رباتها،اطلاعاتموجوددرمحیطراازطریقسنسورهایخوددریافتمینمایند.بهعبارتدیگر،درکرباتازمحیطاطراف،ازطریقسنسورانجاممیشود.سنسورهااطلاعاتخودرابرایمیکروکنترلرهاارسالمیکنند.میکروکنترلرهانیزباتوجهبهکدنویسیهایانجامشده،اطلاعاتمحیطیراپردازشمینمایندودستوراتیرابهبخشهایسختافزاریمیدهند.بهعنوانمثال،یکسنسورتشخیصمانع،وجودیکتوپدربرابرخودراتشخیصمیدهدواطلاعاتمربوطبهوجودمانعرابرایمیکروکنترلرارسالمیکند.میکروکنترلرهمدستورتغییرمسیرراصادرمینماید.درنهایت،بازوهایربات،مسیرحرکتراتغییرمیدهندواینچرخهبههمینصورتادامهپیدامیکند.البتهوقتیصحبتازسنسورمیشود،نبایدتنهاسنسورهایتشخیصمانعرادرنظربگیریموبایدبهسنسورهایپردازشتصاویرودادههایLidarنیزتوجهکنیم.

تصمیمگیریوالگوریتمهایهوشمند

قدرتتصمیمگیرییکربات،فارغازنرمافزارییاسختافزاریبودنآن،بهصورتکاملتوسطالگوریتمهایاینرباتتعیینمیشود.وقتیدرموردبرنامهنویسیرباتصحبتمیکنیم،منظورمانتوسعهدقیقالگوریتمهاییاستکهامکاناجرایدستوراتمختلفرابرایرباتفراهممیکنند.بهعنوانمثال،برخیازمهمترینالگوریتمهایرباتها،عبارتنداز:الگوریتمتشخیصمانع،الگوریتمیافتنمسیرصحیح،الگوریتمبرقراریارتباطتعاملیبامحیطاطرافبهصورتاتوماتیکوباهوشمصنوعیو...

مراحلبرنامهنویسیرباتیک

بهیکیدیگرازبخشهایمهماینمقالهرسیدیم.دراینبخشبهسوالمراحلبرنامهنویسیرباتیکچیست؟،پاسخخواهیمداد.دقتنماییدکهدانستنجواباینسوالبسیارضروریاست؛چراکهبهشماکمکمیکندتابرنامهنویسیرباتیکرابهصورتمرحلهبهمرحلهوبهترتیبانجامدهیدتابهنتیجهایایدهآلبرسید.مراحلبرنامهنویسیرباتیکعبارتنداز:

تعریفمسئلهوهدفازبرنامهنویسیرباتیک

شمادرمرحلهاولازبرنامهنویسیرباتیک،بایدهدفخودرامشخصنمایید.بهعنوانمثال،هدفتانمیتواندساختماشینیباشدکهمیتوانداجساممقابلخودراتشخیصدهدودرصورتوجودمانع،مسیردیگریرابرایحرکتانتخابکند.

طراحیمعماریربات

پسازاینکههدفتانازبرنامهنویسیرباتیکرامشخصکردید،بایددرمورداجزایرباتتصمیمبگیرید.بهعنوانمثال،بایدتعیینکنیدکهبهچهسنسورها،میکروکنترلرهاوسختافزارهاییاحتیاجدارید.

هدفازبرنامهنویسیرباتیکچیست؟

توسعهنرمافزارربات

یکیازمراحلمهمبرنامهنویسیرباتیک،توسعهنرمافزاراست.دراینمرحله،کدنویسیشروعمیشود.شمابایدبااستفادهاززبانهایبرنامهنویسیخاصیمانندپایتون،جاوا،اسکرچیاC++،الگوریتمهایمختلفیرابرایرباتتعریفکنیدتااینربات،براساسالگوریتمهایتعریفشده،اعمالخاصیراانجامدهد.

تستواشکالزدایی

پسازاینکهسختافزارهایلازمراآمادهکردیدوکدهایلازمبرایایجادالگوریتمهارانوشتید،رباتشماآمادهفعالیتمیشوداماقبلازفعالیتاصلی،بایداینرباتراتستکنیدودرصورتوجوداختلالدرعملکرد،نسبتبهرفعاختلالاقدامنمایید.

چالشهادربرنامهنویسیرباتیک

درنگاهاول،برنامهنویسیرباتیکبسیارجذاببهنظرمیرسدواینتصوراشتباهنیست.بااینحال،وقتیبرنامهنویسیرباتیکراشروعمیکنیم،درعملباچالشهایمتعددیمواجهمیشویم.دراینبخشقصدداریمتابهبررسیاینچالشهابپردازیم.

ردیف

چالشهادربرنامهنویسیرباتیکچیست؟

1

ایجادهماهنگیبینبخشهایسختافزاریمختلفربات،میتواندچالشبرانگيزباشد.گاهیاوقات،اجزاییمانندمیکروکنترلرها،سنسورهاودوربینهابهسادگیبایکدیگرهماهنگنمیشوند.

2

ایجادارتباطبخشنرمافزاریرباتبابخشسختافزاری،ممکناستدربرخیازمواقع،بامشکلروبروشود.بهعنوانمثال،ممکناستمیکروکنترلرهانتوانندکدهایبرنامهنویسیرابهدرستیبخوانندواجراکنند.

3

ایجادخطادرعملکردیکبخشسختافزاریمانندسنسور،ممکناستعملکردکلیرباترامختلکند.

4

تغییرشرایطمحیطیهمانندکاهشیاافزایشنور،ممکناستدرعملکردبخشسختافزاریتاثیرمنفیبگذارد.

5

عملکردباتاخیریکبخشسختافزارییانرمافزاری،ممکناستسببایجادنقصجدیدررباتشود.بهعنوانمثال،یکماشینبدونرانندهبایدبتوانددرکسریازثانیهپسازمشاهدهمانع،سیستمترمزرافعالکند.درغیراینصورت،حوادثجبرانناپذیریممکناسترخدهند.

6

گاهیاوقات،هزینهتستاولیهرباتمیتواندبالاباشد؛چراکهیکاشتباهدرکدنویسی،ممکناستمنجربهخرابشدنیکبخشسختافزاریشود.

چالشهایرباتقابلبرنامهنویسی:ادراکدربرابرواقعیتوشکنندگیسلطهبرربات

دربرنامهنویسیرباتیک،همواره2چالشبزرگوجوددارند.چالشاول،مربوطبهدرکرباتازمحیطواقعیاست.گاهیاوقات،تنهابهدلیلخطایسنسور،عملکردرباتمختلمیشود.درچنینحالتی،رباتدرکصحیحیازمحیطواقعینداردونمیتوانددستوراترابهدرستیاجراکند.

درموردچالشدومهمبایدبگوییمکهتاکنونانساننتوانستهاسترباتیراطراحیکندکهکاملابرآنسلطهداشتهباشد.علتآنهم،ناپایداربودنمحیطاست.بهعنوانمثال،فرضکنیدکهشماماشینیراطراحیکردهایدکهدرصورترسیدنبهمانع،متوقفشود.درچنینحالتیاگربارشبارانسببلغزندهشدنمسیرشدهباشد،رباتنمیتواندبهدرستیعملکند.

بازارکاربرنامهنویسیرباتیک

برنامهنویسیرباتیکامروزهدرصنایعمختلفوبهشیوههایمتنوعیکاربرددارد.اکثرصنایعدردنیایامروزدرحالتلاشبرایاستفادهازرباتهایپیشرفتههستندوهمینعاملهمبازارکاربرنامهنویسیرابهیکیازبازارکارهایپررونقتبدیلکردهاست.درحالحاضر،برنامهنویسیرباتیکدرحوزههایطراحیخودرو،انجامجراحیهایپزشکیوتولیدتجهیزاتنظامی،بیشترینکاربردرادارد.

برنامهنویسیرباتیکبرایکودکان

کلامآخر؛برنامهنویسیرباتیکچیست؟

برنامهنویسیرباتیک،بهشماکمکمیکندتاالگوریتمهایپیچیدهایراطراحیکنیدوآنهارابهمنظورانجامفعالیتیخاص،مورداستفادهقراردهید.مهمترینزبانهایبرنامهنویسیرباتیک،اسکرچ،پایتون،جاواوC++هستند.هرشخصبایدبادرنظرگرفتنسطحمهارتونیازهایخود،زبانبرنامهنویسیمناسبراجهتیادگیریانتخابکند.

سوالاتمتداول


1.برنامهنویسیرباتیکچیست؟
برنامهنویسیرباتیک،مجموعهایازدستوراتدرقالبکداست.
2.زبانبرنامهنویسیرباتیکاسکرچبرایچهکسانیمناسباست؟
برایکودکان6الی13سال
3.زبانبرنامهنویسیرباتیکپایتونبرایچهکسانیمناسباست؟
برایافرادبیشتراز13سال
4.زبانبرنامهنویسیرباتیکجاوابرایچهکسانیمناسباست؟
برایافرادبیشتراز16سال
5.زبانبرنامهنویسیرباتیکC++برایچهکسانیمناسباست؟
برایافرادبیشتراز16سال


علیرضا شجاع

علیرضا شجاع

آمار مقاله

33
بازدید
0
نظر
2
دقیقه مطالعه

نظرات کاربران

برای ارسال نظر وارد شوید

برای ارسال نظر لطفا ابتدا وارد حساب کاربری خود شوید