به نام خدا
در یکی دیگر از سری متن های لبولوژی به معرفی آزمایشگاه رباتیک اجتماعی ، با هدایت و سرپرستی دکتر طاهری می پردازیم :
آزمایشگاه رباتیک اجتماعی دانشگاه صنعتی شریف یکی از مراکز تحقیقاتی پیشرو در حوزههای مختلف رباتیک اجتماعی و تعاملی است. در این آزمایشگاه، پژوهشهای متنوعی با محوریت تعامل انسان و ربات، بهویژه برای افرادی با نیازهای ویژه انجام میشود. در اینجا، چندین زمینه پژوهشی و اجرایی و همچنین شرایط و مهارتهای لازم برای ورود و فعالیت در این آزمایشگاه به تفصیل مورد بحث قرار میگیرند:
۱. فعالیتهای پژوهشی آزمایشگاه
در آزمایشگاه رباتیک اجتماعی، تمرکز پژوهشی بر توسعه و کاربرد رباتها برای تعامل با انسان و کمک به افراد با نیازهای ویژه است. یکی از موضوعات کلیدی که در این آزمایشگاه پیگیری میشود، کارروی ترجمه زبان اشاره ایرانی است. با وجود اینکه مدلهای مشابهی برای زبانهای اشاره دیگر وجود دارد، زبان اشاره ایرانی چالشهای خاص خود را دارد. در این آزمایشگاه، موفق به ترجمه زبان اشاره به دو روش مستقیم و غیرمستقیم شدهاند. در روش مستقیم، جمله بهصورت کامل ترجمه میشود، در حالی که در روش غیرمستقیم جمله به کلمات تبدیل و سپس هر کلمه بهصورت جداگانه ترجمه میشود و کنار هم گذاشته میشوند. از دیگر پروژههای مهم این حوزه، آموزش زبان اشاره به افراد با سطوح مختلف بهصورت تطبیقی است؛ بهطوریکه ربات میتواند به تناسب سطح یادگیری و نیازهای آموزشی فرد، محتوا را تنظیم کند.
همچنین پژوهشهای دیگری در حوزه شناخت و درمان اختلالات اوتیسم انجام میشود. این پروژهها به تشخیص و بهبود تعاملات کودکان مبتلا به اوتیسم و کمک به جلسات درمانی آنان متمرکز است. یکی دیگر از زمینههای پژوهشی، ساخت رباتهایی برای کمک به کودکان با اختلالات نارساخوانی (دیسلکسیا) است که با استفاده از روشهایی مانند آموزش معکوس، به کودکان کمک میکند تا مهارتهای خواندن و نوشتن خود را تقویت کنند.
در زمینهی کمک به نابینایان، ساخت و توسعه عصاهای رباتیک و هوشمند انجام شده است که قابلیت بهبود و توسعه بیشتر را دارا هستند. همچنین در حوزهی سالمندان، این آزمایشگاه رباتهای تعاملی را توسعه میدهد که به کمک این افراد در انجام تمرینات تقویت حافظه و دیگر فعالیتهای روزمره میآیند. رباتهای آزمایشگاه نیز برای کمک به فعالیتهای آموزشی و navigationدر فضاهای مختلف بهینه شدهاند.
یکی از دستاوردهای دیگر این آزمایشگاه، توسعه دست مصنوعی است که بتواند با دقت و ظرافت مانند دست انسان عمل کند. این دست رباتیک در مراحل مختلف از شبیهسازی تا طراحی و ساخت در حال توسعه است و هدف نهایی آن است که روزی بتواند در دنیای واقعی و بر روی رباتهای فیزیکی پیادهسازی شود.
۲. درآمدزایی و ارتباط با صنعت
اگرچه تمرکز اصلی آزمایشگاه رباتیک اجتماعی بر روی پژوهش است و هنوز وارد صنعت نشده است، اما تلاشهایی برای نزدیک شدن به این حوزه در جریان است. برای تأمین منابع مالی، آزمایشگاه از طریق دریافت گرنتهای پژوهشی حمایت میشود. تاکنون، چندین خدمت از طریق اجاره و ارائه رباتها در رویدادها، همایشها، و جشنها به مشتریان ارائه شده است. هدف این است که رباتها بدون فروش مستقیم، با ارائه خدمات در پروژهها و قراردادهای اجارهای، وارد بازار شوند و از این طریق درآمدزایی کنند.
۳. مهارتهای لازم برای ورود به آزمایشگاه
افرادی که قصد ورود به آزمایشگاه رباتیک اجتماعی را دارند، نیازمند کسب مهارتها و دانشهای متنوعی هستند. در مقطع کارشناسی، آشنایی با دروس پایه رباتیک، کنترل، و مفاهیم ابتدایی دینامیک و الکترونیک الزامی است. در مقاطع تحصیلات تکمیلی، مهارتهایی همچون تسلط بر سیستم عامل ربات(ROS)، پردازشگرهای رزبریپای و آشنایی با هوش مصنوعی (شامل یادگیری ماشین و یادگیری عمیق) از اهمیت ویژهای برخوردار هستند. همچنین دانشجو باید با ابزارهای شبیهسازی و برنامهنویسی مانند پایتون، مطلب، و ابزارهایی چون گَزِبو (برای شبیهسازی) آشنا باشد. از دیگر مهارتهای مورد نیاز، توانایی کار با سنسورها و اجزای الکترونیکی و انجام لحیمکاری است که به دانشجویان کمک میکند تا در پروژههای رباتیک مهارتهای عملی خود را افزایش دهند.
۴. فعالیتهای مرتبط با واقعیت مجازی
یکی از بخشهای دیگر پژوهشی آزمایشگاه، کار روی واقعیت مجازی (VR) است. با استفاده از محیطهای واقعیت مجازی، آزمایشگاه به توسعه بازیها و برنامههایی پرداخته استی که برای کاربران حسی از غوطهوری و تعامل بیشتر با رباتها ایجاد میکند. این بازیها برای کودکان با نیازهای ویژه و همچنین برای آموزش مفاهیم علمی به دانشجویان طراحی شدهاند. برای انجام این پروژهها، دانشجویان نیازمند تسلط بر نرمافزار یونیتی و زبان برنامهنویسی سیشارپ هستند.
۵. امکانات و تجهیزات آزمایشگاه
آزمایشگاه رباتیک اجتماعی دانشگاه صنعتی شریف از امکانات سختافزاری و نرمافزاری خوبی برخوردار است. از طراحی سهبعدی و ساخت اجزای سختافزاری تا توسعه الگوریتمها و کدنویسیهای مرتبط، همگی در این آزمایشگاه و توسط دانشجویان انجام میشود. در برخی موارد از تجهیزات پیشرفته همچون چاپگرهای سهبعدی برای ساخت قطعات استفاده شده است و حتی رباتهای ساختهشده پس از مونتاژ برای افزایش جذابیت ظاهری به بیرون فرستاده میشوند تا رنگآمیزی شوند.
۶. شرایط حضور در آزمایشگاه و فواید آن
حضور در آزمایشگاه رباتیک اجتماعی دانشگاه شریف، فرصتی بینظیر برای دانشجویان علاقهمند به این حوزهاست. دانشجویانی که وارد این آزمایشگاه میشوند، نیازمند تعهد و انگیزه بالا برای همکاری تماموقت هستند. هرچند در این آزمایشگاه، دانشجویان حقالزحمهای دریافت نمیکنند، اما این آزمایشگاه فرصتهای آموزشی و پژوهشی بسیاری برای آنان فراهم میکند. پروژههای آزمایشگاه عموماً به مقاله و دستاوردهای علمی منتهی میشود و دانشجویان میتوانند با تجربههای کسبشده در حوزههای متنوع رباتیک، هوش مصنوعی و علوم شناختی مهارتهای عملی و فنی خود را به سطح بالایی برسانند.
یکی از ویژگیهای بارز این آزمایشگاه، محیط اجتماعی و همکاری نزدیک میان دانشجویان است. بیشتر پروژهها به صورت گروهی انجام میشوند و این موضوع موجب میشود که دانشجویان بتوانند از تجربهها و دانش یکدیگر بهرهمند شوند. حضور در این محیط اجتماعی، امکان یادگیری متقابل و حل مسائل بهصورت تیمی را به دانشجویان میدهد که در موفقیت آنها نقش مهمی دارد.
۷. چالشهای آزمایشگاه
یکی از چالشهای اصلی آزمایشگاه، کمبود منابع مالی و تجهیزات پیشرفته است. آزمایشگاه در برخی موارد با مشکلاتی در تأمین عینکهای واقعیت مجازی و دیگر تجهیزات روز مواجه است که این امر گاه نیاز به تأمین این ابزارها از خارج کشور را ایجاد میکند. بهطورکلی، چالشهای مربوط به پردازشهای کامپیوتری به دلیل نبود بودجه کافی برای تهیه سختافزارهای بهروزتر و گرانقیمت از مهمترین مسائل آزمایشگاه است. با این حال، آزمایشگاه همچنان به فعالیتهای پژوهشی و توسعهای خود ادامه میدهد و سعی میکند با تکیه بر منابع و دانش داخلی، بهترین نتایج را به دست آورد.
در نتیجه، آزمایشگاه رباتیک اجتماعی دانشگاه صنعتی شریف به عنوان مرکزی پیشرو در توسعه فناوریهای رباتیک اجتماعی، با تمرکز بر تعاملات انسانی، آموزش و بهبود کیفیت زندگی افراد با نیازهای ویژه، نقشی مهم در پیشبرد پژوهشهای مرتبط با رباتیک ایفا میکند.
در ادامه برخی تصاویر مربوط به آزمایشگاه و همچنین ربات های آن را مشاهده مینمایید:
رباتی که در بالا مشاهده می کنید اوّلین ربات بومی ساخته شده توسط این آزمایشگاه است که ربات آرش یک نام دارد . این ربات به هدف آموزش به کودکان دارای مشکل و بیمار ساخته شده است. بعد از این ربات، ربات «آرش ۲» با بهبود برخی المان ها به هدف آموزش به کودکان سرطانی در بیمارستان ها، با توانایی راه رفتن ساخته شد که تصویر ان را در زیر مشاهده می کنید:
بعد از آن ربات رسا برای زبان اشاره، ربات مایا به صورت یک عروسک رومیزی فیلی شکل که برای کمک به کودکان سرطانی استفاده میشود و ربات تابان که یک ربات رومیزی (تصویر زیر) با قابلیت تغییر چهره ساخته شد و روی سینه ربات تابان کلمات تلفظ شده توسط آن، قابل مشاهده است :
ربات نیما نیز که در تصویر زیر مشاهده میشود برای آموزش زبان انگلیسی به عنوان دستیار یک استاد در کلاس ساخته شده است :
ربات های دیگری نیز نظیر روبات آپو برای توضیح مدیریت مصرف انرژی به کودکان و یا ربات آرمین که نسخه کوچک و رومیزی ربات آرش است نیز از دیگر ربات های ساخته شده در این آزمایشگاه است.
امیدواریم که این گزارش از سری گزارش های لبولوژی از یکی دیگر از آزمایشگاه های دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه شریف مورد توجه شما قرار گرفته باشد .
