علم الروبوتات في العصر الرقمي: 3 أشياء عليك معرفتها

هل تساءلت يومًا كيف تعمل الروبوتات؟ وكيف يمكن لهذه الآلات أن تؤدي مهامًا معقدة بدقة متناهية؟ علم الروبوتات هو المجال الذي يجيب على هذه الأسئلة وغيرها الكثير. إنه فرع من فروع التكنولوجيا يجمع بين الهندسة والعلوم الحاسوبية والذكاء الاصطناعي لتصميم وبناء وتشغيل الروبوتات. 

من خلال هذا العلم، نستطيع تطوير آلات قادرة على المساعدة في مختلف المجالات، من الصناعة والطب إلى استكشاف الفضاء. بفضل الابتكارات المستمرة، يعد هذا المجال واعدًا ويقدم فرصًا متنوعة للباحثين والمهتمين بالتكنولوجيا.

ما هو تخصص علم الروبوتات؟

هو فرع من فروع التكنولوجيا يركز على تصميم، بناء، تشغيل، واستخدام الروبوتات. تُعرف الروبوتات بأنها آلات قابلة للبرمجة يمكنها تنفيذ مجموعة متنوعة من المهام، تتراوح بين البسيطة والمعقدة، مع درجات متفاوتة من الاستقلالية. 

أساسيات علم الروبوت

على الرغم من تنوع أنواع الروبوت وأشكالها واستخداماتها، إلا أنها تشترك جميعًا في 3 مكونات أساسية، وهي:

• البناء الميكانيكي: تمتلك جميع الروبوتات هيكلًا أو تصميمًا ميكانيكيًا خاصًا يتناسب مع الوظيفة أو المهمة التي صُممت من أجلها.
• العنصر الكهربائي: يُعرف أيضًا بعنصر الطاقة، وهو المسؤول عن تشغيل الروبوت وإتاحة التحكم في وظائفه المختلفة.
• العنصر البرمجي: يشمل البرمجة التي تُزوّد الروبوت بالقدرة على اتخاذ القرارات وأداء المهام المطلوبة بشكل دقيق وفعّال.

تطور علم الروبوت

شهد مجال الروبوتات تطورات مهمة بمرور الوقت، فيما يلي توضيح لأهم 3 محطات عبر التاريخ:

• البدايات (1940-1960): شهدت هذه الفترة تطوير أول روبوت قابل للبرمجة، وهو “Unimate” في الخمسينيات، والذي استُخدم في تصنيع السيارات لأداء مهام بسيطة مثل اللحام والتجميع. 
• الثورة الصناعية (1970-1990): أصبح استخدام الروبوتات شائعًا في البيئات الصناعية، خاصة في خطوط التجميع. استُخدمت لأداء المهام المتكررة والخطيرة مثل الطلاء والتعامل مع المواد الخطرة. 
• العصر الحديث (2000 – الوقت الحالي): تطورت الروبوتات بسرعة بفضل التقدم في مجالات مثل الذكاء الاصطناعي، التعلم الآلي، وتقنيات الاستشعار.

تخصصات دراسية للبدء بعلم الروبوتات 

علم الروبوتات مجال متعدد التخصصات حيث يجمع بين مجالات دراسية متنوعة. فيما يلي أبرز التخصصات المناسبة للبدء في هذا المجال:

الهندسة الميكانيكية

تُعد الهندسة الميكانيكية أساسًا في مجال الروبوتات، حيث تركز على تصميم وبناء الهيكل الفيزيائي للروبوتات، بما يشمل المفاصل والأطراف والمكونات الأخرى. تشمل المجالات الرئيسية:

• الحركيات والديناميكيات.
• أنظمة التحكم.
• عمليات التصنيع.

الهندسة الكهربائية

تُعنى الهندسة الكهربائية بتطوير الأنظمة الكهربائية للروبوتات، مثل مصادر الطاقة، المستشعرات، والمشغلات. وتشمل المهام:

• تصميم الإلكترونيات. 
• الأنظمة المدمجة.
• معالجة الإشارات.
• نظرية التحكم.

علوم الحاسوب

يهدف تخصص علوم الحاسوب إلى تطوير البرمجيات التي تتحكم في سلوك الروبوتات. تشمل مجالات الدراسة:

• لغات البرمجة (مثل Python، C++، Java).
• الذكاء الاصطناعي والتعلم الآلي.
• نظام تشغيل الروبوتات (ROS).
• الرؤية الحاسوبية.

هندسة الروبوتات

هندسة الروبوتات مجال متعدد التخصصات يجمع بين عناصر الهندسة الميكانيكية، الكهربائية، وعلوم الحاسوب لتصميم، بناء، وتشغيل الروبوتات.

• الأتمتة الصناعية.
• الروبوتات الطبية.
• المركبات ذاتية القيادة.
• استكشاف الفضاء.
• روبوتات الخدمات.

ومن الجدير بالذكر، يعد تخصص علم الروبوتات في السعودية من المجالات المتطورة والمثيرة للاهتمام. توفر العديد من الجامعات والمؤسسات، مثل جامعة الملك سعود وجامعة الإمام محمد بن سعود الإسلامية.

أشهر وظائف في مجال علم الـ Robotics

يقدّم مجال  علم الروبوتات العديد من الوظائف المثيرة والمطلوبة في سوق العمل. فيما يلي أبرز الوظائف ومتطلبات كل منها:

مهندس روبوتات

تشمل مهام مهندسي الروبوتات تصميم وبناء وصيانة الروبوتات والأجهزة الروبوتية، حيث يستخدمون برامج متقدمة مثل CAD لتصميم النماذج وتطوير حلول مؤتمتة باستخدام مهارات برمجة متقدمة.

يتطلب العمل كمهندس روبوتات أن تكون حاصلاً على درجة بكالوريوس في الهندسة، مثل هندسة الروبوتات والذكاء الاصطناعي أو الهندسة الميكانيكية أو الكهربائية. كما يجب أن يكون المهندس متمكنًا من لغات البرمجة مثل Python وJava.

فني روبوتات والميكانيكا الكهربائية

يقوم فني الروبوتات والميكانيكا الكهربائية بصيانة الأنظمة الروبوتية في المصانع والعمل على تحسينها واقتراح تحديثات لزيادة الإنتاجية. تتطلب هذه الوظيفة شهادة دبلوم في التكنولوجيا الكهربائية أو الروبوتات، إلى جانب مهارات في صيانة الأنظمة الكهربائية الميكانيكية واستخدام المعدات التشخيصية.

مهندس ميكانيكي روبوتات

يرتكز دور المهندس الميكانيكي على تصميم وتحليل الجوانب الميكانيكية، مثل الهيكل والآليات والحركة. يحتاج العمل كمهندس روبوتات ميكانيكي أن تحصل على درجة بكالوريوس في الهندسة الميكانيكية أو مجال ذي صلة، ومعرفة قوية في تصميم وتحليل الميكانيكا باستخدام برامج مثل AutoCAD أو SolidWorks.

أخصائي تعلم الآلة في الروبوتات

يعمل أخصائي تعلم الآلة على تطوير الخوارزميات التي تمكّن الروبوتات من التعلم واتخاذ القرارات بناءً على البيانات. تتطلب هذه الوظيفة درجة بكالوريوس في علوم الكمبيوتر أو الذكاء الاصطناعي، مع إتقان للخوارزميات وتقنيات التعلم العميق والذكاء الاصطناعي.

مهندس برمجيات في الروبوتات

تشمل مهام مهندسي البرمجيات في الروبوتات تصميم وتطوير البرمجيات التي تتحكم في الروبوتات. وتتطلب هذه الوظيفة درجة بكالوريوس في هندسة البرمجيات أو علوم الكمبيوتر، بالإضافة إلى إتقان لغات البرمجة المختلفة مثل Python وC++ وJava.

مهندس صيانة كهربائية للروبوتات

يتخصص مهندس الصيانة الكهربائية في صيانة وإصلاح مكونات الروبوتات الكهربائية لضمان عملها بشكل مستمر. تتطلب هذه الوظيفة درجة بكالوريوس في الهندسة الكهربائية أو مجال ذو صلة، إلى جانب معرفة شاملة بالأنظمة الكهربائية والدوائر الكهربائية الخاصة بالروبوتات.

مشغل روبوتات

يقوم مشغل الروبوتات بتشغيل والإشراف على الروبوتات في مشاريع هامة مثل الطائرات العسكرية بدون طيار أو المعدات العلمية. تتطلب هذه الوظيفة خبرة في الرياضيات المتقدمة والبرمجة، بالإضافة إلى معرفة عملية بأنظمة الروبوتات والبرمجة.

مبرمج روبوتات

يتولى مبرمج الروبوتات كتابة تعليمات دقيقة توجه حركة ووظائف الروبوتات. تتطلب هذه الوظيفة درجة بكالوريوس في علوم الكمبيوتر أو هندسة البرمجيات، مع إتقان لغات البرمجة مثل Python وC++ وROS.

مدير حسابات في الروبوتات

يتلخص دور مدير الحسابات في إدارة العلاقات مع العملاء والمبيعات لمنتجات وخدمات الروبوتات. وتتطلب هذه الوظيفة درجة بكالوريوس في الأعمال أو التسويق، بالإضافة إلى خبرة قوية في المبيعات وخدمة العملاء مع معرفة جيدة بمجال الروبوتات.

مهندس تصميم روبوتات

يركز مهندس تصميم الروبوتات على تصميم الشكل والوظائف الجمالية للروبوتات باستخدام برمجيات CAD. وتتطلب هذه الوظيفة درجة بكالوريوس في الهندسة الميكانيكية أو التصميم الصناعي، إلى جانب إتقان برمجيات CAD مثل AutoCAD أو SolidWorks.

الخلاصة

علم الروبوتات هو بوابة المستقبل، حيث يجمع بين الإبداع والتكنولوجيا لتقديم حلول مبتكرة تلبي احتياجات الإنسان في مختلف المجالات. من تصميم الروبوتات إلى تطوير تقنيات الذكاء الاصطناعي، يظل هذا المجال واعدًا بإمكاناته اللا محدودة. استمر في استكشاف هذا العلم لتكون جزءًا من صناعة المستقبل.

الأسئلة الشائعة