*רובוטיקה*
רובוטיקה היא תחום בהנדסה הנוגע בבניית רובוטים, מכשירים היכולים לנוע ולהגיב לפי מידע מחיישנים. רובוטיקה היא גם ענף בחקר הבינה המלאכותית. רובוטיקה הוא נושא רב תחומי ונוגע בתחומי הנדסה רבים כמו הנדסת מכונות, הנדסת אלקטרוניקה והנדסת תוכנה.המילה רובוטיקה - מלשון רבוטה (ROBOTA), מילה צ'כית לעבודה מאולצת - חודשה על ידי המחזאי קארל צ'אפק. המובן של הרובוטים כפי שאנו מכירים אותו היום הוצג על ידי הסופר אייזק אסימוב בספרו משנת 1950 "אני, רובוט". בספר זה הציג הסופר גם את שלושת חוקי הרובוטיקה המוטלים על הרובוטים כדי שלא יסכנו את בני האדם.
כיום כשמדברים על רובוטים מדברים לאו דווקא על מכונות מוחשיות, כי היום גם חלק מהתוכנות הממוחשבות נקראות רובוטים, וגם עוד מכונות המגיבות לנתונים שהן מקבלות מן הסביבה. רובוט בהקשר המסורתי הוא סוכן מכני. בדרך כלל המדובר במערכת אלקטרו-מכנית, אשר התבוננות באופן התנועה שלה יוצרת תחושה של כוונה או רצון עצמאיים[1]. במילים אחרות, על רובוט להפגין מידה מסוימת של תבונה. באופן מפתיע, אין הגדרה מוסכמת על החוקרים למושג רובוט, עם זאת מוסכם על כולם שנוסף על יכולת תבונית על רובוט להיות מסוגל לאחת או יותר מהמשימות הבאות : תנועה עצמאית, הפעלת זרוע מכנית, חישה, ופעולה על סביבתו. במחקר ברובוטיקה נכללים תחומי המכניקה, הבקרה, האינטראקציה עם בני אדם והחישה.
אם אתם חושבים שרובוטים שייכים רק לעולם הסרטים אז תחשבו שוב. ברגע זה רובוטים בכל העולם נמצאים בתזוזה. הם צובעים מכוניות במפעלי "פורד", אופים עוגיות בשביל חוות פפרידז', נכנסים לתוך הרי געש פעילים, הם מפעילים רכבות בפריז ומנטרלים פצצות בישראל ובצפון אירלנד. בזמן שהם מתפתחים, נהפכים לכלי תנועה וחכמים יותר, הרובוטים של היום עושים יותר ויותר דברים שבני אדם אינם יכולים או לא רוצים לעשות.
רובוטים היו בסביבה פחות מ-50 שנה, אך הרעיון של מכונות חסרי-חיים שממלאים אחר פקודותינו הוא ישן בהרבה. המשורר היווני הקדום הומר תיאר עלמות מזהב, עוזרות מכניות שנבנו ע"י האל היווני הפאיסטוס. הגלמים של אגדה יהודית מימי-הביניים היו עשויים מטיט והובאו לחיים בידי מילות קסם. בשנת 1495, לאונרדו דה-וינצ'י שרטט תוכניות לאדם מכני.
אך רובוטים אמיתיים הפכו לאפשריים רק לאחר שנות החמישים והשישים של המאה העשרים, עם המצאת הטרנזיסטור ומעגלים משולבים. קומפאקטיות, אלקטרוניקה אמינה ותעשיית מחשבים שצומחת הוסיפו בינה לכוח של המכונות הקיימות. בשנת 1959, מדענים הדגימו את האפשרות של ייצור מבוקר כאשר הם חשפו מכונה המייצרת מאפרות שנשלטת ע"י מחשב.
התעניינות ציבורית ברובוטים החלה בתחילת 1980,שנגרמה בחלקה ע"י סרטים כמו "מלחמת הכוכבים", שהציגו את הרובוטים C3PO R2D2 כעוזרים יעילים לאדונם האנושי. אך ההתעניינות ירדה לאחר שאנשים גילו כי רובוטים מתקשים לבצע פעולות שאנו תופשים אותם כקלות-כמו תזוזה במבוך.
כיום רובוטים נהנים מתחייה. מעבדי מחשב מהירים וזולים יותר הופכים רובוטים לחכמים יותר ופחות יקרים. בו-זמנית, חוקרים עובדים על דרכים לבנות רובוטים כדי לגרום להם לזוז ו"לחשוב" ביותר יעילות. למרות שרוב הרובוטים שנמצאים בשימוש כיום תוכננו לביצוע משימות מסוימות, המטרה היא לייצר רובוטים אוניברסליים, רובוטים גמישים מספיק שיוכלו לבצע כל משימה שהאדם מסוגל
רובוטים היו בסביבה פחות מ-50 שנה, אך הרעיון של מכונות חסרי-חיים שממלאים אחר פקודותינו הוא ישן בהרבה. המשורר היווני הקדום הומר תיאר עלמות מזהב, עוזרות מכניות שנבנו ע"י האל היווני הפאיסטוס. הגלמים של אגדה יהודית מימי-הביניים היו עשויים מטיט והובאו לחיים בידי מילות קסם. בשנת 1495, לאונרדו דה-וינצ'י שרטט תוכניות לאדם מכני.
אך רובוטים אמיתיים הפכו לאפשריים רק לאחר שנות החמישים והשישים של המאה העשרים, עם המצאת הטרנזיסטור ומעגלים משולבים. קומפאקטיות, אלקטרוניקה אמינה ותעשיית מחשבים שצומחת הוסיפו בינה לכוח של המכונות הקיימות. בשנת 1959, מדענים הדגימו את האפשרות של ייצור מבוקר כאשר הם חשפו מכונה המייצרת מאפרות שנשלטת ע"י מחשב.
התעניינות ציבורית ברובוטים החלה בתחילת 1980,שנגרמה בחלקה ע"י סרטים כמו "מלחמת הכוכבים", שהציגו את הרובוטים C3PO R2D2 כעוזרים יעילים לאדונם האנושי. אך ההתעניינות ירדה לאחר שאנשים גילו כי רובוטים מתקשים לבצע פעולות שאנו תופשים אותם כקלות-כמו תזוזה במבוך.
כיום רובוטים נהנים מתחייה. מעבדי מחשב מהירים וזולים יותר הופכים רובוטים לחכמים יותר ופחות יקרים. בו-זמנית, חוקרים עובדים על דרכים לבנות רובוטים כדי לגרום להם לזוז ו"לחשוב" ביותר יעילות. למרות שרוב הרובוטים שנמצאים בשימוש כיום תוכננו לביצוע משימות מסוימות, המטרה היא לייצר רובוטים אוניברסליים, רובוטים גמישים מספיק שיוכלו לבצע כל משימה שהאדם מסוגל
"אנו נמצאים בתחילתו של הגל השני בעולם הרובוטיקה"
כך אומר פרופ' צבי שילר, מהמרכז האוניברסיטאי אריאל, שהרצה בכנס רובוטיקה ובקרות הינע, של המגזין טכנולוגיות * בישראל יש רק 10 חברות העוסקות בתחום הצפוי להגיע בשנת 2020 ל-420 מיליארד דולר
פרופ' צבי שילר, מהמרכז האוניברסיטאי אריאל, הציג בשבוע שעבר במסגרת כנס רובוטיקה ובקרת מערכות הינע, את תפיסתו בהרצאה: "מהפכת הרובוטיקה הישראלית – מחזון למציאות".את הכנס הפיקה קבוצת טכנולוגיות, המוציאה לאור את מגזין טכנולוגיות.
פרופ' שילר אמר: "התפתחות טכנולוגית מתרחשת בדרך כלל בשני גלים, ואנו נמצאים בפתחו של הגל השני של תחום הרובוטיקה. בדוח מקוב זיהו פריון נמוך בתעשייה המסורתית. ללא שינוי משמעותי לא נוכל להתמודד עם התחרות העולמית. דוח אקשטיין המליץ לצמצם את מספר העובדים הזרים בארץ בתחום החקלאות והסיעוד. באף אחד מהדוחות לא צוינה הרובוטיקה כפתרון. אנו מנסים לשכנע את מקבלי ההחלטות כי ההשקעה ברובוטיקה כדאית".
כדוגמא מביא שילר את דרום קוריאה שם חוקק חוק הרובוטיקה במסגרתו מושקעים 100 מיליון דולר בשנה. התוצאה היא הקמה של 50 סטרט אפים בתחום וצפי לצמיחה של 60 מיליארד דולר עד 2018.
"ההשקעה ברובוטיקה היא יחסית זולה. ביפן משקיעים ללא סוף בתחום וזיהו את היתרונות שתחום זה מספק למשל בטיפול באוכלוסייה מתבגרת. היום ביפן תעשיית הרובוטיקה מגלגלת 7 מיליארד דולר והצפי בעולם לשנת – 2020 עומד על 420 מיליארד דולר. בארה"ב מקימים את שדולת הרובוטיקה ובאיחוד האירופי ישקיעו 400 מיליון דולר עד 2010. בארץ יש רק 10 חברות שמייצרות פתרונות רובוטיקה, מלבד אקדמיה וחברות ייבוא. לחברות אלה יש מוניטין בכל העולם. אנו מקיימים תחרויות רובוטיקה בארץ ומכשירים מהנדסים בתחום הרובוטיקה, אבל אין תעשייה שתקלוט אותם. לא בטוח שרק תחום פיתוח התוכנה ייקח אותנו קדימה".
למה קשה לישראל להשקיע ברובוטיקה? לפי שילר, הבעיה העיקרית היא שאפשר להסתדר בלי רובוטים. יש צורך לייצר דחיפה טכנולוגית – מאחר ואין עדיין ביקוש על ידי השוק. סיבה נוספת היא החשש מתחרות עם עובדים לא מיומנים. מה יקרה עם כל האנשים שהרובוטים יחליפו? לפי שילר פשוט יצטרכו למצוא להם משהו אחר, אך אין זה נכון לעכב מסיבה זו התפתחות טכנולוגיות . שילר מעלה את העובדה כי גם התפיסה של שימוש באנשים כמכונה חכמה הולכת ונעלמת, כשמהנדסי תעשייה עמדו בעבר ומדדו עם סטופר את התפוקה וחיפשו איך ליעל כל דקת עבודה.
"יש רתיעה ממוצרים שעובדים לבד", מוסיף שילר לסיבות שמקשות על אימוץ הרובוטיקה. "ב- 1997 השתתפתי בהדגמה בארה"ב של רכב אוטומטי. ישבתי בכסא אחורי של מכונית והיא נסעה לבד לחלוטין, וביצעה עקיפות. המטרה של הדמו הייתה להוכיח התכנות של מכונית אוטומטית, אך קיים פחד שהציבור לא יקבל את זה. יש גם חשש שהמכונות ישתלטו עלינו – אך כיון שאין סיכוי שלרובוטים תהיה כריזמה ואינטואיציה זה לא יקרה".
לפי שילר המשבר הכלכלי הוא הזדמנות לפיתוח, וכי לצד הננו טכנולוגיה והביוטכנולוגיה יש צורך להשקיע גם ברובוטיקה, וכי אם נשקיע היום נהיה עם יתרון בהמשך. לדבריו יש גם צורך להסב את חברות ההיי טק לתחום הרובוטיקה, מאחר ויש להן את תשתיות פיתוח התוכנה והאלקטרוניקה. צריך להוסיף להן את הידע ברובוטיקה. שילר קרא לממשלה להקים מכון לאומי שישמש מעבדה לחדשנות, בדומה לננו טכנולוגיה ולתחומים אחרים.
מהפיכה מתרחשות כל 25 שנה
"המהפכות מגיעות על פי מחזוריות צפויה של טכנולוגיות חדשות. יש שלב הסקרנות, אז כולם משקיעים בחברות החדשניות. בתחילת שנות ה- 80 הייתה בועת רובוטיקה שהתפוצצה ב- 87. יש התלהבות בהתחלה, אבל אז מגלים שהטכנולוגיה עוד לא בשלה לעמוד בכל הציפיות, ואז מגיעה האכזבה וכולם מחליטים לצאת מההשקעות. ב- 87 כל הכספים בתחום הרובוטיקה התייבשו. בשלב האכזבה הטכנולוגיה ממשיכה להבשיל אבל במתינות עד לשלב המציאות, בו נכנסת הטכנולוגיה לשוק. בדרך כלל עם קילר אפ שפורצת את הדרך –זה אורך 20-25 שנה. אם מסתכלים על האינטרנט –ב- 1969 ה- NODE הראשון הופעל ב-UCLA ואחר כך ב- 96 יצא הדפדפן של נטסקייפ".
שילר תיאר את נקודות הציון בעולם הרובוטיקה שהובילו לנקודה בה אנו נמצאים כיום: "את הפטנט הראשון ברובוטיקה רשם ג'ורג' דוול ב-1954 שבעקבותיו הוקמה חברה יונימיישן שיצרה את הרובוט התעשייתי הראשון. ב- 97' נחת הרובוט הראשון על המאדים. הוא היה פרימיטיבי, ידע רק לקבל פקודות מהקרקע ונע סנטימטר אחרי סנטימטר ובסה"כ עבר על מאדים כ- 100 מטר. בשנת 1999 סוני יצאה עם כלב רובוט ראשון, ובשנת 2000 חברה ישראלית מפתחת רובוט מכסח דשא. רובוט שהפך מודל לכל המכסחים בעולם. ב- 2002 מייצרים רובוט שואב אבק, "רומבה", שמציין נקודת מפנה ברובוטיקה, מאחר והוא נמכר בפחות מ- 200 דולר, במחיר של מוצר צריכה לא יקר. ב- 2004 , שוב, שני רובוטים נחתו על המאדים, אבל הפעם הם מתוכננים לפעול רק כמה חודשים, ולמרות זאת הם וכבר 5 שנים ממשיכים לפעול שם".
שילר סיפק סקירה נרחבה על היישומים של הרובוטיקה בענפים השונים. החל מהתעשייה, שם הרובוטיקה היא מקובלת, ובעיקר בתעשיית ההיי טק, שם חייבים לעשות שימוש ברובוטים כדי למנוע זיהומים. ברפואה, ניתוחים מרחוק מבטלים את הצורך בכניסה לתוך הגוף עם הידיים, ובמקום זאת אפשר להכניס רק צינור דרך חור קטן. הניתוח מתבצע באמצעות שליטה בידיות על ידי המנתח. ייתרון יהיה היכולת לבצע ניתוח כשהמכונה נמצאת במקום אחד ורופא מומחה יכול להמצא בכל מקום בעולם. שילר גם רואה עתיד לשימוש בשדה קרב ברפואה מרחוק, כשהפצוע נמצא בשדה הקרב והרופא יושב במקום בטוח.
לדעת שילר תחום הסיעוד יספק תמריץ רב בתחום הרובוטיקה, בעיקר לאור העובדה שהאוכלוסייה מזדקנת. מערכת חוץ שלדית שמסייעת לנכים ללכת כבר נמצאים בפיתוח ובעוד כ- 20 שנה יהיו דבר מובן מאליו. גם תחום הביטחון מתחיל לאמץ את תחום הרובוטיקה. צבא ארה"ב צופה ששליש מהרכבים, בעיקר למטרות לוגיסטיקה, בעוד 10 שנים יהיו ללא נהג. אם אפשר להעביר אספקה בלי לסכן נהג ולצרף לו מלווים, אז מקסימום הלך הכסף שהושקע ברכב. הטיפול במנהרות גם הוא צריך להיות מטופל על ידי רובוטים. שילר ציין את תחום הבידור והפנאי כמוזנח, אבל בעל פוטנציאל. על הכלב של סוני אמר שילר "זה מדהים כמה שהאינטראקציה עם מכונה משפיעה על האדם. ב- 2002 ביקרתי בטוקיו במקרה ביום ההולדת לכלב (שנתיים מיציאתו לשוק). הייתה שם אישה שהלבישה שני כלבים בבגדים והתייחסה אליהם כאל יצורים חיים".
פרופ' צבי שילר
פרופ' שילר אמר: "התפתחות טכנולוגית מתרחשת בדרך כלל בשני גלים, ואנו נמצאים בפתחו של הגל השני של תחום הרובוטיקה. בדוח מקוב זיהו פריון נמוך בתעשייה המסורתית. ללא שינוי משמעותי לא נוכל להתמודד עם התחרות העולמית. דוח אקשטיין המליץ לצמצם את מספר העובדים הזרים בארץ בתחום החקלאות והסיעוד. באף אחד מהדוחות לא צוינה הרובוטיקה כפתרון. אנו מנסים לשכנע את מקבלי ההחלטות כי ההשקעה ברובוטיקה כדאית".
כדוגמא מביא שילר את דרום קוריאה שם חוקק חוק הרובוטיקה במסגרתו מושקעים 100 מיליון דולר בשנה. התוצאה היא הקמה של 50 סטרט אפים בתחום וצפי לצמיחה של 60 מיליארד דולר עד 2018.
"ההשקעה ברובוטיקה היא יחסית זולה. ביפן משקיעים ללא סוף בתחום וזיהו את היתרונות שתחום זה מספק למשל בטיפול באוכלוסייה מתבגרת. היום ביפן תעשיית הרובוטיקה מגלגלת 7 מיליארד דולר והצפי בעולם לשנת – 2020 עומד על 420 מיליארד דולר. בארה"ב מקימים את שדולת הרובוטיקה ובאיחוד האירופי ישקיעו 400 מיליון דולר עד 2010. בארץ יש רק 10 חברות שמייצרות פתרונות רובוטיקה, מלבד אקדמיה וחברות ייבוא. לחברות אלה יש מוניטין בכל העולם. אנו מקיימים תחרויות רובוטיקה בארץ ומכשירים מהנדסים בתחום הרובוטיקה, אבל אין תעשייה שתקלוט אותם. לא בטוח שרק תחום פיתוח התוכנה ייקח אותנו קדימה".
למה קשה לישראל להשקיע ברובוטיקה? לפי שילר, הבעיה העיקרית היא שאפשר להסתדר בלי רובוטים. יש צורך לייצר דחיפה טכנולוגית – מאחר ואין עדיין ביקוש על ידי השוק. סיבה נוספת היא החשש מתחרות עם עובדים לא מיומנים. מה יקרה עם כל האנשים שהרובוטים יחליפו? לפי שילר פשוט יצטרכו למצוא להם משהו אחר, אך אין זה נכון לעכב מסיבה זו התפתחות טכנולוגיות . שילר מעלה את העובדה כי גם התפיסה של שימוש באנשים כמכונה חכמה הולכת ונעלמת, כשמהנדסי תעשייה עמדו בעבר ומדדו עם סטופר את התפוקה וחיפשו איך ליעל כל דקת עבודה.
"יש רתיעה ממוצרים שעובדים לבד", מוסיף שילר לסיבות שמקשות על אימוץ הרובוטיקה. "ב- 1997 השתתפתי בהדגמה בארה"ב של רכב אוטומטי. ישבתי בכסא אחורי של מכונית והיא נסעה לבד לחלוטין, וביצעה עקיפות. המטרה של הדמו הייתה להוכיח התכנות של מכונית אוטומטית, אך קיים פחד שהציבור לא יקבל את זה. יש גם חשש שהמכונות ישתלטו עלינו – אך כיון שאין סיכוי שלרובוטים תהיה כריזמה ואינטואיציה זה לא יקרה".
לפי שילר המשבר הכלכלי הוא הזדמנות לפיתוח, וכי לצד הננו טכנולוגיה והביוטכנולוגיה יש צורך להשקיע גם ברובוטיקה, וכי אם נשקיע היום נהיה עם יתרון בהמשך. לדבריו יש גם צורך להסב את חברות ההיי טק לתחום הרובוטיקה, מאחר ויש להן את תשתיות פיתוח התוכנה והאלקטרוניקה. צריך להוסיף להן את הידע ברובוטיקה. שילר קרא לממשלה להקים מכון לאומי שישמש מעבדה לחדשנות, בדומה לננו טכנולוגיה ולתחומים אחרים.
מהפיכה מתרחשות כל 25 שנה
"המהפכות מגיעות על פי מחזוריות צפויה של טכנולוגיות חדשות. יש שלב הסקרנות, אז כולם משקיעים בחברות החדשניות. בתחילת שנות ה- 80 הייתה בועת רובוטיקה שהתפוצצה ב- 87. יש התלהבות בהתחלה, אבל אז מגלים שהטכנולוגיה עוד לא בשלה לעמוד בכל הציפיות, ואז מגיעה האכזבה וכולם מחליטים לצאת מההשקעות. ב- 87 כל הכספים בתחום הרובוטיקה התייבשו. בשלב האכזבה הטכנולוגיה ממשיכה להבשיל אבל במתינות עד לשלב המציאות, בו נכנסת הטכנולוגיה לשוק. בדרך כלל עם קילר אפ שפורצת את הדרך –זה אורך 20-25 שנה. אם מסתכלים על האינטרנט –ב- 1969 ה- NODE הראשון הופעל ב-UCLA ואחר כך ב- 96 יצא הדפדפן של נטסקייפ".
שילר תיאר את נקודות הציון בעולם הרובוטיקה שהובילו לנקודה בה אנו נמצאים כיום: "את הפטנט הראשון ברובוטיקה רשם ג'ורג' דוול ב-1954 שבעקבותיו הוקמה חברה יונימיישן שיצרה את הרובוט התעשייתי הראשון. ב- 97' נחת הרובוט הראשון על המאדים. הוא היה פרימיטיבי, ידע רק לקבל פקודות מהקרקע ונע סנטימטר אחרי סנטימטר ובסה"כ עבר על מאדים כ- 100 מטר. בשנת 1999 סוני יצאה עם כלב רובוט ראשון, ובשנת 2000 חברה ישראלית מפתחת רובוט מכסח דשא. רובוט שהפך מודל לכל המכסחים בעולם. ב- 2002 מייצרים רובוט שואב אבק, "רומבה", שמציין נקודת מפנה ברובוטיקה, מאחר והוא נמכר בפחות מ- 200 דולר, במחיר של מוצר צריכה לא יקר. ב- 2004 , שוב, שני רובוטים נחתו על המאדים, אבל הפעם הם מתוכננים לפעול רק כמה חודשים, ולמרות זאת הם וכבר 5 שנים ממשיכים לפעול שם".
שילר סיפק סקירה נרחבה על היישומים של הרובוטיקה בענפים השונים. החל מהתעשייה, שם הרובוטיקה היא מקובלת, ובעיקר בתעשיית ההיי טק, שם חייבים לעשות שימוש ברובוטים כדי למנוע זיהומים. ברפואה, ניתוחים מרחוק מבטלים את הצורך בכניסה לתוך הגוף עם הידיים, ובמקום זאת אפשר להכניס רק צינור דרך חור קטן. הניתוח מתבצע באמצעות שליטה בידיות על ידי המנתח. ייתרון יהיה היכולת לבצע ניתוח כשהמכונה נמצאת במקום אחד ורופא מומחה יכול להמצא בכל מקום בעולם. שילר גם רואה עתיד לשימוש בשדה קרב ברפואה מרחוק, כשהפצוע נמצא בשדה הקרב והרופא יושב במקום בטוח.
לדעת שילר תחום הסיעוד יספק תמריץ רב בתחום הרובוטיקה, בעיקר לאור העובדה שהאוכלוסייה מזדקנת. מערכת חוץ שלדית שמסייעת לנכים ללכת כבר נמצאים בפיתוח ובעוד כ- 20 שנה יהיו דבר מובן מאליו. גם תחום הביטחון מתחיל לאמץ את תחום הרובוטיקה. צבא ארה"ב צופה ששליש מהרכבים, בעיקר למטרות לוגיסטיקה, בעוד 10 שנים יהיו ללא נהג. אם אפשר להעביר אספקה בלי לסכן נהג ולצרף לו מלווים, אז מקסימום הלך הכסף שהושקע ברכב. הטיפול במנהרות גם הוא צריך להיות מטופל על ידי רובוטים. שילר ציין את תחום הבידור והפנאי כמוזנח, אבל בעל פוטנציאל. על הכלב של סוני אמר שילר "זה מדהים כמה שהאינטראקציה עם מכונה משפיעה על האדם. ב- 2002 ביקרתי בטוקיו במקרה ביום ההולדת לכלב (שנתיים מיציאתו לשוק). הייתה שם אישה שהלבישה שני כלבים בבגדים והתייחסה אליהם כאל יצורים חיים".
2_ תחומי המדע המשולבים בתחום הזה:
תנועה
בפרק זה נסקור את אחת הפעולות הבסיסיות שכמעט כל רובוט "יודע" לבצע: תנועה. תנועת רובוט מתבססת על חיבור של מנוע חשמלי לתמסורת, ומהתמסורת לגלגלים כך שהפעלת המנוע תגרום לתנועת הגלגלים.תוכן עניינים
- 1 מנוע חשמלי - כיצד להזיז דברים?
- 1.1 המרת אנרגיה חשמלית לאנרגיה מכנית
- 2 המרת אנרגיה מכנית לאנרגיה חשמלית
- 3 ניסוי מקדים: משחקים באנרגיה
- 3.1 המרת אנרגיה חשמלית לאנרגיה מכנית
- 3.2 המרת אנרגיה מכנית לאנרגיה חשמלית
- 4 התנסות 2: הנעת הרובוט
- 5 התנסות 2: פניות
- 6 התנסות 3: תנועה בריבוע
המנוע החשמלי מחובר לסוללה המשמשת עבורו כמקור חשמלי. בהפעלת המנוע, ציר המנוע מסתובב ומסובב את גלגל השיניים הקטן (מס. 1). גלגל זה מסובב באמצעות שיניו את גלגל מספר 2, גלגל מספר 2 מסובב את גלגל מספר 3, וזה האחרון מסובב את הגלגל.
תפקידה של התמסורת, הנמצאת בין המנוע ובין הגלגל, הינו להמיר בין כוח לבין מהירות, ולהפך. בתמונה התמסורת ממירה מהירות בכוח: המנוע מסובב את גלגל השיניים הקטן, שמסובב את גלגל השיניים הבינוני, וזה האחרון מסובב את גלגל השיניים הגדול. הגלגל הקטן מסתובב מהר - במהירות המנוע, הגלגל הבינוני מסתובב יותר לאט אך בכוח רב יותר, והגלגל הגדול מסתובב עוד יותר לאט ובכוח רב יותר.
3_
רובוטיקה רפואית:
בשנים האחרונות התפתח תחום הרובוטיקה גם לכיוון הרפואי. הרעיון שעמד בבסיס השילוב בין התחומים היה יכולת הדיוק והנגישות הגבוהה של הרובוט יחד עם הצורך בתכונות אלו בפרוצדורות רפואיות מגוונות. הרובוטים נמצאים כבר בשימוש ובשלבי פיתוח מתקדמים במספר תחומים ברפואה ובהם: ניתוחים בפולשנות מזערית, ניתוחי גב, ניתוחי מוח (ביופסיות), ניתוחים אורולוגייים וניתוחי לב. יישומים נוספים נבחנים כל העת. תחום הרובוטיקה הרפואית כמו תחום הרובוטיקה בכלל הוא רב תחומי ומשלב בתוכו בקרה, הנדסת מכונות, הנדסת תוכנה, אלקטרוניקה, חיישנים ואינטליגנציה מלאכותית. בישראל עוסקת המעבדה לרובוטיקה רפואית ע"ש קאן הממוקמת בפקולטה להנדסת מכונות בטכניון, בפיתוח רובוטים רפואיים ומתוכה צמחו פרויקטים מסחריים ורובוטים המנתחים בפועל בבתי-חולים בעולם.
החברות המובילות בעולם בתחום הרבוטיקה הרפואית הן:
Manufacturer | Intuitive Surgical |
---|---|
Type | Robotic surgery |
בתחום החקלאות- הרובוט משמש לעיבוד קרקע אוטומטי, קטיף, וריסוס. בתחום הביטחון- רובוטיםמשמשים לסיור אוטונומי לאורך הגבולות, איסוף מודיעין, מיפוי אזורים מסוכנים, כניסה לשטחים ממוקשים,מנהרות, מיפוי השטח לפני כניסת הכוחות. המוטיבציה העיקרית היא חיסכון בחיי אדם. במשק הבית-רובוטים יבצעו מגוון של עבודות ניקוי, כמו ניקוי רצפות, חלונות, ושירותים. בידור ופנאי הוא תחום חדש בוישמשו רובוטים כחיות מחמד רובוטיות, בני לוויה, ולהדרכת מבקרים במוזיאון. האינטראקציה בין הרובוטלאדם תתפוש מקום חשוב בשימוש רובוטים לאוכלוסיות חלשות. חקר החלל- רובוטים משמשים כבר כיוםלחקר המאדים וישמשו בעתיד הקרוב לחקר הירח ולבניית תחנת החלל.
$מציאות אכזבה סקרנות
למרות התפתחותה הבולטת בשנים האחרונות של תעשיית הרובוטיקה בעולם, תעשיה זו עדיין נמצאת בחיתוליה וצפויה לגדול במהירות בשנים הקרובות. התחזיות לגידול תעשיית הרובוטיקה בעולם הן(KOIS) ספקולטיביות ובעלות שונות רבה. התחזית הורודה ביותר היא של משרד התרבות והמידע הקוריאני המנבאת שתעשיית הרובוטיקה העולמית תגיע ל 420 מיליארד דולר בשנת 2020 . יש המנבאים שתעשיית הרובוטיקה תחצה את תעשיית המכוניות עד שנת 2025 ביל גייטס, מייסד חברת מיקרוסופט, מצא דמיון בין מצב תעשיית הרובוטיקה היום ומצב תעשיית המחשב האישי בתחילת שנות השמונים. כפי שלא ניתן היה אז לחזות את התפתחות המחשב והחדירה שלו לכל תחומי החיים, כך לא ניתן לחזות היום את התפתחות תחום הרובוטיקה בעתיד. כאז כן עתה, פוטנציאל הצמיחה הוא.
אדירהמרת אנרגיה חשמלית לאנרגיה מכניתהמרת אנרגיה מכנית לאנרגיה חשמליתניסוי מקדים: משחקים באנרגיהבהתנסות זו נבצע המרה של אנרגיה חשמלית לאנרגיה מכנית ולהיפך. מטרות ההתנסות:
המרת אנרגיה חשמלית לאנרגיה מכניתשלבים:
המנוע הופך את הזרם החשמלי לתנועה מעגלית על ידי העברת הזרם החשמלי דרך סליל, זה בתמורה יוצר שדה מגנטי הגורם לסיבוב של ציר המנוע כתוצאה מכוחות המשיכה והדחייה עם המגנטים. המרת אנרגיה מכנית לאנרגיה חשמליתלצורך המחשה זו אין צורך כלל בהפעלת הבקר ומאמא-רובוטיקה. שלבים:
שימו לב: אין כלל הזנת מתח לבקר והנוריות דולקות! הסבר: כאשר אנו מסובבים את הגלגל, אנו למעשה מסובבים את ציר המנוע שבתווך המגנטים העוטפים אותו: תנועת הציר בתוך התווך המגנטי משרה זרם על הסליל, וזה מדליק את הנורות המחוברות לחיבורי המתח של המנוע. התנסות 2: הנעת הרובוטבהתנסות זו נבצע תנועה של הרובוט. מטרות ההתנסות:
התנסות 2: פניותבהתנסות זו נלמד לבצע פניות עם הרובוט. מטרות ההתנסות:
התנסות 3: תנועה בריבועבהתנסות זו נניע את הרובוט על היקף ריבוע בעל צלע באורך 60 ס"מ במהירות המקסימלית שלו.
|
רביע, סייף שלום! הכתבה יפה מאוד!
השבמחקכל הכבוד!
הציון 100.
בברכה!
ברוך