​

روبوتات الخدمة تستخدم لتحل محل البشر في مجالات عديدة مثل خدمة العملاء والأمن والتنظيف. وهنالك الروبوتات "المرافقة" التي تتصرف مثل أفراد الأسرة أو حتى كحيوانات أليفة.

عندما يتعلق الأمر بتصميم الروبوتات ، فإنها لا تحتاج فقط إلى القدرة على التحرك بسهولة ، ولكن يجب أن تكون قادرة على استشعار العالم الذي تعمل فيه لذلك ، تُستخدم المستشعرات على نطاق واسع لمساعدة الروبوتات على الاستجابة للأوامر التي تتلقاها وستضاف لها ميزات "الإحساس والرؤية" ، والتي ستساعدهم على فهم البيئة التي يعملون فيها بشكل أفضل.

هناك العديد من أنواع المستشعرات المستخدمة في الروبوتات من مستشعرات الضوء - مثل مقاومات الضوء والخلايا الكهروضوئية - إلى مستشعرات الصوت التي يمكن أن تساعد الروبوتات البسيطة على التنقل. هناك أيضًا مستشعرات درجة الحرارة ، وأجهزة استشعار التلامس التي يمكن أن تحفز الروبوت على التصرف وفقًا لذلك ومستشعرات القرب التي يمكنها اكتشاف وجود كائن ضمن مسافات محددة مسبقًا دون أي اتصال مادي - تشمل الأمثلة النموذجية لهذه الأنواع من أجهزة الاستشعار أجهزة الإرسال والاستقبال بالأشعة تحت الحمراء والموجات فوق الصوتية والمقاومة الضوئية و أجهزة استشعار الضغط وهناك أيضًا أجهزة الملاحة ونظام تحديد المواقع العالمي (GPS) .تعتبر الحركة جانبًا مهمًا من جوانب التصميم عندما يتعلق الأمر بالروبوتات. وأوضح الدكتور جيرون فان هام ، من شركة Sensor Systems Portfolio TDK  والمسؤول عن الإشراف على محفظة أجهزة الاستشعار في الشركة.

"أصبحت الروبوتات التي تقوم بواجبات بشرية أكثر انتشارًا في مختلف القطاعات ، بما في ذلك الصناعة واللوجستيات والرعاية الصحية والرعاية الاجتماعية والإسكان ، وهي تأتي في مجموعة متنوعة ، من المركبات الموجهة الآلية (AGVs) للمصانع إلى الروبوتات المتنقلة المستقلة الأكثر تعقيدًا ( AMRs) ، وروبوتات خدمة العملاء ، وروبوتات رعاية التمريض. قال الدكتور فان هام إنه حتى الروبوتات "التواصلية" المخصصة للترفيه وتقديم الرعاية الطبية متوفرة للمنزل ".

الروبوتات الصناعية وروبوتات الخدمة هما الفئتان الرئيسيتان للروبوتات. تميل الروبوتات الصناعية إلى استخدامها في المصانع ومنشآت التصنيع الأخرى للقيام بواجبات محددة في أماكن منفصلة عن الأشخاص وعلى النقيض من ذلك ، تعمل روبوتات الخدمة بشكل أساسي في الأماكن العامة وستعمل بالقرب من الناس - مثل المتاجر وأماكن العمل - وتنفذ مهام مثل خدمة العملاء والرعاية التمريضية. على نحو متزايد ، يتم استخدام روبوتات الخدمة على نطاق أوسع ، ووفقًا للدكتور فان هام ، من المتوقع أن تتطور أنواع جديدة من الروبوتات "وتصبح أكثر انتشارًا في حياتنا اليومية مع تقدم أجهزة الاستشعار والأنظمة".

​	​
​

دور المستشعرات

"المستشعرات لها دور حاسم تلعبه عندما يتعلق الأمر بكيفية قدرة الروبوتات على التحرك في جميع أنحاء الغرفة بمفردها ، ولتحقيق هذه الغاية ، يجب أن تكون قادرة على تحديد البيئة المحيطة بدقة ، بما في ذلك حجم المساحة والأشياء القريبة ، لتحقيق ذلك ، تأتي أحدث الروبوتات "المرافقة" مع مجموعة متنوعة من أجهزة الاستشعار ، بما في ذلك الكاميرات والميكروفونات وأجهزة استشعار درجة الحرارة ومستشعرات السطوع. سيكون تطوير أجهزة استشعار أصغر حجمًا وأكثر دقة ويمكن الاعتماد عليها أمرًا بالغ الأهمية إذا كان أداء الروبوتات يتحسن.

وأوضح الدكتور فان هام ، "أحد أكثر أنواع روبوتات الخدمة إثارة هو الروبوت" المرافق ". تم تصميم هذه الروبوتات لتقليل الشعور بالوحدة وتقليل التوتر لدى الناس. علاوة على ذلك ، قد ينسى المرء تقريبًا أنها آلات بسبب حركاتها السلسة وتطور قدرات المحادثة القائمة على الذكاء الاصطناعي

"يتم تضمين محركات مؤازرة صغيرة في أجزاء جسم الروبوت المتحركة ، بما في ذلك الذراعين والجذع والعجلات ، وتعتمد قدرة الروبوت على التحرك بسلاسة وبشكل طبيعي على وظائف هذه المحركات. هنا ، يتطلع المطورون إلى تحقيق الاستجابة المثلى لعزم الدوران من المحركات حتى تعمل هذه الروبوتات الصغيرة بشكل طبيعي ودقيق. "

تعد وحدات MCU المدمجة المدمجة وأجهزة استشعار الزاوية عالية الدقة ، مع التعرف على الزاوية بدقة للغاية وأوقات الاستجابة السريعة ، من المكونات الأساسية. كما تستخدم مستشعرات TMR ، الدقيقة والموثوقة بشكل لا يصدق ، لقياس الزاوية التي تدور بها المحركات الآلية. قال الدكتور فان هام: "بالمقارنة مع المستشعرات التقليدية ، فهي أكثر دقة ويمكنها قياس زاوية الجسم الدوار وموضعه ومعلمات أخرى على نطاق أوسع من درجات الحرارة".

"مستشعرات TMR ، مثل سلسلة TAS / TAD ، عبارة عن مكونات رقيقة تتكون من طبقتين مغنطيسيتين حديديتين تحيطان بطبقة عازلة بسماكة 1 إلى 2 نانومتر فقط. تم تطويرها في الأصل لتطبيقات السيارات ، وتوضع في عبوة صغيرة ، وتوفر مقاومة قوية للضوضاء ، ومخرجات عالية ، ودقة واستقرار زاوي استثنائي. وأوضح الدكتور فان هام أنه نظرًا لأنها تتميز بعنصري استشعار ونظامي إخراج منفصلين ، فإنها تضمن أيضًا مستوى عالٍ من التكرار.

وتابع قائلاً: "يمكن أن تكون مستشعرات TMR ذات قيمة للتحكم في أي شيء يعمل على المحركات. يتم استخدامها بشكل متكرر في تطبيقات الكشف المغناطيسي عالية الدقة ، مثل المركبات الكهربائية والتركيز التلقائي للهاتف الذكي. ومع ذلك ، تتميز مستشعرات TMR أيضًا باستهلاك منخفض للطاقة ، وهو أمر مثالي للتطبيقات التي تعمل بالبطاريات وعندما يتم دمجها مع التكرار ، فإنها تقدم سببًا مقنعًا لاستخدامها في روبوتات الخدمة "المصاحبة". "

المصدر: Newelectronics

Delivering natural robotic movement: Neil Tyler