کتاب رباتیک - معرفی 14 کتاب کاربردی رشته Robotics
رباتیک یک علم چندرشته‌ای است که از تلفیق علوم کامپیوتر و مهندسی به وجود آمده است.
در رشته رباتیک می‌توان مباحث مربوط به طراحی، ساخت، راه‌اندازی و استفاده از یک ربات را مطالعه کرد. هدف از آموزش رباتیک طراحی ماشین‌هایی است که بتوانند به انسان کمک کرده و نقش یک دستیار را برای او بازی کنند.
مباحثی از رشته‌های مهندسی مکانیک، مهندسی برق، مکاترونیک، مهندسی کامپیوتر، مهندسی کنترل، مهندسی زیستی و مهندسی نرم افزار در رشته رباتیک مطرح می‌شود.
از دانش افرادی که در رشته رباتیک فعالیت می‌کنند در زمینه‌های گوناگونی استفاده می‌شود. امروزه از ربات‌ها بیشتر در محیط‌هایی که حضور انسان در آن محیط برای او خطرناک باشد استفاده می‌شود. برای مثال از ربات‌ها می‌توان در محیط‌های آلوده به رادیواکتیو یا برای خنثی‌سازی مین استفاده کرد.
بعضی از ربات‌ها قادر به تحمل گرمای شدید هستند. ربات‌هایی دیگری وجود دارند که می‌توانند به قسمت‌های بسیار عمیق اقیانوس سفر کنند.
همچنین از ربات‌ها در فرآیند ساخت‌وساز محصولات مختلف استفاده می‌شود.
ربات‌ها می‌توانند به هر فرم و شکلی ساخته شوند، اما امروزه ساخت ربات‌های انسان‌نما با فیزیک بدنی و چهره مشابه انسان نیز رو به گسترش است.
با داشتن دانش برنامهنویسی می‌توان عملکردهای مختلف را در ربات‌های برنامه‌پذیر فعال کرد. حتی می‌توان برنامهنویسی اندروید و ربات را با یکدیگر تلفیق کرد و سایت فرادرس در همین راستا در صفحه زیر شبیه‌سازی و کنترل ربات با اندروید را آموزش داده است:
· شبیه‌سازی و کنترل ربات با اندروید - کلیک کنید
امروزه رباتیک یک رشته با سرعت رشد بسیار بالا محسوب می‌شود و افراد زیادی علاقه‌مند به فعالیت در این رشته هستند.
اگر شما هم قصد یادگیری مفاهیم پایه‌ای رباتیک را دارید می‌توانید از کتاب‌های مرجع یا دوره‌های آموزشی آنلاین استفاده کنید.
خواندن کتاب رباتیک مزیت‌های زیادی دارد. اگر سررشته‌ای از مباحث مطرح شده در رباتیک نداشته باشید و ندانید که باید از کجا شروع کنید، خواندن یک کتاب که تمامی مباحث لازم و ضروری را پوشش دهد بسیار برای شما سودمند خواهد بود.
ضمن این که در کتاب‌های آموزشی معمولاً مباحث با جزئیات فراوان توضیح داده شده و این مسئله می‌تواند به یادگیری عمیق مباحث توسط شما کمک کند.
علاوه بر این تمارین و سؤالاتی در میان مباحث آموزشی موجود در کتاب‌ها مطرح می‌شوند که با انجام آن تمارین و پاسخ به سؤالات می‌توانید سطح یادگیری خود را بسنجید و در صورت نیاز کتاب را دوباره مرور کنید.
در این مطلب قصد داریم بهترین کتاب‌های فارسی و انگلیسی آموزش رباتیک را برای شما معرفی کنیم. با معرفی این کتاب‌ها و مباحثی که آن‌ها پوشش می‌دهند گزینه‌های شما برای انتخاب یک کتاب رباتیک محدود شده و می‌توانید راحت‌تر کتاب مناسب خود را تهیه کنید.
در ضمن در سایت فرادرس می‌توانید مباحث مفیدی را درباره کنترل ربات‌ها و ربات‌های برنامه‌پذیر مطالعه کنید:
· ربات‌های برنامه‌پذیر - کلیک کنید
چرا باید رباتیک بخوانیم؟
با رشد و توسعه صورت گرفته در زمینه رباتیک، به تعداد موقعیت‌های شغلی و همچنین افرادی که خواهان فعالیت در این رشته هستند افزوده شده است.
امروزه حتی در بسیاری از مدارس آموزش‌های مرتبط با رباتیک برای کودکان در نظر گرفته می‌شود چرا که این آموزش‌ها باعث بروز خلاقیت و یادگیری مهارت‌هایی نظیر برنامهنویسی و کار گروهی توسط کودکان می‌شود.
اما مزایای یادگیری رباتیک را می‌توان در چهار دلیل زیر خلاصه کرد:
· موقعیت‌های شغلی در زمینه رباتیک رو به افزایش است:
بی شک مهم‌ترین دلیل برای ترغیب شما به مطالعه رباتیک همین دلیل است. موقعیت‌های شغلی مربوط به رشته رباتیک همواره رو به افزایش است و محدودیت‌ها برای فعالیت در این رشته کم‌تر می‌شود.
· رباتیک یک حوزه چند رشته‌ای است:
جذابیت رباتیک در این است که می‌توانید از دانش رشته‌های مختلف در کنار هم برای تولید یک ربات استفاده کنید.
· رباتیک یک رشته بسیار خلاقانه و نوآورانه است:
پروژه ساخت یک ربات می‌تواند برای سال‌ها تیم یا شخص سازنده را درگیر کند. هر روز کار در این عرصه با انجام آزمایش‌ها و بروز نوآوری‌های مختلف همراه است.
تمامی این دلایل می‌توانند شما را برای خواندن یک کتاب رباتیک خوب ترغیب کند.
کتاب چاپی بهتر است یا کتاب الکترونیکی؟
با گسترش استفاده از اینترنت و دستگاه‌هایی نظیر تبلت‌ها و کتاب‌خوان‌های الکترونیکی، برای بسیاری از کتاب‌ها علاوه بر نسخه‌های چاپی، نسخه‌های الکترونیکی نیز عرضه می‌شود.
هر دوی کتاب‌های چاپی و الکترونیکی مزایا و معایب خاص خود را دارند.
مزایای کتاب الکترونیکی
· می‌توان صدها کتاب الکترونیکی را در دستگاه‌هایی نظیر تلفن‌های هوشمند یا تبلت‌ها ذخیره کرد
· می‌توان بزرگی و کوچکی فونت کتاب‌های الکترونیکی را به راحتی تغییر داد
· روشنایی صفحه نمایش را هنگام خواندن کتاب‌های الکترونیکی می‌توان متناسب با نور محیط تنظیم کرد
· معمولاً کتاب‌های الکترونیکی از کتاب‌های چاپی ارزان‌تر هستند
معایب کتاب الکترونیکی
· برای خواندن کتاب الکترونیکی حتماً باید وسیله‌ای مانند کتاب‌خوان الکترونیکی یا تبلت را تهیه کنید که ممکن است قیمت بالایی داشته باشند
· کتاب‌خوان‌های الکترونیکی یا تبلت‌ها را باید پس از مدتی شارژ کرد
· قرض دادن یا هدیه دادن کتاب‌های الکترونیکی نسبت به کتاب‌های چاپی دشوارتر است
مزایای کتاب چاپی
· قرض دادن یا هدیه دادن کتاب چاپی و خرید و فروش کتاب‌های دست دوم چاپی بسیار آسان است
· حس و حال خواندن یک کتاب چاپی با هیچ وسیله الکترونیکی قابل جایگزینی نیست
· هر زمانی که اراده کنید می‌توانید کتاب خود را بخوانید و نگرانی از خالی شدن شارژ آن نداشته باشید!
معایب کتاب چاپی
· کتاب‌ها بسته به ابعادشان می‌توانند فضای زیادی را اشغال کنند
· معمولاً کتاب‌های چاپی قیمت بالایی دارند، به خصوص اگر مجبور باشید تا آخرین نسخه موجود کتاب را تهیه کنید
· برای مطالعه کتاب‌های چاپی باید شرایط محیطی نظیر نور مناسب را فراهم کنید
· کتاب‌ها به مرور فرسوده می‌شوند
کتاب فارسی بهتر است یا انگلیسی؟
اگر به زبان انگلیسی در حدی تسلط ندارید که بتوانید یک کتاب آموزشی را بخوانید بهتر است از یک کتاب رباتیک تألیفی فارسی یا ترجمه فارسی استفاده کنید. هرچند توصیه می‌شود با توجه به گره خوردن رباتیک به علوم کامپیوتر و برنامهنویسی، زبان انگلیسی خود را تقویت کنید.
از طرفی کتاب‌های انگلیسی مناسبی هم برای آموزش رباتیک در دسترس هستند. متن کتاب‌های آموزشی انگلیسی معمولاً روان بوده و اگر تسلط مناسبی به زبان انگلیسی داشته باشید می‌توانید از این کتاب‌ها استفاده کنید.
در نظر داشته باشید که ترجمه از یک زبان به زبان دیگر گاهی با محدودیت‌هایی همراه است و ممکن است در ترجمه‌ها حق مطلب درباره یک موضوع ادا نشود. برای همین ممکن است یک بار خواندن متن زبان اصلی یک کتاب رباتیک از چندین بار خواندن ترجمه فارسی همان کتاب به شما بیشتر در یادگیری کمک کند.
یک کتاب آموزش رباتیک خوب باید چه مباحثی را پوشش داده باشد؟
همانطور که پیش‌تر گفته شد، در رباتیک از دانش موجود در رشته‌های مختلف استفاده می‌شود. بعید است شخصی را پیدا کنید که بر تمامی مباحث پایه‌ای مطرح شده در کامپیوتر، مکانیک و برق تسلط داشته باشد.
یک کتاب رباتیک خوب باید مباحثی را از هر رشته به میزانی که لازم است به شما آموزش دهد. مباحث آموزشی رباتیک بسیار گسترده هستند. با این وجود می‌توان روی تعدادی از موضوعات پایه‌ای که دانستن آن‌ها برای هر شخصی که می‌خواهد در زمینه رباتیک فعالیت کند لازم است، توافق کرد.
بهتر است در بخش اول کتاب موارد زیر پوشش داده شود:
· معرفی کلی رشته رباتیک
· تاریخچه رباتیک و ربات‌ها
· تعریف ربات و انواع آن‌ها
· دسته‌بندی ربات‌ها
· کاربرد ربات‌ها در صنایع مختلف
· معرفی رشته‌های مختلفی که در رباتیک کاربرد دارند
· روش‌های ساخت ربات
بخش دوم کتاب باید به مباحث مهندسی برق و الکترونیک در ربات بپردازد:
· جریان
· مدار
· ولتاژ
· اندازه گیری ولتاژ
· جریان متناوب (AC) و نامتناوب (DC)
· موتورهای DC
· مقاومت
· باتری
· خازن
· دیود
· ترانزیستور
· اتصال سری و موازی
· کنترل کردن وسایل با الکتریسیته
· رله
مباحث مهندسی برق و الکترونیک از جمله موتورهای DC در فرادرس مطرح شده است:
بخش سوم کتاب رباتیک هم بهتر است درمورد مکانیک و سینماتیک ربات‌ها باشد:
· مکانیک ربات
· نیرو
· ماشین‌های ساده
· اهرم
· چرخ دنده
· سطح شیب‌دار
· چرخ و محور
· تعادل مکانیکی
· موتور الکتریکی
· گشتاور
· دسته بندی ربات‌ها از نظر حرکتی
· ساخت شاسی ربات
· سینماتیک ربات‌ها
· معادلات حرکتی
· تعیین مسیر ربات
در یک کتاب آموزش رباتیک مناسب باید پروژه‌هایی برای تمرین عملی مباحث تئوری طراحی شده باشد.
همچنین در یک کتاب رباتیک ممکن است مباحث پیشرفته‌تری مانند برنامهنویسی ربات و سیستم عامل ربات نیز مطرح شود.
در صورت علاقه به یادگیری سیستم عامل ربات به لینک زیر در سایت فرادرس مراجعه کنید:
معرفی ۷ کتاب فارسی آموزش رباتیک
۱. کتاب رباتیک مقدماتی اثر امیر اسحاق میر حسینی
این کتاب برای تمامی افرادی که به رباتیک علاقه دارند از جمله کودکان و نوجوانان مناسب است. نسخه‌های چاپی و الکترونیکی این کتاب را می‌توانید تهیه کنید.
فهرست مطالب:
· تعاریف اولیه مربوط به رباتیک
· مکانیک در رباتیک
· الکترونیک در رباتیک
· پروژه ساخت یک ربات ساده
۲. کتاب آموزش جامع رباتیک از صفر تا صد اثر مهندس رضا قنبری
کتاب آموزش جامع رباتیک از صفر تا صد با فرض این که مخاطب هیچ گونه دانش قبلی از رباتیک ندارد نوشته شده است و علوم کاربردی در رباتیک را به تفکیک توضیح داده است. آزمایش‌های عملی نیز در این کتاب برای مخاطب در نظر گرفته شده است.
نسخه‌های چاپی و الکترونیکی این کتاب در دسترس است.
فهرست مطالب
· ماهیت ربات
· مکانیک ربات
· الکترونیک
۳. کتاب مکانیک و کنترل در روباتیک اثر جان کریگ و ترجمه دکتر علی مقداری و مهندس فائزه میرفخرایی
در این کتاب مباحث مربوط به کنترل ربات از جمله سینماتیک مستقیم و معکوس ربات مورد بررسی قرار گرفته است.
فهرست مطالب:
· مباحث پایه‌ای ریاضی شامل تبدیل‌های فضایی
· سینماتیک مستقیم و معکوس بازوهای مکانیکی
· نیروهای استاتیکی
· دینامیک بازوهای مکانیکی
· مکانیزم بازوی مکانیکی
· کنترل خطی و غیرخطی بازوهای مکانیکی
· زبان‌های برنامهنویسی ربات
نسخه چاپی این کتاب برای خرید در دسترس است.
آموزش سینماتیک مستقیم و معکوس ربات را در صورت علاقه مشاهده کنید:
· سینماتیک مستقیم و معکوس ربات - کلیک کنید
۴. کتاب رباتیک پیشرفته (برنامهنویسی ربات) اثر امیراسحاق میرحسینی
این کتاب برای کسانی مناسب است که با اصول اولیه رباتیک آشنایی دارند و می‌خواهند برنامهنویسی ربات را یاد بگیرند.
نسخه‌های چاپی و الکترونیکی این کتاب برای خرید در دسترس است.
فهرست مطالب:
· آشنایی با برنامهنویسی
· طراحی مدارات الکترونیکی
· تحلیل و طراحی مدار در نرم افزار پروتئوس
· معرفی موتورهای DC
· آشنایی با برنامهنویسی سی (C)
علاوه بر کتاب رباتیک پیشرفته می‌توانید از دوره‌های آموزشی فرادرس درباره برنامه نویسی سی و طراحی مدار در پروتئوس استفاده کنید:
· تحلیل و طراحی مدار در نرم افزار پروتئوس
· آشنایی با برنامهنویسی سی (C)
۵. مرجع منحصر به فرد روباتیک (طراحی و ساخت) اثر فرشاد عسگری
در این کتاب اصول پایه‌ای رباتیک و مباحث مربوط به ساخت و نحوه حرکت ربات‌ها مطرح شده است.
نسخه چاپی کتاب برای خرید در دسترس است.
فهرست مطالب:
· آشنایی با علم رباتیک
· مکانیک ربات
· الکترونیک ربات
· برنامهنویسی ربات
· میکرو کنترلر
· پروژه
· ساخت ربات
۶. کتاب آموزش آردوینو با محوریت رباتیک اثر اشکان طالبی و صفورا قاسمیان
برنامهنویسی یکی از مهارت‌هایی است که در رباتیک کاربرد دارد. آردوینو یک میکروکنترلر قابل برنامه‌ریزی است که می‌توانید دستورات لازم برای کنترل ربات را در آن مشخص کنید. می‌توانید با زبان‌هایی مانند پایتون، متلب و سی‌شارپ برای میکروکنترلر آردوینو برنامه بنویسید.
• برای مشاهده آموزش برنامه نویسی آردوینو (Arduino) با محوریت پروژه های رباتیک مقدماتی — کلیک کنید
در این کتاب با آردوینو و برنامهنویسی ربات آشنا خواهید شد.
نسخه‌های چاپی و الکترونیکی کتاب برای خرید در دسترس است.
فهرست مطالب:
· معرفی محصولات شرکت آردوینو
· تجهیزات لازم
· محیط نرم افزار
· برنامهنویسی
· کار با آردینو
· پروژه‌های کاربردی
· ساخت ربات با آردینو
در کنار این کتاب می‌توانید از دوره‌های آموزشی فرادرس در رابطه با آردوینو استفاده کنید:
· آموزش برد آردوینو با انجام پروژه‌های عملی
· آموزش برنامه نویسی در آردوینو و ایجاد اولین پروژه در آن
· آموزش برنامه نویسی آردوینو (Arduino) با متلب(MATLAB)
· آموزش ارتباط آردوینو با پایتون
۷. کتاب خودآموز عملی رباتیک اثر حسام اولاد دمشقیه
این کتاب رباتیک با رویکرد پروژه محور اصول مقدمات رباتیک را به طور علمی و عملی آموزش می‌دهد.
نسخه چاپی کتاب برای خرید در دسترس است.
فهرست مطالب:
· محاسبه پارامترهای مکانیکی
· آشنایی با الکترونیک
· مقاومت و دیود
· خازن و ترانزیستور
· منابع تغذیه
· شبیه سازی مدارها
· سنسورها
· رله
· موتور الکتریکی
معرفی ۷ کتاب انگلیسی آموزش رباتیک
۱. کتاب Springer Handbook of Robotics اثر Bruno Siciliano و Oussama Khatib
این کتاب به طور جامع مباحث رباتیک را پوشش داده و منبع ایده‌آلی برای متخصصان و حتی افراد مبتدی است.
فهرست مطالب:
· اصول پایه‌ای رباتیک
· ساختار ربات‌ها
· ادراک در ربات‌ها
· ربات‌های سیار
· تعامل ربات‌ها با اشیای اطراف
· تعامل ربات و انسان
· ربات‌هایی که وظایف انسان را انجام می‌دهند
· ربات‌های انسان نما
۲. کتاب Robotics, Vision, and Control: Fundamental Algorithms in MATLAB اثر Peter Corke
مؤلف این کتاب رباتیک بیش از ده سال قبل دو کتابخانه متن باز برای رباتیک و بینایی کامپیوتر نوشته است. کدهای متلب نوشته شده در این کتاب نقطه شروع مناسبی برای محققان و دانشجویانی که قصد انجام برنامهنویسی ربات دارند است.
فهرست مطالب:
· اصول پایه‌ای رباتیک
· دینامیک و سینماتیک بازوی رباتیک
· ربات‌های سیار
· بینایی کامپیوتر
· کنترل ربات با استفاده از اطلاعات جمع‌آوری شده توسط سنسور بینایی
۳. کتاب Mechanics of Robotic Manipulation (Intelligent Robotics and Autonomous Agents) اثر Matthew T. Mason
در این کتاب مباحث مناسبی درباره حرکت ربات‌ها، بلند کردن و رها کردن اشیا و حمل آن‌ها توسط ربات مطرح شده است.
فهرست مطالب:
· تعامل ربات با اشیا
· فرایند شبه ایستا
· دینامیک و سینماتیک ربات
· مدل سازی سینماتیکی و دینامیکی
در فرادرس آموزش‌های مناسبی درمورد مدل‌سازی سینماتیکی و دینامیکی ربات‌ها وجود دارد:
· آموزش مدل سازی سینماتیکی و دینامیکی ربات ها و کنترل و بهینه سازی آن ها - کلیک کنید
۴. کتاب Introduction to Robotics: Mechanics and Control (3rd Edition) اثر John Craig
مباحث مکانیک، تئوری کنترل و علوم کامپیوتر در این کتاب مطرح شده است. نحوه حرکت ربات و کنترل خطی و غیرخطی نیز در این کتاب پوشش داده شده است.
فهرست مطالب:
· اصول پایه‌ای رباتیک
· دینامیک و سینماتیک ربات
· مشخص کردن خط سیر
· زبان‌های برنامهنویسی ربات
· سیستم‌های برنامه‌ریزی آفلاین
آموزش‌های کنترل خطی و غیر خطی را در فرادرس نیز می‌توانید مشاهده کنید:
۵. کتاب Modern Robotics Mechanics, Planning, and Control اثر Kevin M. Lynch و Frank C. Park
در این کتاب رباتیک مفاهیم مقدماتی مکانیک و کنترل ربات‌ها به شکل واضح بیان شده است. خواندن این کتاب برای یادگیری توسط خود افراد بسیار مناسب است.
فهرست مطالب:
· دینامیک و سینماتیک
· مشخص کردن خط سیر
· برنامه ریزی حرکتی ربات
· کنترل ربات
· تعامل ربات با اشیا و بلند کردن آن‌ها
· بینایی کامپیوتر و پردازش تصویر
· ربات‌های سیار چرخدار
۶. کتاب Robotics Modelling, Planning and Control اثر Bruno Siciliano، Lorenzo Sciavicco، Luigi Villani و Giuseppe Oriolo
در این کتاب مباحث پایه‌ای سینماتیک و نحوه به حرکت درآوردن ربات‌ها مطرح شده است. تکنولوژی‌های مرتبط با حرکت ربات‌ها مانند سنسورها و عملگرهای مکانیکی در این کتاب بررسی شده است.
فهرست مطالب:
· اصول پایه‌ای رباتیک
· سینماتیک ربات
· برنامه‌ریزی حرکت و توقف ربات
· ربات‌های سیار
· عملگرهای مکانیکی و سنسورها
۷. کتاب Introduction to autonomous mobile robots اثر Roland Siegwart، Illah Reza Nourbakhsh و Davide Scaramuzza
در این کتاب مباحث پایه‌ای ربات‌های سیار، مکانیک، موتور الکتریکی، سنسورها و غیره برای دانشجویان و سایر افراد علاقمند به ربات‌های سیار مطرح شده است.
فهرست مطالب:
· معرفی ربات‌های سیار
· سینماتیک ربات‌های سیار
· حرکت ربات در یک موضع مشخص
· برنامه‌ریزی ربات برای مسیریابی
در کنار کتاب‌ها از ویدیوهای آموزشی نیز استفاده کنید
امید است با مطالعه این مطلب بتوانید مناسب‌ترین کتاب رباتیک را برای خود تهیه کنید.
توصیه می‌کنیم در کنار کتاب‌ها از دوره‌های آموزشی آنلاین نیز استفاده کنید که مزایای ویژه خود را دارند. در آموزش ویدیویی از تصاویر و طرح‌های گرافیکی مناسبی استفاده می‌شود که به یادگیری بهتر شما کمک می‌کند. در این راستا می‌توانید به فرادرس که بهترین مرجع آموزش آنلاین در ایران محسوب می‌شود، مراجعه کنید.
منابع
https://analyticsindiamag.com/why-you-should-study-robotics-today/
https://mvlteenvoice.com/2013/12/19/print-book-vs-ebooks-pros-and-cons/
https://robocademy.com/2020/04/21/top-10-robotics-books/
مطلبی دیگر از این انتشارات
بسته خودت را بساز!
مطلبی دیگر از این انتشارات
توان حل مساله یا برنامه نویسی؟
مطلبی دیگر از این انتشارات
ویژگی‌هایی که یک برنامه نویس موفق باید داشته باشد