در یکی دیگر از سری متن های لبولوژی به معرفی آزمایشگاه رباتیک اجتماعی و شناختی، با هدایت و سرپرستی دکتر طاهری می پردازیم:
آزمایشگاه رباتیک اجتماعی شناختی دانشگاه 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، بهخصوص برای افراد 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 شناختی، بیشتر 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، کار بر روی 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 و یکپارچه ترجمه میشود، در حالی که در روش غیرمستقیم جمله به کلمات تبدیل شده و سپس هر کلمه بهصورت جداگانه ترجمه میگردد 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 و سطح دشواری تکالیف را تنظیم کند.
همچنین پژوهشهای دیگری در حوزه توانبخشی افراد مبتلا به طیف اوتیسم انجام میشود. این پروژهها روی 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 اختلال نارساخوانی است.(Dyslexia یا نارساخوانی یک اختلال یادگیری است که برتوانایی فرد در خواندن، نوشتن و گاهی اوقات گفتار تاثیر می گذارد) که با استفاده از روشهایی مانند آموزش معکوس، به کودکان کمک میکند تا مهارتهای خواندن و نوشتن خود را تقویت کنند. در روش آموزش معکوس، کودکان مسئولیت بیشتری در یادگیری خود دارند و به جای دریافت همه اطلاعات از معلّم، خودشان نیز در جستجو و کشف اطلاعات نقش دارند که یکی از مصداق های این امر میتواند در کار های گروهی رخ دهد.
در زمینهی کمک به نابینایان، ساخت و توسعه عصای رباتیک و هوشمند در حال انجام است. همچنین در حوزهی سالمندان، آزمایشگاه، رباتهای تعاملی را توسعه میدهد که این رباتها به کمک سالمندان در انجام تمرینات تقویت حافظه و دیگر فعالیتهای روزمره میآیند. رباتهای آزمایشگاه نیز برای کمک به فعالیتهای آموزشی و راهیابی در 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.(عکسش بعدا دریافت بشه. تقریبا یک ماه دیگه. امروز دهم دی ماه ۱۴۰۳)
۲. درآمدزایی و ارتباط با صنعت
اگرچه تمرکز اصلی فعالیتهای آزمایشگاه بر پژوهش بوده و به طور جدی وارد صنعت نشده، 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 شده و از این طریق درآمدزایی کنند.
رباتهای اجتماعی میتوانند در حوزههای متنوعی به کار گرفته شوند. در بانکداری، این رباتها قادرند به پرسشهای تکراری مشتریان پاسخ دهند و تجربه کاربری را بهبود بخشند. در اینترنت اشیا (IoT)، آنها میتوانند به عنوان واسطهای هوشمند برای کنترل و مدیریت دستگاهها عمل کنند. در حوزه سرگرمی و حیوانات خانگی، پت باتها میتوانند تعاملات دوستانهای ایجاد کرده و حس تنهایی را کاهش دهند. همچنین، در محیطهای خانگی، این رباتها میتوانند به کودکان در یادگیری مهارتهای اجتماعی کمک کنند و تجربهای تعاملی و آموزنده ارائه دهند.
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 (انگلیسیاش اضافه بشه.)و آشنایی با هوش مصنوعی (شامل یادگیری ماشین و یادگیری عمیق) از اهمیت ویژهای برخوردارند. همچنین دانشجو باید با نرمافزارهای شبیهسازی و زبانهای برنامهنویسی مانند پایتون، متلب، و ابزارهایی چون گَزِبو Gazebo (که یک نرم افزار شبیهسازی مورد استفاده در امور رباتیکی است) آشنا باشد. از دیگر مهارتهای مورد نیاز، توانایی کار با سنسورها و اجزای الکترونیکی 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 بر روی واقعیت مجازی (VR) است. با استفاده از محیطهای واقعیت مجازی، آزمایشگاه به توسعه بازیها و برنامههایی پرداخته 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 (Unity) و زبان برنامهنویسی سیشارپ (C#) هستند.
۵. امکانات و تجهیزات آزمایشگاه
آزمایشگاه رباتیک اجتماعی شناختی دانشگاه شریف از امکانات سختافزاری و نرمافزاری نسبتاً 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 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 شناختی دانشگاه شریف، یک فرصت بینظیر برای دانشجویان است. دانشجویانی که وارد این آزمایشگاه میشوند، نیازمند تعهد و انگیزه بالا برای همکاری تماموقت هستند. این آزمایشگاه فرصتهای آموزشی و پژوهشی بسیاری برای آنان فراهم میکند. با این حال، مهارتها و تجربیاتی که دانشجویان در این محیط به دست میآورند، میتواند زمینهساز فرصتهای شغلی و درآمدزایی برای آنها باشد. از همکاری در پروژههای صنعتی گرفته تا راهاندازی استارتاپ یا فعالیت بهصورت فریلنسری، این دانش و تجربه ارزشمند، امکان ورود به بازار کار و کسب آورده مالی را برای دانشجویان 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 و اساتید است. بیشتر پروژهها به صورت گروهی انجام میشوند و این باعث 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 مواجه است که این امر، گاهی نیاز به تأمین این ابزارها از خارج کشور را ایجاد میکند. بهطورکلی، چالشهای مربوط به پردازشهای کامپیوتری به دلیل نبودن 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 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 خواهیم کرد:
رباتی که در تصویر۱ مشاهده می کنید ربات بومی ساخته شده توسط این آزمایشگاه است که ربات «آرش۱» نام دارد . این ربات به هدف آموزش به کودکان دارای مشکل ساخته شده است. ربات «آرش ۱» با هدف کمک به کودکان مبتلا به سرطان خون و همکاری با پرستارهای این بخش ساخته شد. ربات «آرش۲» با بهبود برخی المان ها به هدف آموزش به کودکان مبتلا به سرطان در بیمارستانها، با توانایی راه رفتن ساخته شد که در تصویر۲ آن را مشاهده می کنید:
پس از آن ربات های رسا برای زبان اشاره و ربات مایا(تصویر۳) به صورت یک عروسک رومیزی فیلی شکل که برای کودکان بیمار استفاده میشود، ساخته شدند. سپس ربات تابان(تصویر۴) ساخته شد که رومیزی است و صورت آن به صورت پروژکتوری و سه بعدی با قابلیت تغییر چهره است و هم چنین روی سینه آن همچون یک تخته میتواند کلمات، قابل مشاهده باشند.
رباتهای تجاری نئو با نامهای ایرانی نیما و سینا نیز که در تصویر۵ مشاهده میشود برای آموزش زبان انگلیسی به عنوان دستیار یک استاد در کلاس بهرهگیری شدهاند:
ربات های دیگری نیز نظیر ربات آپو برای آموزش مدیریت مصرف بهینه 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 میباشند. تصاویر دیگری نیز از محیط و اعضای این آزمایشگاه مشاهده می کنید:
طراحی شده توسط ربات نقاش ساختهشده در آزمایشگاه رباتیک اجتماعی...
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.
