Robotik

Tanım

Robotik, Makine Mühendisliği, elektrik ve Elektronik Mühendisliği ve Bilgisayar Mühendisliği disiplinlerinin ortak çalışma alanıdır.Robotlar bir yazılım aracılığı ile yönetilen ve yararlı bir amaç için iş ve değer üreten karmaşık makinelerdir.Robotik bütün dünyada olduğu gibi ülkemizde de büyük ilgi görmektedir.Robotik'e yakın bir konu Mekatronik'tir.Üniversitelerimizde Mekatronik adıyla Robotik bölümleri açılmakta, ön lisans ve lisans düzeyinde eğitimler verilmektedir.

"Robot kavramı ve uygulamaları",insan konforu ve güvenliği ile ilgili temel kavramlarda ve uygulama niteliklerinde ilkesel düzeyde değişimlere yol açacak bilimsel ve teknolojik bir adımdır.

Robot teknolojisi, çağımız gelişim süreci içinde gelişen birçok bilimsel ve teknolojik olguların, robot adını verdiğimiz teknolojik ürünler üzerinde bütünleşmesi ve uygulamasını içerir.

Robot (ik) kelimesinin Kökeni

Robot kelimesi ilk olarak 1920'lerin başında yazılmış bir oyunda karşımıza çıkar.Karel Čapek' in R.U.R. adlı oyununda mekanik ve otonom, ama insanca duygulardan yoksun yaratılar olarak kullanılan robot, daha sonra bir çok bilim kurgu romanına konu olmuştur. Isaac Asimov ünlü robot serisiyle teknolojik açıdan tutarlı bir robot kavramı yaratır ve robotların amacının insana hizmet olduğunu, bir robotun kendi amaçlarını insanların amaçlarına hiçbir zaman tercih edemeyeceğini koyduğu üç Robot Yasası ile belirler.Bu robot yasaları şu anda insan ile robot arasındaki ahlaksal ve hukuksal ilişkinin temelini oluşturmaktadır. Hand01.jpg 3 Robot Yasası:

1-Bir robot hiçbir şekilde insanoğluna zarar veremez; veya pasif kalmak suretiyle zarar görmesine izin veremez.

2-Bir robot kendisine insanlar tarafından verilen emirlere 1. Kural ile çelişmediği sürece itaat etmek zorundadır. 3-Bir robot 1. ve 2. Kurallar ile çelişmediği sürece kendi varlığını korumak zorundadır.

Resimler, Üstte: Honda - Asimo / altta: Endüstriyel bir robot

Endüstriyel Robotik

KawasakiFS03N.jpg

Genellikle hantal ve sabit konumludurlar.Kartezyen ve çok eksenli olarak iki gruba ayırabiliriz.Yönetim ve güç üniteleri sistemin dışındadır.Hareketi sağlamak için Adımlı motorlar ve Servo motorlar kullanılır.Hassasiyet çok önemlidir.Eklem elastikiyeti için kayar kip kontrolleri geliştirilmiştir.Yönetim PLC ( Programlanabilir Lojik kontrol edici ) devreler ve son zamanlarda bilgisayarlar ile yapılır.Ancak sanayi söz konusu olunca PLC daha çok tercih edilir.Çünkü PLCler Entegre devrelerden oluşur ve komutları harfiyen yerine getirir.( Bkz.Pic Programcılığı ) Bilgisayarda ise MultiTasking (Çok Görevlilik) olduğu için kilitlenebilirler,proses aksayabilir.Son zamanlarda beliren yaklaşım, Bilgisayar ile PLC leri programlamaktır.Servo Dc Motor kontrolu,güç gerektiren durumlarda kullanılır.Devir sayısı ve hız,Servo kontrol edici ile,durum bilgisi ve geri besleme tako jeneratörler ve sensörlerle sağlanır.

Operasyonel Robotik

İnsanın yaşamasına elverişli olmayan ortamlarda çalışırlar.Örnek: Radyasyon ortamı,Sualtı,Uzay vb.Sistemler programlanabilir ve kendi kendine çalışan bir olmaktan çok uzaktan kontrolludur.Servo Dc Motor,Hidrolik ve Pnömatik sistemler tercih edilebilir.Yüksek teknoloji gerektirir.Özel amaçlara göre özel yaklaşımlar geliştirilir.Uzaktan yönetim için güç aktarım sistemleri (Hidrolik veya Pnömatik) veya radyo frekansı kullanılır.

Tıp ve Sağlıkta Robotik

Robotik protezler ( Ortopedi )

Gelişmiş protezler Piezo elektrik sensörler ile tendonlardaki gerilimleri(Beyin Komutlarını)algılayabiliyorlar ve parmaklara veya eksenlere gerilimin şiddetine göre güç gönderebiliyorlar.Güç aktarımı servo motorlar ve yapay tendon sistemlerı ile yapılıyor.Bu protezler çok pahalıya malolduğundan çok yaygın olarak şimdilik kullanılamıyor. Maliyeti düsürmek için, son zamanlarda bellekli metaller üzerinde çalışılıyor.

Ameliyat Robotları ( Tıbbi operasyonlar )

Tamamen adımlı motorlar ve hassas kontroller ile yapılan sistemler,kıtalar arası iletişim ile cerrahların ameliyatlara katılmasını sağlıyabilmektedir.

Sibernetik

Konstruktif mimari (Dış Görünüm ve Beden)

Amaç sistemi canlı dokuya benzetmek olduğu için elektronik, malzeme bilimi, Sibernetik ve tıp konunun içine girmiştir.Ayrıca Konstruktif fizik, Pnomatik ,Hidrolik ve Makine gibi geleneksel mühendislik ve bilim kategorilerinide ilgilendirmektedir.Plastik döküm yöntemleri, Üç boyutlu yaratım yeteneği ve sanatsal görüş gibi soyut yeteneklerde gerektirmektedir.Bazı Sibernetikçi bilim adamları plastik ve Metal yerine kalsiyum ve doğal dokuları kullanmak için araştırmalar yapmaktadırlar.

Zeka ve Kontrol Sistemi

Yapay zeka araştırmaları,Programcılık ve veritabanı sorgu dillerini bilmeyi ve yeni algoritmalar geliştirebilmeyi gerektiriyor.Araştırmalar,mevcut ikili bilgi sisteminin ( 0 ve 1 ( Boole cebiri ) ) sınırlarını zorluyor.İnsan beyni kadar esnek ve yetenekli bir Yapay zeka, Slikon teknolojisi ile mümkün görünmüyor.Bu yüzden bazı bilim adamları moleküler ve biyolojik bilgisayar sistemleri, üzerinde çalışıyorlar.

Antropomorfik Robotik ( İnsan ve canlı benzeşimli robotlar ) de sibernetiğin alt koludur.

Sinemada Robotik

Sinema da Robotik konvansiyonel bir görsel efekt tekniği olarak yer bulmuştur.Sanatsal görüş,malzeme bilgisi ve teknik birleştiğinde çok gerçek efektler elde edilebilmektedir.Genellikle bu konuda bilgi azdır,çünkü efekt şirketleri tekniklerini gizli tutmaktadır.Ancak genel olarak Mekatronik konusunda bilgili kişilerin ilgilendiği bir alandır.

Oyuncak Robotlar

Elektronik ve Mekanik sistemler içeren Robotik oyuncaklar çok karmaşık olabiliyor.Sibernetiğin teorik araştırmaları,ilk ticari ürünlerini bu alanda veriyor. Furby, Sony'nin ASIMO robot köpeği, ünlü robot araştırmacısı Mark Tilden'in Robosapien'i bu alandaki öncü ürünlerden bazıları. Robosapien.jpg

Hobi Amaçlı Robotik

Robot hobisi dünyada çok sayıda kişinin uğraş alanıdır.Bu kategori herkesin değişik eğilimlerine göre şekillenebilmektedir.Örnegin Japonya'da her yıl hobi robotlarının yarıştırıldığı gösteriler düzenlenmektedir.Hobi tutkunlarının kurduğu birçok topluluk mevcuttur.Bu alana yönelik çok sayıda kitap ve yayın vardır.Ulusal ve uluslararası birçok yarışma düzenlenmektedir...

Ülkemizde düzenlenen robot yarışmalarından bazıları:

ODTÜ Robot Günleri

FIRST LEGO Ligi (uluslararası) Yerel site

ROBOCON (uluslararası)

Robotik biliminin babası: El Cezeri

Batı Literatüründe M.Ö 300 Yıllarında Yunan Matematikçi Archytas tarafından buharla çalışan bir Güvercin yapılmış olduğu belirtilsede robotikle ilgili bilinen en eski kayıt Anadolu'ya aittir. Artuklu Türklerinin Diyarbakır’da hüküm sürdüğü yıllarda yaşayan El Cezeri’nin ( Ebu el İz İbni İsmail İbni Rezzaz El Cezeri) 1136-1206 yılları arasında yaşadığı tahmin edilmektedir.Dünya bilim tarihi açısından bugünkü sibernetik ve robot biliminde çalışmalar yapan ilk bilim adamı olan Ebû’l Beyn’el İlmi ve el-Ameli’en Nafi fi Sınaati’l Hiyel (Mekanik Hareketlerden Mühendislikte Faydalanmayı İçeren Kitap) adlı eserinde ortaya koydu. 50’den fazla cihazın kullanım esaslarını, yararlanma olanaklarını çizimlerle gösterdiği bu olağanüstü kitapta Cezeri, “Tatbikata çevrilmeyen her teknik ilmin, doğru ile yanlış arasında kalacağını” söyler. Bu kitabın orijinali günümüze kadar ulaşamadıysa da, bilinen 15 kopyasından 10’u Avrupa’nın farklı müzelerinde, 5 tanesi Topkapı ve Süleymaniye kütüphanelerinde yer almaktadır. Kısaca Kitab-ül Hiyel adıyla bilinen eseri 6 bölümden oluşur. Birinci bölümde binkam (su saati) ile finkanların (kandilli su saati) saat-ı müsteviye ve saat-ı zamaniye olarak nasıl yapılacağı hakkında 10 şekil; ikinci bölümde çeşitli kap kacakların yapılışı hakkında 10 şekil, üçüncü bölümde hacamat ve abdestle ilgili ibrik ve tasların yapılması hakkında 10 şekil; dördüncü bölümde havuzlar ve fıskiyeler ile müzik otomatları hakkında 10 şekil; beşinci bölümde çok derin olmayan bir kuyudan veya akan bir nehirden suyu yükselten aletler hakkında 5 şekil; 6. bölümde birbirine benzemeyen muhtelif şekillerin yapılışı hakkında 5 şekil yer alır. Teorik çalışmalardan çok pratik ve el yordamıyla ampirik çalışmalar yapan Cezeri’nin kullandığı bir başka yöntem de yapacağı cihazların önceden kağıttan maketlerini inşa edip geometri kurallarından yararlanmaktı. İlk hesap makinesinden asırlar önce aynı sistemle çalışan benzer bir mekanizmayı, geliştirdiği saatte kullanan Cezeri, sadece otomatik sistemler kurmakla kalmamış, otomatik olarak çalışan sistemler arasında denge kurmayı da başarmıştı. Cezeri, Jacquard’ın otomatik kontrollü makinelerin ilki sayılan otomatik dokuma tezgahından 600 yıl önce değişik haznelerdeki suyun seviyesine göre ne zaman su dökeceğine, ne zaman meyve ve içecek sunacağına karar veren otomatik hizmetçiyi geliştirdi. Bazı makinelerinde hidro mekanik etkilerle denge kurma ve harekette bulunma sistemine yönelen Cezeri, bazılarında ise şamandıra ve palangalar arasında dişli çarklar kullanarak karşılıklı etkileme sistemini kurmaya çalıştı. Kendiliğinden çalışan otomatik sistemlerden sonra su gücü ve basınç etkisinden yararlanarak kendi kendine denge kuran ve ayarlama yapan dengeyi oluşturması, Cezeri’nin otomasyon konusundaki en önemli katkısıdır. Bugün sibernetiğin ve bilgisayarın ilk adımlarını attığı ve ilk robotu yapıp çalıştırdığı kabul edilen Ebû’l İz El Cezeri, Anadolu’da yaşadı. (Kaynak: http://www.turkishtime.org/sector_3/66_tr.asp)

Kitab-ül Hiyel 6 bölümden oluşmaktadır: Hiyel.jpg

Kitab-ül Hiyel den örnekler

Otomatik Kuşlar
Filli saat
Otomatik yüzen kayık ve çalgıcılar
Birbirine şerbet ikram eden iki şeyh
Dört çıkışlı iki şamandıralı otomatik sistem
İki bölümlü testi (termos)
Otomatik su akıtma , ikramda bulunma ve kurulama makinası
Su çarkı kepçe mekanizması
Motor-kompresör mekanizması
Su çarkı su dolabı

LeoRobot.jpg

İtalya Floransa'da yaşamış Rönesansın en büyük ressam ve heykeltraşlarından kabul edilen Leonardo Da Vinci 'ye ait 1495 yılında tasarımlandığı sanılan savaşçı robot kayıt altına alınmış bir başka örnektir.

Resimdeki model Leonardo'nun orijinal çizimlerinden yararlanılarak 1950 yılında yeniden yapılmıştır.Robot kollarını çenesini ve başını hareket ettirebilmektedir.

18. ve 19.Yüzyılda Avrupa'da Robotik

Otomat1.jpg

Bu Yüzyıllarda daha çok eğlence amaçlı gerçekleştirilen Robot - Otomatlar zengin sarayların gözdesiydi.

Yanda: 1776 Yılında Fransız mekanikçi Pierre Jaquet Droz tarafından yapılan org çalan müzisyen

Otomat2.jpg

Osmanlı Sarayı için geliştirilen Otomatlardan biri de 1769 Yılında Baron Von Kempelen tarafından yapılan satranç oynayan adamdı.Bu otomat Viyana ve Moskova fuarlarında sergilenmişti.Ancak daha sonraları bu otomatın içinde insan gizlendiği iddia edilmiştir.Bir Zemberekten güç alan metal silindir ve üzerindeki kamlar sayesinde olasılıkları hesaplayabilen karmaşık bir mekanizması vardı.O yıllarda Laterna mekaniğinin benzeri olan bu sistemler daha sonraları Thomas Alva Edison'a da ilham kaynağı olacak ve Edison üzerinde sabitlenmiş kamları bulunan silindirin yerine üzerine yazılabilir balmumu silindiri koyarak gramafonu icad edecekti.Bu örnek tarihte icatların öyle gökten düşmediğine ilişkin çarpıcı bir örnektir. Otomat3.jpg

1785 Yılında Pierre Kintzing tarafından yapılan Müzisyen.Dönemin değer yargılarına göre oldukça estetik bir görünümü olan ve bir tür vurmalı akustik çalgı olan Harpsicord çalan kadın döneminin androidi sayılabilirdi.Bu gün Fransada müzede bulunan bu örnek de kurulan bir zemberekten güç almaktaydı.Bu otomatlar gerçektende bir çok müzik parçasını çalabilen karmaşık makinelerdi.Avrupanın bilgi birikimi,o çağda doruğa çıkmış olan saat yapımcılığı ve mekanik ustalığından ileri gelmekteydi.Çok küçük parçalar yapmakta ustalaşmış saat yapımcıları ve mekanik ustaları için otomat yapımı sarayda ve soylu çevrelerde kendilerini gösterebilecekleri eşsiz fırsatlardı.

Otomat4.jpg

Charles Roberts adlı bir mekanik ustası tarafından geliştirilen bu örnekteki resim çizen otomatların tarihi bilinmemektedir.Ancak 19.Yüzyılda yayınlanan bir kitapta resimleri yeralmaktadır.Fransa ulusal müzesinde sergilenen otomatlar son derece karmaşık çizimleri ustalıkla yapmaktadır.Ayrıca şiirde yazabilen otomatlar zemberek - kam prensibi ile çalışmaktaydı.

İlgili Linkler

D.U.Y.G.U Projesi Tasarımcısından Robotik hakkında görüşler
- ABB Endüstriyel Robotları Türkiye Stratejik Partneri
Mekatronik Kulübü – Robotik hakkında döküman ve videonun yanısıra forum sayfaları.

Bilgisayar Teknoloji Elektronik | Otomasyon

Gourt Home::Gourt :: Robotik