آموزش سیستم عامل ربات ROS و Gazebo مکتب‌خونه

برنامه نویسی رباتیک درواقع فرایند تعریف دستوراتی مشخص به وسیله کد نویسی، با استفاده از زبان‌های برنامه نویسی مختلف با هدف پیاده‌سازی کاربردی خاص برای یک ربات عموماً صنعتی به منظور خودکارسازی آن است. آموزش برنامه نویسی ربات در یک بخش نمی گنجد و زمان زیادی لازم دارد ولی در این بخش سعی کردیم به شما کمک کنیم تا بتوانید برنامه نویسی را شروع کنید. ما در بخش مثال عملی از زبان برنامه نویسی Processing برای برنامه نویسی میکروکنترلر Arduino (که در بخش های قبلی انتخاب شده بود)، استفاده خواهیم کرد. این معمولاً ویژگی و قابلیتی است که همه ربات‌های متحرک، از خودروهای خودران گرفته تا جاروبرقی‌های رباتیک باید داشته باشند. پیش از آنکه ربات فعال شود، مختصات نقطه هدف در نرم‌افزار کنترل ربات برنامه نویسی شده است.

Gazebo یک شبیه ساز ربات سه‌بعدی قدرتمند و متن‌باز است که به طور خاص برای استفاده با ROS طراحی شده است. Gazebo به شما این امکان را می‌دهد تا ربات خود را در یک محیط مجازی شبیه‌سازی کنید. این محیط مجازی می‌تواند هر چیزی باشد، از یک اتاق ساده گرفته تا یک کارخانه پیچیده. با استفاده از Gazebo، می‌توانید رفتار ربات خود را در شرایط مختلف آزمایش کنید بدون اینکه ربات واقعی را در معرض خطر قرار دهید. یک سیستم عامل متا دارای عملکرد بسیار زیادی است، به‌طوری‌که نمی‌توان آن را به‌عنوان یک چارچوب یا مجموعه‌ای از کتابخانه‌ها طبقه‌بندی کرد، اما نه آن‌قدر که بتوان آن را به‌عنوان یک سیستم عامل نیز طبقه‌بندی کرد.

ماشینی که خودگردان باشد، امور مربوط به خود را به تنهایی و بدون راهنمایی لحظه به لحظه انسان انجام می‌دهد. البته گاهی همه ماشین‌های مکاترونیکی نیز جزو ربات‌ها محسوب می‌شوند. معمولاً اولین برنامه ای که برنامه نویسان می نویسند “Hello World”  است. این یکی از ساده ترین برنامه هایی است که می توان در رایانه ساخته و برای چاپ متن به عنوان مثال “Hello World”  در مانیتور رایانه یا صفحه LCD در نظر گرفت. در میکروکنترلر برای نوشتن یک برنامه مبتدی می توان یک چراغ چشمک زن ساده طراحی کرد بدین صورت که یک چراغ LED را به یک پین ورودی/خروجی متصل کرده و با تنظیم کردن پین ورودی/خروجی با کلید ON و Off ، چراغ چشمک خواهد زد. گرچه روشن کردن یک LED کار بسیار ساده ای می باشد ولی به حل برنامه های پیچیده کمک می کند.

توصیه می‌شود افراد کار را با ساخت ربات نرم‌افزاری یا همان بات شروع کنند، زیرا نوشتن کدهای برنامه‌ای که شامل توابع و عملکردهای غیر مرتبط با کنترل فیزیکی دستگاه نمی‌شوند نسبتاً آسان‌تر است. در حال حاضر با برنامه نویسی رباتیک می‌توان ربات‌هایی را تولید کرد تا وظایف روزانه نسبتاً ساده را انجام دهند. نکته قابل توجه این است که شما با کمک بات فادر تنها می‌توانید ربات کاملا ساده طراحی کنید. در واقع ربات مورد نظر شما عملکردهای پیچیده و هوشمندانه مانند ساخت انواع فرم‌ها، دریافت انواع اطلاعات از مخاطبین، مدیریت ربات در گروه‌ها و ... در ادامه نیاز به پنل ربات ساز تلگرام دارید که یک بستر کاملا ایمن برای مدیریت ربات تلگرامی شما است.

در ۲۰۰۵ یک خودرو Touareg متعلق به شرکت فولکس واگن که آن را استنلی نام‌گذاری کرده بودند در دومین چالش بزرگ دارپا برنده می‌شود. این خودرو به یک هوش مصنوعی آموزش داده شده بر اساس عادت‌های رانندگی انسان‌ها و حسگرهای لیزری ۵ لیداری برای تکمیل یک مسابقه ۱۳۱ مایلی در صحرای موهاوی مجهز بود. در سال ۲۰۰۳، «میک مانتز» و هم‌بنیان‌گذاران شرکت آمازون رباتیکز (با نام قبلی Kiva Systems) ربات «کیوا» (Kiva) را اختراع کردند. در همان سال، آلن تورینگ مقاله «ماشین‌های محاسباتی و هوشمندی» را منتشر کرد و در آن آنچه را ارائه داد که اکنون با عنوان «آزمون تورینگ» می‌شناسیم. آزمون تورینگ روشی است برای مشخص کردن اینکه آیا یک ماشین هوشمند هست یا خیر. همین حالا ربات‌هایی در سراسر دنیا در شرکت‌های لجستیک در حال برداشتن اقلام سفارش داده شده از قفسه‌ها، انتقال آن‌ها به بخش‌های مختلف انبار و بسته‌بندی آن‌ها هستند.

این رابط با سیستم Lego Mindstorms رواج یافته است و توسط تعدادی از شرکت‌ها که مایل به سرمایه‌گذاری بر روی مرورگرهای سفارشی مانند آنچه در موزیلا است، فعالانه مورد سوء استفاده قرار می‌گیرد. KTechlab از کد پویا پشتیبانی می‌کند و یک IDE و شبیه‌ساز محبوب Open Source برای توسعه نرم‌افزار برای میکروکنترلرها است. برنامه‌نویسی ویژوال همچنین وظیفه قدرت برنامه‌نویسی توزیع شده را دارد (به عنوان مثال نرم‌افزار LabVIEW و EICASLAB). یک سیستم برنامه‌نویسی بصری اولیه، حداکثر، پس از طراحی سینت سایزر آنالوگ مدل شد و از 1980s برای توسعه نرم‌افزار عملکرد موسیقی در زمان واقعی استفاده می‌شود. نمونه اولیه دیگر Prograph بود، یک سیستم مبتنی بر dataflow که در ابتدا برای Macintosh توسعه یافته بود. محیط برنامه‌نویسی گرافیکی «انگور» برای برنامه‌ریزی کیت‌های ربات qfix استفاده می‌شود.

برنامه‌نویسی ویژوال یک سناریوی استفاده است که در آن به‌طور کلی یک IDE مورد نیاز است. ویژوال بیسیک به کاربران امکان ایجاد برنامه‌های جدید را با حرکت برنامه‌نویسی، بلوک‌های ساختمانی یا گره‌های کد برای ایجاد نمودارهای جریان یا نمودارهای ساختاری می‌دهد که سپس کامپایل شده یا تفسیر می‌شوند. IDE در ابتدا هنگام توسعه از طریق کنسول یا ترمینال امکان‌پذیر شد. سیستم‌های اولیه قادر به پشتیبانی از آنها نبودند، زیرا برنامه‌ها با استفاده از نمودارهای پخش شده، ورود به برنامه‌ها با کارتهای سوراخ دار (یا نوار کاغذی و غیره) پیش از ارسال آنها به کامپایلر ساخته می‌شدند. Dartmouth BASIC اولین زبانی بود که با IDE ایجاد شد (و همچنین اولین کسی بود که هنگام نشستن در مقابل یک کنسول یا ترمینال برای استفاده طراحی شده بود).[۱] IDE آن (بخشی از سیستم به اشتراک گذاری زمان Dartmouth) بود.

برای این منظور به ابزاری مانند یک پیچ‌گوشتی ریز نیاز پیدا می‌کنید. برای استفاده از موتور DC، لازم است که ۲ عدد سیم به آن متصل باشد و هنگامی‌که این موتور‌ها را می‌خرید به‌طور معمول فاقد سیم هستند. بنابراین لازم است تا ۲ قطعه سیم را با استفاده هویه روی موتور لحیم کنید. در زیر، به وسایلی اشاره کرده‌ایم که تهیه آن‌ها برای توسعه بیشتر پروژه لازم است. برای کمک به سایت ما و گسترش آموزش در بین هموطنان، در سایتها، وبلاگ ها و شبکه های اجتماعی لینک سایت ما را درج کنید. برای شاغلان این رشته نمیتوان درآمد مشخصی تعریف کرد، اما ترجیح بر پروژه ای کار کردن است تا دریافتی از این طریق افزایش یابد.

در صورتی که هزینه شرکت در دوره‌های آموزشی را ندارید، یا هدفتان تفریح و سرگرمی است، بهترین گزینه، استفاده از ویدیوهای آموزشی رایگان است. برای یادگیری ساخت ربات منابع مختلفی وجود دارد که در ادامه به معرفی آن‌ها خواهیم پرداخت. علاوه بر طراحی ساختار و ظاهر فیزیکی، لازم است بخش الکتریکی ربات را نیز طراحی کنید. در این مرحله باید با کمک نرم افزارهای طراحی همچون CodeVisionAVR، Keil MDK-ARM یا آردینو (Arduino)، محل قرارگیری قطعات و سیم کشی‌ها را مشخص نمایید. ربات راه‌رونده چهار پا به تقلید از حرکات حیوانات ۴ پا می‌پردازد.

با وجود اینکه دنیای رباتیک روز به روز در حال گسترده‌تر شدن است، در هر حال ربات‌ها برخی خصوصیت‌ها و ویژگی‌های مشترک دارند که در ادامه فهرست شده‌اند. در اینجا لازم است تا با دستور زیر، دیمن pigpio را راه‌اندازی کنیم. برای این کار لازم است تا اتصال سیمی بین دکمه‌های فشاری را با برد رزبری پای اضافی، برقرار کنیم. این دکمه‌ها را روی بردبورد قرار می‌دهیم و از سیم‌‌های جامپر برای برقراری ارتباط استفاده می‌کنیم. در این قسمت می‌خواهیم نحوه ساخت سیستم کنترل از راه دور دست‌ساز، با سرهم کردن یک‌سری قطعات الکترونیکی را با هم مرور کنیم تا به‌کمک آن بتوانیم ربات Buggy خود را کنترل کنیم. بنابراین، تهیه مجموعه‌ای از قطعات الکترونیکی افزون بر ربات ‌‌،Buggy جزو ملزومات این پروژه محسوب می‌شود.

در دنیای امروز، ابزارهای هوش مصنوعی به برنامه‌نویسان کمک می‌کنند تا سریع‌تر کدنویسی کنند، کیفیت پروژه‌های خود را بهبود دهند و حتی از خلاقیت بیشتری در طراحی استفاده کنند. این ابزارها در کنار زبان پایتون، به شما اجازه می‌دهند پروژه‌های پیچیده‌تری را با زمان و انرژی کمتری پیاده‌سازی کنید. در این توضیحات به عنوان مکمل دوره آموزش سیستم عامل ربات ROS و GAZEBO، به دنیای faszinierende (فریبنده) سیستم عامل ربات ROS و شبیه ساز قدرتمند آن، Gazebo سفر می‌کنیم. با ما همراه باشید تا ببینید چگونه این دو با هم کار می‌کنند تا دنیای رباتیک را متحول کنند. تا این قسمت، پروژه ساخت ربات با رزبری پای را به لحاظ سخت‌افزاری آماده کردیم.

سی‌پلاس‌پلاس به خاطر عملکرد شناخته شده است اما یادگیری آن شاید کمی سخت‌تر است و معمولاً نسبت به پایتون، زمان بیشتری صرف می‌شود که یک برنامه با C++ نوشته شود. Python به عنوان یک زبان برنامه نویسی سطح بالا در نظر گرفته می‌شود و در مقایسه با سایر زبان‌های برنامه‌نویسی مانند جاوا یا سی و سی پلاس پلاس کدنویسی کمتری دارد و باعث صرفه‌جویی در زمان می‌شود. اگر در مورد شاغل شدن در صنعت رباتیک جدی هستید، این دو زبان، از مهم ترین زبان های برنامه نویسی در رباتیک به شمار می‌روند؛ زیرا، امکان تعامل آسان با سخت‌افزارهای سطح پایین را فراهم می‌کند. بی شک، بهترین راه برای یادگیری مباحث مربوط به ساخت ربات و حرفه‌ای شدن در آن، شرکت در دوره‌های آموزشی است. از آنجایی که این دوره‌ها توسط اساتید حرفه‌ای تدریس می‌شود، مراحل ساخت را به صورت اصولی یاد خواهید گرفت.

همچنین اولین غیر انسانی بود که عنوان سازمان ملل متحد را دریافت کرد. شما به عنوان یک مهندس رباتیک باید استدلال گر خوبی باشید و دقت، ارتباط موثر با دیگران، تمرکز بالا و دانش به روز داشته باشید. در واقع یک مهندس رباتیک همیشه به فهمیدن چرایی و چگونه کار کردن اشیا علاقه دارد و از تحلیل‌‌‌های منطقی در کار خود استفاده می‌‌‌کند. شاید ریشه نام گذاری ربات مربوط به توانایی این وسیله در انجام یک کار تکراری بدون خستگی به طور کلی انجام فعالیت هایی که انسان توانایی انجام آن را ندارد، دانست و شاید ریشه کلمه ربات نیز از همین معنی استخراج شده باشد. کلمه ربات اولین بار توسط Karel Capek نویسنده نمایشنامه R.U.R روبات‌های جهانی روسیه در سال ۱۹۲۱ ابداع شد. ریشه این کلمه، کلمه چک اسلواکی (robotnic) به معنی کارگر می‌باشد.

رباتیک چیست؟ رباتیک علمی است که از مهندسی مکانیک، مهندسی برق، مهندسی کامپیوتر استفاده می‌شود؛ رباتیک دارای اجزای طراحی، ساخت، راه‌اندازی و استفاده است، به وسیله ربات‌ها می‌توان کنترل، بازخورد، پردازش اطلاعات و ... رباتیک می‌تواند با برنامه‌ریزی و بدون کمک انسان وظایف تعریف شده خود را انجام داده و با محیط ارتباط برقرار کند. یکی از مهمترین سوالاتی که افراد قبل از شروع ساخت ربات با آن مواجه می‌شوند، پیش نیازها و مهارت‌های مورد نیاز است. در صورتی که هدفتان از یادگیری این مهارت، ساخت ربات‌های ساده‌ای همچون ربات چرخ‌دار و ربات قایق برای سرگرمی و افزایش خلاقیت است، پیش نیاز خاصی لازم ندارید. برای اینکار کافی است چند وسیله ساده مثل آرمیچر، سیم و باتری تهیه کرده و با کمک آموزش‌های موجود در سطح نت، ربات خود را بسازید.

این ربات ۵۰ حسگر دارد و همچنین دارای یک کامپیوتر همراه نیز هست که مدیریت راه رفتن و حفظ تعادل ربات را بر عهده دارد. ربات‌های مستقل توانایی کارکرد کاملاً خودکار و مستقل از کنترل اپراتور انسانی را دارا هستند. «ربات‌های توانبخش» (Augmenting Robots) که همچنین به آن‌ها ربات‌های VR هم گفته می‌شود، یا قابلیت‌های فعلی انسان‌ها را بهبود می‌دهند یا توانمندی‌هایی را تقویت می‌کنند که ممکن است در برخی از انسان‌ها از دست رفته باشند. حوزه رباتیک برای تقویت انسان، حیطه‌ای به حساب می‌آید که در آن فیلم‌های علمی تخیلی به زودی به واقعیت تبدیل خواهند شد. دوره به‌صورت جامع و گام‌به‌گام طراحی شده است تا شما را از سطح مبتدی به یک توسعه‌دهنده حرفه‌ای روبی تبدیل کند. در این دوره، مفاهیم پایه‌ای برنامه‌نویسی، شی‌گرایی، کار با پایگاه داده، اکسپلویت نویسی و وب اسکرپینگ به‌صورت عملی آموزش داده می‌شود.

این اجزا از موتورهایی تشکیل شده‌اند که سیگنال‌هایی را از سیستم کنترل دریافت می‌کنند و پشت سر هم برای اجرای حرکت‌های مورد نیاز به منظور تکمیل وظیفه محول شده جابجا می‌شوند. ربات‌ها به گونه‌ای ساخته شده‌اند تا بتوانند راهکارهایی را برای انواع نیازمندی‌ها ارائه دهند و بسیاری از مقاصد مختلف را برآورده کنند؛ بنابراین، نیاز به انواع مختلفی از اجزای تخصصی برای کامل کردن این وظایف وجود دارد. ربات‌ها یا همان بات‌های مکانیکی دارای اشکال و اندازه‌های مختلفی هستند تا بتوانند به شیوه‌ای بهینه وظایفی را انجام دهند که برای اجرای آن‌ها طراحی شده‌اند. ربات‌ها در طراحی، عملکرد و درجه «خودگردانی» (Autonomy) متفاوت هستند. از ربات ۰٫۲ میلیمتری RoboBee گرفته تا کشتی رباتیک ۲۰۰ متری Vindskip در حال ساخت و توسعه هستند تا وظایفی را بر عهده بگیرند که انسان‌ها به سادگی نمی‌توانند انجام دهند.

اکنون که اتصالات موتورها به درایور را انجام دادیم، زمان آن رسیده تا انرژی لازم برای کار کردن موتورها را نیز فراهم کنیم. برای تأمین برق مورد نیاز موتورها از منبع تغذیه جداگانه یا همان ۴ باتری قلمی که پیش‌تر اشاره شد، استفاده کرده‌ایم. شما می‌بایست سر این سیم‌ها را به‌ترتیب به‌ترمینال‌های آبی‌رنگ با برچسب‌های VCC و GND روی درایور موتور متصل کنید. تمامی این قطعات را می‌توانید به‌راحتی از فروشگاه‌‌های لوازم رباتیک و الکترونیک و همچنین فروشگاه‌های آنلاین مرتبط، خریداری کنید. ممکنه شگفت زده شوید وقتی بدانید که هم اکنون یک ربات در عربستان سعودی یک شهروند رسمی است! در اکتبر سال 2017 سوفیا اولین رباتی بود که تابعیت کشوری را دریافت کرد.

با کمک این دوره آموزش ROS می‌توانید مثال‌های متنوعی از سنسورها و ربات‌های مختلف را بررسی کنید. همچنین در پایان طراحی و شبیه‌سازی با چند نمونه مثال عالی از ربات‌های مختلف مانند Velodyne و یک بازوی و گریپر آشنا می‌شوید. بازار کار برنامه‌نویسی ربات به سرعت در حال رشد است و فرصت‌های شغلی فراوانی برای افرادی که در این زمینه مهارت دارند، ارائه می‌شود. شرکت‌های فناوری بزرگ، شرکت‌های خودروسازی، شرکت‌های پیشگام در صنعت ساخت و ساز و همچنین سازمان‌های مختلف علمی و پژوهشی به دنبال افرادی هستند که توانایی طراحی، توسعه و کنترل ربات‌ها را دارند. همچنین، با گسترش استفاده از ربات‌ها در صنایع مختلف از جمله خدمات پزشکی، خدمات لجستیک، کشاورزی و ساخت و ساز، فرصت‌های شغلی بیشتری به وجود می‌آید. در واقع باید چندین پست از پیش تعیین شده را در زمان‌های مشخص در تنظیمات ربات اعمال کنید.

ما از سال 97 با هدف فراهم کردن دسترسی عادلانه به آموزش رباتیک در سراسر ایران شروع کردیم. ماموریت ما این بود که این فرصت را به جوامع کم‌برخوردار و افرادی که به طور عمده دسترسی محدودی به آموزش رباتیک دارند، ارائه دهیم. امروزه، با بهره‌گیری از فناوری، توانمندی ارسال آموزش رباتیک به تمام نقاط کشور را ایجاد کرده‌ایم. دوره‌های آنلاین رباتیک ما نه تنها به شما در صرفه‌جویی زمان کمک می‌کند، بلکه امکان یادگیری بدون محدودیت مکانی را نیز برای شما و فرزندانتان فراهم می‌آورد. بسیاری از بخش های مهم سیستم عامل ربات با LISP نوشته شدند؛ زیرا، یکی از پرکاربردترین زبان های برنامه نویسی در هوش مصنوعی است.

هدف والا و ارزشمند در موجودیت ربات کوچک ما در این آموزش برنامه نویسی رباتیک این است که رباتمان را به نقطه هدف برسانیم. حالا چطور باید چرخ‌ها را حرکت بدهیم تا ربات به نقطه هدف برسد؟ بهتر است کار را با کمی ساده‌سازی جهان‌بینی خود آغاز و فرض کنیم هیچ مانعی بر سر راه ما وجود ندارد. موقعیت مکانی و سر ربات به همراه هم در برنامه نویسی رباتیک به عنوان «ژست» (Pose) شناخته می‌شود. ربات شبیه‌سازی در این آموزش برای تخمین زدن ژستش از نوعی «کیلومترشمار» (Odometry) استفاده می‌کند. در اینجا است که تیک‌زن‌های چرخ یا همان Wheel Tickerها به صحنه می‌آیند. به وسیله اندازه‌گیری اینکه هر چرخ از زمان آخرین تکرار حلقه کنترل چقدر چرخیده، می‌توان تخمین خوبی نسبت به این مسئله بدست آورد که ژست ربات چگونه تغییر کرده است، البته تنها در صورتی که تغییر مربوطه کوچک باشد.

می‌توان این پارامترها را «سرعت» (Velocity) با مخفف «v» و «سرعت زاویه‌ای یا چرخشی» (Angular Velocity) با مخفف «ω\omegaω» (اُمگا) نامید. به نظر می‌رسد می‌توان اساس کُل مدل را به جای vL و vR، مبتنی بر v و ω\omegaω قرار داد. همچنین تنها زمانی این ۲ مقدار را به صورت ریاضیاتی به vL و vR تبدیل خواهیم کرد که مشخص کرده باشیم ربات برنامه نویسی شده ما چگونه حرکت خواهد کرد تا بتوانیم واقعاً چرخ‌های ربات را کنترل کنیم. این رویکرد با عنوان «مدل کنترلی تک‌چرخی» (Unicycle Model) شناخته می‌شود. تفاوت این مدل با مدل «راندن دیفرانسیلی» در ادامه به تصویر کشده شده است. برای کنترل کردن رباتی که می‌خواهیم آن را برنامه نویسی کنیم، باید سیگنالی را به چرخ سمت چپ بفرستیم و برایش مشخص کنیم با چه سرعتی باید بچرخد و حرکت کند.

این ربات‌ها اشیاء را حرکت می‌دهند، منبع نور را پیدا می‌کنند و می‌توانند راه خود را به محل شارژ مجدد پیدا کنند. آیا چیزی علمی تخیلی‌تر از وسایل نقلیه خودران وجود دارد؟ اما خودروهای خودران هم دیگر خیال‌پردازی محسوب نمی‌شوند. در ترکیبی از رباتیک و علم داده، وسایل نقلیه خودران به سرعت در حال تسخیر دنیا هستند. شرکت‌هایی مثل تسلا، فورد، Waymo، فولکس واگن و BMW همگی در حال کار روی موج بعدی از فناوری‌های مربوط به حمل و نقل هستند. این ساز و کار به نوعی شبیه به نحوه ارسال سیگنال‌هایی در بدن انسان توسط مغز برای تکمیل یک وظیفه مشخص است. این وظایف ربات‌گونه می‌توانند از هر چیزی شامل عمل جراحی کم تهاجمی گرفته تا بسته‌بندی خط مونتاژ‌ را شامل شوند.

اطلس ربات انسان‌نمای دو پایی است که از ۲۸ مفصل هیدرولیک برای تقلید حرکت‌های انسان استفاده می‌کند. ربات‌ها در حوزه سلامت و مراقبت‌های پزشکی پیشرفت‌های بسیار شگرفی داشته‌اند. این معجزه‌های مکانیکی تقریباً در تمام جنبه‌های پزشکی کاربرد دارند. جراحی به کمک ربات‌ها و ربات‌های فیزیوتراپ (حرکت درمانی) که به انسان‌ها کمک می‌کنند سریع‌تر از آسیب‌دیدگی و مصدومیت خلاص شوند تنها ۲ نمونه از کاربردهای گسترده ربات‌ها در پزشکی به حساب می‌آیند. با استفاده از این فناوری‌های جدید، کاربران می‌توانند با آرامش به صندلی‌های خود تکیه دهند و بدون هیچ دخالتی در کنترل وسیله نقلیه از سفر لذت ببرند.

شما می‌توانید با استفاده از زبان‌های برنامه‌نویسی گوناگون به‌راحتی طراحی ربات تلگرام را انجام دهید. نکته مهمی که وجود دارد این است که هرکدام از زبان‌های برنامه‌نویسی ابزارهای گوناگونی برای این کار قرار داده‌اند. همچنین از طریق کلاس‌های حضوری، کتاب، اسباب‌بازی‌های آموزشی و فعالیت‌های بعد از مدرسه هم می‌توان آموزش رباتیک کودکان را محقق ساخت. برنامه نویسی بدون شک مهم‌ترین بخش رباتیک به حساب می‌آید و به همین دلیل پیشنهاد می‌شود ابتدا کودکان از یادگیری برنامه نویسی با زبان‌هایی ساده مثل اسکرچ شروع کنند. دوره آموزش ROS ابتدا شما را به طور کامل با شبیه‌ساز گزبو و چگونگی نصب و راه‌اندازی آن آشنا می‌کند و یک دوره آموزش مقدماتی تا پیشرفته به‌حساب می‌آید. شبیه‌سازی موبایل ربات ساده، در این فضا و سایر ربات‌ها به زبان Xml در فرمت Sdf و همچنین نحوه استفاده از مش‌ها بخشی از کاربردهای این دوره آموزشی است.

همچنین این کار می‌تواند به وسیله برنامه نویسی سیستم‌هایی در سطح صفر و یک انجام شود. مسئله و چالش برنامه نویسی رباتیک به این بستگی دارد که نیاز است چه چیزی طراحی شود. به احتمال زیاد، ساخت ربات خودکار نیازمند به کارگیری برخی از قابلیت‌های یادگیری ماشین و درجه‌هایی از هوش مصنوعی خواهد بود. بنابراین احتمالاً ناچار خواهیم بود از زبان برنامه نویسی متفاوتی در مقایسه با ربات برنامه نویسی شده به منظور اجرای تعدادی از قابلیت‌های تعیین شده محدود استفاده کنیم. طراحی ربات تلگرام مانند یک سفری حرفه‌ای در دنیای فناوری است که نیاز به ایده پردازی‌های نوآورانه دارد.

همان‌طور که پیش‌تر هم بیان شد، کلمه «ربات» از واژه‌ای مورد استفاده در کشور چک، یعنی «روبوتا» (Robota) مشتق شده و به معنی «کار اجباری» است. به عنوان مثال از جمله ربات‌های خودگردان می‌توان به موارد زیر اشاره کرد. به همین منظور توصیه می‌کنیم قبل از مشاهده این دوره، آموزش‌های لینوکس مقدماتی، پایتون و ++C را فرا بگیرید. در ادامه، فهرستی از ابزارهای مورد نیاز برای ساخت ریموت‌کنترل را آورده‌ایم. برای این منظور می‌توانید از چسب‌های ۲-طرفه، نوار چسب، چسب حرارتی یا غیره استفاده کنید.

ابتدا در ادامه به شرح نحوه عملکرد ربات‌های مستقل پرداخته شده است. می‌توان بیشتر به این موضوع پرداخت، اما وارسی بحث رشته رباتیک طولانی‌تر از آن است که بتوان در این مطلب به آن پرداخت. امید است به زودی مطلبی جامع به طور اختصاصی با موضوع «رشته رباتیک» در مجله فرادرس منتشر شود. DeepCode با استفاده از هوش مصنوعی می‌تواند کد شما را بررسی کند و پیشنهادهایی برای بهبود کیفیت و امنیت آن ارائه دهد. این ابزار که توسط OpenAI و GitHub طراحی شده است، به‌عنوان یک دستیار کدنویسی عمل می‌کند. GitHub Copilot می‌تواند کدهای پیشنهادی را بر اساس کد فعلی شما ارائه دهد، از جمله تکمیل خودکار توابع و نوشتن کدهای پیچیده.

در کنار عرضه انواع قطعات الکترونیک و رباتیک به اقصی نقاط کشور در فروشگاه اینترنتی روبوایکیو، هدف ما در وبلاگ روبوایکیو، ارائه به‌روزترین و کاربردی‌ترین اطلاعات در حوزه الکترونیک و رباتیک است. در اینجا با ارائه آموزش‌های متنوع سعی داریم شما علاقه‌مندان به حوزه الکترونیک و رباتیک را همراه خود سازیم و به کمک هم سهمی در ارتقا سطح دانش کشور داشته باشیم. در این راه همواره از پیشنهادات شما برای بهبود مطالب و موضوعات وبلاگ استقبال خواهیم کرد. می خواهیم برای رباتی که ساخته ایم، برنامه ای بنویسیم تا بتواند به چپ ، راست ، جلو و عقب حرکت کند و به کمک سروو موتورها ، چرخش یا بالا و پایین کردن ربات را کنترل کند و با سنسور فاصله ارتباط برقرار کند. اگر میکروکنترلری که انتخاب کرده اید از یک شرکت معروف باشد، احتمالاً کتاب آموزشی آن هم موجود است و شما می توانید طبق آن یاد بگیرید و برنامه نویسی کنید. این واسط به صورت داخلی از شیً رباتی استفاده می‌کند که داده‌های بدست آمده از حسگرها و امکان حرکت دادن موتورها یا چرخ‌ها را فراهم می‌سازد.

بردهای Raspberry که در حال حاضر محبوبیت و طرفداران بسیاری زیادی دارند، در ابتدا برای اهداف آموزشی توسعه یافتند. اما اکنون به وسیله‌ای تبدیل شده‌اند که توسط بسیاری از افراد تشنه فناوری، که به‌دنبال ابزاری برای سر و کله زدن با آن هستند، مورد استفاده قرار می‌گیرد تا از این طریق، کنجکاوی‌های خود را ارضا کنند. این محبوبیت و استفاده‌های متعدد باعث شده تا بتوان از رزبری پای در موارد گوناگونی بهره برد که در ادامه به برخی اشاره کرده‌ایم. پیوستن به یک باشگاه یا انجمن رباتیک می تواند راهی عالی برای یادگیری از دیگر علاقه‌مندان و کسب تجربه عملی در زمینه رباتیک باشد. این گروه‌ها معمولا مسابقاتی را سازماندهی می‌کنند که در آن می‌توانید مهارت‌های خود را به نمایش بگذارید و از دیگران بیاموزید. بسیاری از این ربات‌ها با استفاده از علم هوش مصنوعی و به کارگیری آن قادر هستند محصولات معیوب پس از تولید یا موجود در خط تولید را شناسایی و آن‌ها را از رده خارج کنند.

گستره این سطوح متفاوت، از ربات‌های تحت کنترل انسان با قابلیت انجام وظیفه‌ای مشخص تا بات‌های کاملاً خودکاری ادامه پیدا می‌کند که وظایف را بدون هیچ گونه تاثیر خارجی انجام می‌دهند. برای اینکه بتوانیم عملکرد پین‌های GPIO رزبری پای را از کامپیوتری دیگر یعنی به‌‌صورت ریموت، دستکاری کنیم می‌بایست از ماژولی به‌نام gpiozero کمک بگیریم. قبل از به‌کارگیری ماژول gpiozero لازم است تا طبق مراحل زیر پیش برویم. با توجه به اینکه در این قسمت ۲ برد رزبری پای داریم، برد متصل به ربات را «رزبری پای» و برد اضافی برای ریموت‌کنترل را «رزبری پای اضافی» می‌نامیم. در این قسمت از ساخت ربات با رزبری پای می‌خواهیم تمامی قطعات ربات خود را مونتاژ کنیم و برای این منظور به یک شاسی احتیاج داریم. بسته به نوع برد درایوری که برای موتور‌ها استفاده می‌کنید روش‌‌های مختلفی برای به اتصال آن به رزبری پای وجود دارد.

سی شارپ یک زبان برنامه نویسی اختصاصی است که توسط مایکروسافت ارائه شده است. همچنین، مسائل مربوط به امنیت و ایمنی در robotic بسیار حیاتی هستند زیرا اشتباهات در کد منجر به آسیب‌ های فیزیکی یا خسارات مالی میشود. برنامه‌ نویسان باید سیستم‌ هایی طراحی کنند که نه تنها کارآمد باشند بلکه در شرایط غیرمنتظره نیز ایمن عمل کنند. در نهایت، چالش یکپارچه‌ سازی سیستم‌ های robotic با سایر تکنولوژی‌ ها و زیرساخت‌ های موجود نیز وجود دارد که نیاز به دانش گسترده در زمینه‌ های مختلف فنی و توانایی کار در تیم‌های چند رشته‌ ای دارد. این زبان به دلیل سادگی نحو، خوانایی بالا و کتابخانه‌ های گسترده‌ ای که برای robotic دارد، برای مبتدیان بسیار مناسب است. پایتون امکان نوشتن کدهای ساده برای کنترل ربات‌ ها را فراهم می‌ کند و در عین حال، قابلیت‌ های پیشرفته‌ ای برای پروژه‌ های پیچیده‌ تر دارد.

بنابراین، مسیر یادگیری برنامه نویسی رباتیک را باید با مبحث «6DoF» آغاز کرد. این شامل قابلیت‌های رباتیک برای حرکت به جلو و عقب، بالا و پایین و همچنین پیچیدن به چپ و راست می‌شود. همچنین ربات باید بتواند در ۳ محور عمود بر هم نیز چرخش داشته باشد؛ به این سه چرخش عمود بر هم، «Pitch» (پیچ و تاب افقی)، «Yaw» (چرخش عمودی) و «Roll» (غلتیدن) می‌گویند. برنامه نویسی رباتیک فرایند تعریف دستوراتی مشخص به وسیله کد نویسی با استفاده از زبان‌های برنامه نویسی مختلف با هدف پیاده‌سازی کاربردی خاص برای یک ربات عموماً صنعتی به منظور خودکارسازی آن است. بسیار زودتر از حد انتظار در شرف رسیدن به قابلیت‌های شگفت‌انگیز رباتیک هستیم، چرا که حوزه‌های هوش مصنوعی و صنعت توسعه نرم افزار به سرعت در حال پیشرفت هستند. در آینده نزدیک به یاری پیشرفت‌های حاصل شده در این حوزه‌ها، ربات‌ها همچنان هوشمندتر و انعطاف‌پذیرتر خواهند شد و بهینگی مصرف انرژی نیز در آن‌ها پیشرفت‌های زیادی را حاصل خواهد کرد.

در این صورت، کافی سر آن سیم را به ترمینال GND رو برد درایور متصل کنید. تصویر زیر، اتصالات انجام شده در این قسمت را به‌خوبی نشان می‌دهد. روی برد درایور ۲ ترمینال پیچی - به‌طور معمول آبی‌رنگ - مشاهده می‌شود که در کنار هر یک، برچسبی با عنوان OUT و یک عدد درج شده است. لازم است تا پیچ مربوط به هر یک از این ترمینال‌ها را کمی باز کنید تا سر سیم به راحتی وارد آن شود. برای اولین بار در یک عمل نیمه تهاجمی عصبی عروقی تیمی از جراحان مغزواعصاب بیمارستانی در تورنتو، با دستیاری یک ربات آنوریسم مغزی را جراحی کردند.