معرفی رشته ی مهندسی رباتیک و مکاترونیک

مهندسی رباتیک 

دیباچه: امروزه کاربرد رباتیک و اتوماسیون درکارخانه‌ها به عنوان یکی از محورهای اساسی توسعه صنعتی است. ربات‌ها به ویژه در محیط‌های خطرناک نظیر فضا، عمق زمین، ته دریا، محیط‌های شیمیایی و دارای رادیواکتیو، نقش مؤثری در پیشبرد علم وتکنولوژی دارند. از همین‌رو رشته مهندسی رباتیک با بهره‌گیری از امکانات و توانایی‌های مجموعه‌های برق و مکانیک دانشگاه‌ها تأسیس شده است. 

آشنایی با رشته ی مهندسی رباتیک

رشته مهندسی رباتیک در حقیقت باید تلفیقی از رشته های مهندسی برقگرایش های الکترونیک و کنترل و رشته ی مهندسی مکانیک گرایش جامدات ومهندسی کامپیوتر گرایش نرم افزار باشد ، که مناسب طراحی و ساخت هر رباتیباشد.
اما در واقعیت این گونه نیست . چون در 140 واحد کارشناسی در ایراننمی توان تمام درس های رشته های مذکور درس داده شود . بنابر این نمی تواناز یک مهندس رباتیک انتظار داشت به تمامی رشته ها مسلط باشد و بتواند یکربات را از طراحی پیچ ومهره تا کل ماشین و از طراحی مقاومت و آی سی تا کلمدارات را به تنهایی انجام دهد . اما واقعیت رشته ی مهندسی رباتیک درایران چیست ؟
رشته مهندسی رباتیک در سال 1381 در مقطع کارشناسی توسط دانشگاهصنعتی شاهرود وارد ایران شد . چارت رشته مهندسی رباتیک ایران منطبق باچارت مهندسی رباتیک دانشگاه ویکتوریا در استرالیا می باشد . این رشته درواقعیت یکی از گرایش های مهندسی برق است که دانشجویان مقداری از دروس رشتهمکانیک جامدات را نیز می خوانند . هدف این رشته الکترونیکی و هوشمند کردنماشین مکانیکی است . در واقع این رشته برای ساخت یک ربات صنعتی که درصنایع و کارخانجات مورد استفاده قرار می گیرد به وجود آمده است و نه برایساخت ربات های تفریحی وسرگرمی .

● رباتیک و کشور های صنعتی
کشور ها صنعتی به این حقیقت رسیده اند ، که کشوری پیشرفت نمی کند مگر این که در تمام علوم پیشرفت کند . بنابراین ، با توجه به این که رباتیک یکی از علوم اصلی سرنوشت ساز قرن است و به آن احساس نیاز می کنند . در این راستا فعالیت های بسیاری را انجام داده اند. آن ها آن قدر پیشرفت کرده اند که هدف خود را اینگونه ذکر می کنند ” در سال ۲۰۵۰ ربات هایی خواهیم ساخت شبیه انسان که بتواند با قوی ترین تیم فوتبال انسان ها بازی کند و بدون انجام خطا ، انسان ها را شکست دهد .”
آن ها هر ساله مسابقات رباتیک جهت کسب علم و استفاده نمودن از آن در صنعت برگزار می نمایند .
همچنین در راستای تربیت نیروی انسانی جهت گسترش این علم ، رشته ی مهندسی رباتیک را ایجاد نمودند .
ژاپنی ها در صنعت تولید ربات به عنوان پیش روی سایر کشورها هستند و شرکت های هیتاچی، سونی، تویوتا و هوندا از جمله فعالان این صنعتند. اکثریت ربات های ساخته شده، شباهتی با انسان ها ندارند و معمولاً در خطوط تولید کارخانه ها مورد استفاده قرار می گیرند.
مهندسی رباتیک در واقع تلفیقی از رشته ی مهندسی برق و مهندسی مکانیک است که هدف آن تربیت نیرویی که بتواند به تنهایی ربات های صنعتی را طراحی کند و آن را بسازد . این رشته در اکثر دانشگاه های کشور های صنعتی تدریس می شود .
کارخانه های خصوصی آن ها علاوه بر رباتیکی کردن فرایند تولید ، مقداری از درآمد های ناخالص خود را جهت تحقیق و گسترش رباتیک صرف می نمایند .

● وضعیت رباتیک در ایران 
وضعیت رباتیک در ایران فاجعه بار است . به طوری که می توان گفت : رباتیک در ایران هنوز شناخته شده نیست . این وضعیت در حالی است که ایران یکی از بزرگترین وارد کنندگان ربات های صنعتی است . هر ساله ارز زیادی بابت خرید ربات ، از کشور خارج می شود . در بیشتر کارخانه های ما از رباتها استفاده می شود . کارخانه هایی مانند فولاد ، خودروسازی ، مواد غذایی و … را می توان تقریبا تمام رباتیک دانست . اما متاسفانه تمام ربات های آن وارداتی است و حتی نصب و کنترل و تعمیر آن بر عهده ی خارجی ها می باشد
به منظور عقب نماندن کشور در علم رباتیک ، رشته ی مهندسی رباتیک در سال ۱۳۸۱تاسیس شد و متاسفانه تا امسال (۱۳۸۷ ) تنها دانشگاه ارائه کننده ی آن دانشگاه صنعتی شاهرود بود . اکنون این رشته در دانشگاه صنعتی همدان نیز تدریس می شود . اما آیا دو دانشگاه کافی است ؟ پاسخ روشن است با توجه به اهداف کشور و سند چشم انداز ۲۰ ساله هم اکنون باید در تمام دانشگاه های صنعتی ، تدریس شود .
یکی از مشکلات دانش آموختگان این رشته در کشور این است که کسی این رشته را نمی شناسد و اصلا نمی داند ربات چیست . وقتی از ربات صحبت می شود به یاد اسباب بازی آدم آهنی کودکان و فیلم های سینمایی می افتند . دیگر مشکل دانش آموختگان عدم اعتماد صنعت کشور به آن ها است . صنعت گران حاضرند چندیدن برابر آن هزینه کنند ولی از نیروی خارجی استفاده نمایند .دیگر مشکل این رشته کمبود امکانات دانشگاهی و قدیمی بودن امکانات فعلی آن ها است .
بعضی از افراد در ایران استفاده از ربات را مساوی اخراج نیرو کار می دانند و با توسعه ی آن مخالفت می کنند . اما آنها از این قافل هستند که گماردن نیروی انسانی به کار های روزمره و تکراری ، اتلاف نیروی انسانی است . به جای انجام کار بیهوده می توان آن ها را در جایی دیگر به خدمت گرفت .
هر ساله چندین مسابقات رباتیک در سطح کشور برگزار می شود که می توان گفت همه ی آن ها دارای قوانین ثابت و یک شکل و تکراری است و هیچ کدام قوانین بومی ندارند . متاسفانه در ایران به این مسابقات به چشم هدف نگریسته می شود . (بر عکس کشور های صنعتی که مسابقات را ، وسیله ای برای ارتقاء صنعت خویش می دانند . ) و تمام وقت دانشجویان را می گیرند که رباتی با هدف پوچ ( مانند مسیریاب که در این مسابقات ربات باید مسیر خط سیاه را دنبال کند ) بسازند .
متاسفانه هیچ یک از ما ، هیچ روز یا هفته ای در سال را به عنوان هفته ی رباتیک ، حداقل برای یادآوری اهمیت آن بر نگزیده ایم . و برای بهبود وضعیت آن کوششی نکردیم و نمی کنیم. علم رباتیک در کشور ما علمی نو هستش و آینده ای روشن و پویا خواهد داشت.
با این همه اخیرا در مسابقات ربات‌های هوشمند انگلیس تیم دانشگاه آزاد اسلامی، ضمن کسب مقام دوم جهانی بعنوان فنی‌ترین تیم طراح ربات انتخاب شدند.
همچنین ربات انسان نمای ایرانی پارسه ، آسیمو را به وحشت انداخت، ربات انسان نمای پارسه ، محصول مرکز تحقیقات فناوری های پیشرفته پارسه هست که از پیشرفته ترین سیستم هوش مصنوعی جهان بهره می برد. سیستم هوش مصنوعی این ربات توانست در سال 2007 نرم افزار “کلاریسا” که توسط دانشمندان ناسا طراحی شده بود و تا آن زمان پیشرفته ترین سیستم هوش مصنوعی جهان به شمار می آمد رو با اقتدار کامل شکست بدهد . همچنین عنوان پدر هوش مصنوعی نوین جهان را از آن طراح خود کند. لازم به توضیح است که ربات انسان نمای پارسه برای رقابت جدی با ربات انسان نمای آسیمو طراحی شده است و در پایان سال 2008 بروی پیست رقابت خواهد رفت.
گفتنی است بخش سیستم هوش مصنوعی ربات انسان نمای پارسه توانست در سال 2007 طی 9 روز رقابت دقیق و کارشناسی بیش از 30 سیستم هوشمند و ربات جهان را از جمله بخش هوش مصنوعی ربات آسیمو ، نرم افزار کلاریسا در ناسا ، سیستم هوش مصنوعی لوییزا و…. را با قدرت شکست دهد . طبق نظر کارشناسان انجمن هوش مصنوعی آمریکا aaai این سیستم توانسته 70 درصد هوش انسانی را بازسازی نماید که تاکنون در جهان توانسته بودند کمتر از 10 درصد آن را شبیه سازی کنند یعنی چیزی در حد هوش یک گربه!!!!!!

وضعیت ادامه تحصیل در مقاطع بالاتر

اسم رشته ی مهندسی رباتیک در مقطع کارشناسی ارشد مهندسی مکاترونیک میباشد و مسئولان دانشگاه قول داده اند به زودی رشته ی مهندسی رباتیک درکارشناسی ارشد را با چهار گرایش «کنترل ربات» و «بینایی ربات و پردازشتصویر» و «ساخت و تولید ربات» و «مکاترونیک ربات» ایجاد نمایند


بازار کار

هم اکنون تعداد زیادی از کارخانه ها برای هوشمند کردن و اتوماسیون خطتولید و تعدادی نیز برای راه اندازی تعمیر و نگهداری از ربات نیازمندنیروی کار هستند سازمان فضایی ، پژوهشکده ها ، سازمان انرژی اتمی ، شرکتنفت ، کارخانه های خودروسازی ، ارتش ، سپاه ، شرکت های وارد کننده ودانشگاه ها ، به دنبال استخدام مهندسین رباتیک می باشند


درس‌های این رشته در طول تحصیل :
دروس اصلی:

زبان تخصصی، الکترومغناطیس، ریاضی مهندسی، کارگاه برق، کارگاه جوشکاری و ورق‌کاری، کارگاه ماشین‌ابزار و ابزارسازی، نقشه‌کشی صنعتی، استاتیک، مقاومت مصالح، طراحی اجزاء، دینامیک، دینامیک ماشین‌، مکانیک سیالات، مدارهای الکتریکی، ماشین‌های الکتریکی مستقیم و متناوب، مدارها منطقی، تجزیه و تحلیل‌ سیستم‌ها، سیستم‌های کنترل خطی، پروژه کارشناسی، کارآموزی، ریاضی، معادلات دیفرانسیل، برنامه‌سازی کامپیوتر، محاسبات عددی، فیزیک.

دروس تخصصی:
طراحی مکانیزم‌ها، الکترونیک‌ قدرت و محرکه‌ها، رباتیک،‌ اصول میکروکامپیوترها، ارتعاشات مکانیکی، آزمایشگاه ربات، سنسورهای ربات، کنترل ربات، سیستم‌های محرکه، مدارهای وابسته، کنترل فازی، شبکه‌های عصبی، طراحی ماشین به کمک کامپیوتر، اندازه‌گیری الکتریکی، یاتاقان و روغن‌کاری، آزمایشگاه ارتعاشات و دینامیک ماشین، علم مواد، کنترل مدرن. (بسیاری از درس‌های این رشته همراه با آزمایشگاه است)

مشکلات رشته ی مهندسی رباتیک در ایران

امروزه در صنعت بدون استفاده از ربات ها ، عملا هیچ کاری پیش برده نمی شود . در اکثر کارخانه ها در مشاغلی که از عهده ی هیچ انسانی بر نمی آیند از ربات ها بهره می برند . مهندسی رباتیک رشته ای است که جهت پاسخ به نیاز صنعت در طراحی ربات ها پدید آمد . این رشته به بررسی علمی و مهندسی ، ربات ها می پردازد . رشته ی مهندسی رباتیک پیش از سال 1985 میلادی ( بیش از 25 سال قبل ) در دانشگاه های خارج از کشور تدریس می شود . امروزه کمتر دانشگاه معتبر و صنعتی را خواهید یافت که این رشته را در یکی از مقاطع خود پذیرا نباشد . بعضی از دانشگاه ها این رشته را در تمامی مقاطع خود دارند. با توجه به نیاز صنعت این رشته در مقاطع بالاتر به صورت تخصصی تر دارای گرایشات خاصی شد ( سنسور - اتوماسیون - کنترل ربات - اتونوماسیون - ربات های پویا - ربات های پایا - بیورباتیک - میکرورباتیک - نانورباتیک - بینایی ربات - ربات های مستقل و ... ) .

ایران امروزه یکی از بزرگترین وارد کنندگان ربات است . هر کارخانه ای که تاسیس می شود ربات های بسیاری خریداری می گردد . اما در ایران با وضعیت متفاوتی روبرو می شویم .

این رشته فقط در مقطع کارشناسی تدریس می شود یعنی خبری از تدریس این رشته در مقاطع بالاتر نیست . و حتی اکثراساتید دانشگاه ها با گسترش این رشته مخالفت می کنند و می گویند بهتر است به جای این که کسی رباتیک بخواند به رشته برق (مکانیک) برود و دروسی مکانیکی (برقی) علاوه بر دروسش مطالعه نماید . بعضی ها می گویند که این رشته گرایشی از رشته ی مکاترونیک یا مکانیک یا برق یا هوش مصنوعی است . اما این تصوری نادرست است . با وجود این که کسانی که این رشته ها را می خوانند می توانند گرایش خود را رباتیک برگزینند ، نمی توان گفت آن ها یک مهندس رباتیک هستند . به عنوان مثال امروزه کسی رشته کنترل را ، گرایش مکانیک یا شیمی نمی داند و آن را به عنوان یک رشته مستقل می شناسند این در حالی که در گرایش های این دو رشته گرایش کنترل دیده می شود . و کسی که شیمی گرایش کنترل خوانده است نمی گوید من رشته ام کنترل است ! بلکه می گوید شیمی خوانده ام . همین مثال در مورد رباتیک و رشته های مذکور ( مکاترونیک و مکانیک و برق و هوش مصنوعی ) نیز صادق است . به این علت دانشجویان رباتیکی که قصد ادامه تحصیل دارند یا مجبور به مهاجرت به کشور های دیگر می افتند و یا تغیر رشته خود .

رشته ی مهندسی رباتیک در ایران ، در همان مقطع کارشناسی هم در دانشگاه های اندکی تدریس می شود و به چند شهرستان کوچک محدود می گردد . هیچ یک از دانشگاه های برتر ایران ( به گفته ی وزارت علوم ، دانشگاه های مادر ) ، نه این رشته را دارند و نه تلاشی برای ایجاد این رشته می نمایند . به همین علت کسانی که کنکور داده اند و می خواهند انتخاب رشته نمایند با وجود این که با این رشته ، بسیار علاقه مند تر از رشته های دیگر هستند چون نمی خواهند از مزایای دانشگاه های برتر ، استید بهتر، شهر بزرگ و ... محروم شوند آرزو درس خواندن در این رشته را فراموش می کنند .

با وجود این که از سال 1381 یعنی هشت سال پیش این رشته در ایران تدریس می شود و فارغ التحصیلانی زیادی داشته است . هنوز این رشته ، گمنام است . بسیاری از افراد از وجود این رشته خبری ندارند . بعضی ها فکر می کنند این رشته ، برای ساخت آدم آهنی و اسباب بازی ایجاد گردیده است . این مشکل در کارفرمایان و مدیران صنایع نیز به شدت یافت می شود . اگر به آگهی های استخدام نگاهی بیاندازیم متوجه می شویم که در این هشت سال حتی یک مورد هم آگهی جذب مهندسی رباتیک ، منتشر نشده است . بعضی از فارغ التحصیلان این رشته که به دنبال کار رفته اند در صحبت با کارفرمایان به این نتیجه رسیده اند که آن ها نمی دانستند این رشته وجود دارد . در بعضی از آگهی های استخدام که مربوط به کار با ربات ها بوده است به دنبال مهندسی برق و مکانیک بوده اند و نه رباتیک ! به همین علت اساتید رشته های دیگر ، رباتیک را مسخره می کنند و می گویند : "ضرب المثل شده که مهندسی رباتیک رشته ای است که فقط با اسمش میشه رفت خواستگاری!" .

بسیاری افراد به کارگیری ربات ها را به معنی اخراج نیروی کار در نتیجه افزایش بیکاری می دانند ، به این دلیل با توسعه این رشته به مخالفت می پردازند ، این یک سنت است که با هر چیز جدیدی به مخالفت می پردازند . به عنوان مثال ابتدا که ماشین آلات نساجی آمده بود آن ها مخالف می کردند و می گفتند باعث بیکاری افراد زیادی می شود اما این در حالی بود که امروزه دیگر کسی این برداشت را ندارد و همه می دانند استفاده از این ماشین آلات باعث ایجاد شغل های جدید گردید . متاسفانه این دیدگاه هنوز نیز در بسیاری از مدیران این کشور دیده می شود .

هر ساله مسابقات رباتیک بسیاری (بیش از ده مورد) برگزار می گردد هر چند این مسابقات بسیار خوب و مفید است اما اگر نگاهی به بودجه ی برگزاری این مسابقات بیاندازیم متوجه می شویم با نصف این بودجه می توان در دانشگاه های بسیاری رشته ی مهندسی رباتیک را ایجاد و آزمایشگاه ها ی آن را تکمیل کرد . و دیگر آن که با کسب مقام در مسابقات جهانی رباتیک توسط تیم های ایرانی ، یک غرور کاذب ایجاد شده است و بسیاری می پندارند که ایران یکی از برترین های رباتیک جهان است ! یا مثلا پس از ساخت ربات های انسان نما ، رباتیک ایران را با ژاپن مقایسه می کنند ! همان طور که اشاره شد ایران یکی از بزرگترین وارد کنندگان ربات در دنیا است دو کشور بزرگ صادر کننده ربات به ایران ، ژاپن و آلمان می باشند . اگر دیده می شود شرکت های ژاپنی به تولید ربات انسان نما روی می آورند قبل از آن ، به تولید ربات های صنعتی پرداخته اند و یکی از بزرگترین تولید کنندگان ربات های صنعتی هستند . آلمان که بزرگترین صادر کننده ربات ها ی صنعتی به ایران به شمار می رود به اندازه ایران روی مسابقات رباتیک سرمایه گذاری نکرده است و ما شاهد سرمایه گذاری سنگین در روی ربات های انسان نما در این کشور نیستیم . متاسفانه در ایران سرمایه گذاری در ربات های صنعتی مشاهده نشده است .

نکات به طور خلاصه

* در ایران رشته ی مهندسی رباتیک فقط در مقطع کارشناسی تدریس می شود.
* هیچ یک از دانشگاه های برتر ایران ، رشته ی مهندسی رباتیک ندارند .
* رباتیک گرایش رشته های مکاترونیک ، مکانیک ، برق و هوش مصنوعی نیست. 
* با وجود سابقه تدریس طولانی رشته ی مهندسی رباتیک در ایران ، هنوز گمنام است.
* ایران امروزه یکی از بزرگترین وارد کنندگان ربات است.
* گسترش رباتیک منجر به افزاریش بیکاری نمی گردد .
* مسابقات رباتیک به تنهایی برای گسترش این رشته کافی نیست .
* ایران یکی از قطب های برتر رباتیک در جهان نیست .