ربات مسیر یاب یا همان تعقیب کننده خط که به انگلیسی به آن Line follower robot می‌گویند؛ در واقع یک ربات را نشان می‌دهد که می‌تواند دنباله یک خط پررنگ با کنتراست بالا روی پس زمینه روشن یا برعکس (به طور مثال خط سیاه در پس زمینه سفید، یا خط سفید در پس زمینه سیاه) را دنبال کند. این ربات قادر است مسیر خاصی را شناسایی کرده و آن را پیش ببرد؛ البته این خطوط باید مشخص بوده و دارای عرض قابل قبولی باشند. در این مطلب قصد داریم در مورد این ربات‌های ساده اما در عین حال جذاب حرف بزنیم. ربات‌های مسیر یاب به صورت پیشرفته‌تری نیز تولید می‌شوند و از مدل‌های بسیار ساده و تا مدل‌های پیشرفته را به خود اختصاص داده‌اند و دارای کاربردهای بسیار زیادی در بخش خانگی، صنعتی، پزشکی و … می‌باشند.
ربات مسیر یاب چیست؟
ربات مسیریاب در واقع یک ربات مستقل است که می‌تواند یک راه را تشخیص داده و آن را دنبال کند. این راه به وسیله یک خط با عرض مشخص و رنگ قابل تشخیص بر روی یک زمینه رنگی دیگر مشخص می‌شود و ربات باید آن را تشخیص داده و دنبال کند. در ساخت این ربات‌ها از اطلاعات زیادی در زمینه برق، مکانیک و کامپیوتر (برنامه نویسی) استفاده می‌شود؛ بنابراین برای ساخت این ربات‌ها باید در این زمینه‌ها اطلاعات کافی به دست بیاورید و یا به صورت تیمی دست به طراحی و ساخت این ربات‌ها بزنید.
پیکربندی این ربات‌های مسیر یاب بر اساس سنسورهای مقاومت نوری LDR و مادون قرمز ساخته شده و در این صورت می‌توانند مسیر خود را دنبال کنند. این ربات‌ها از سال‌های پیش ساخته شده و وارد عرصه شده‌اند؛ بنابراین امروزه ساخت یک ربات مسیر یاب ابتدایی بسیار آسان است و به تجهیزات و دانش زیادی نیاز ندارد. در ادامه با اجزای یک ربات مسیر یاب ساده آشنا می‌شوید.
اجزا یک ربات مسیر یاب
بک ربات مسیر یاب یا دنبال کننده خط، دارای ۴ بخش اصلی است؛ بدنه ربات همان چیزی است که شما آن را مشاهده می‌کنید؛ چرخ‌ها ربات را به حرکت در می‌آورند؛ موتور و سنسورها نیز محرک ربات هستند. این ۴ جز در کنار هم می‌توانند یک ربات مسیر یاب ساده را به وجود بیاورند.
-
بدنه ربات
با توجه به اینکه ربات را به چه منظور و برای چه کاری می‌سازید؛ بدنه می‌تواند از مواد مختلفی ساخته شود. شما باید به نکاتی مانند قیمت مواد، میزان مقاومت و انعطاف پذیری آن‌ها دقت کنید. به طور مثال برای ساخت ربات‌های مسیریاب ابتدایی برای مدارس و یا پروژه‌های درسی می‌توانید از آلومینیوم یا پلاستیک فشرده استفاده نمایید.
-
چرخ‌ها
جنس چرخ‌ها نیز اهمیت دارد و باید به گونه‌ای انتخاب شود که با سطح اصطکاک ایجاد کرده و میزان اشتباه در آن کاهش یابد؛ در نتیجه در طول مسیر بتواند با تعادل حرکت کرده و واژگون نشود. اندازه چرخ نیز باید اصولی و طبق اندازه بدنه ربات انتخاب شود تا ربات را در طول حرکت سرنگون نسازد.
-
سنسور
سنسورها نیز در زیر ربات نصب شده و با عملکرد خود می‌تواند مسیر درست را به ربات نشان دهند.
-
موتور
موتور این ربات‌ها مسئله دیگری است که باید به آن دقت شود؛ موتورها باید انرژی را به حرکت مکانیکی تبدیل کرده و ربات را رو به جلو حرکت دهند. موتورهای دی سی و ای سی نمونه‌های رایجی از این موتورها هستند که برای استفاده در ربات‌های مسیر یاب مناسب می‌باشند.
روش کار ربات مسیر یاب
بعد از طراحی و ساخت این رباط که به صورت اصول مکانیکی، برنامه نویسی و الکترونیک انجام می‌شود؛ برای حرکت این ربات به یک زمینه روشن به رنگ مثلاً سفید و یک خط تیره به رنگ (به طور مثال مشکی) نیاز دارید. همانطور که در ابتدا اشاره شد عرض این خط نیز اهمیت دارد و باید حداقل دو سانتی متر باشد تا ربات بتواند آن را تشخیص دهد. طول خط و میزان پیچ و تاب‌هایی که در مسیر با آن مواجه می‌شود محدودیت خاصی ندارد.
همانطور که در ابتدا اشاره شد این ربات‌ها از دو طریق نور و مادون قرمز کار می‌کنند. در ابتدا با کار سنسور تابش نور آشنا شوید. همه ما می دانیم وقتی به جسم روشنی نور بتابانیم؛ مقدار زیادی نور از آن عبور کرده و مقداری کمی از آن نور جذب می‌شود؛ در مقابل با تابش نور به جسم تیره، بر عکس این موضوع اتفاق می افتد؛ در نتیجه مقداری زیادی نور جذب شده و تنها مقدار کمی از آن عبور داده می‌شود.
بنابراین این روش می‌تواند رنگ تیره را از روشن تشخیص دهد. وقتی ربات شما در حال حرکت روی زمینه سفید با خط‌های سیاه است؛ می‌تواند با یک منبع نور را به آن بتاباند و توسط سنسورهایی که در ربات تعبیه شده؛ مقدار بازگشت از نور را اندازه بگیرد. در این صورت خط مشکی روی پس زمینه سفید را تشخیص داده و به سادگی می‌تواند خط را دنبال کند و از تمام پیچ و خم‌های مربوط به آن عبور کرده و به مقصد برسد. در واقع این گیرنده و فرستنده نور که در ربات تعبیه شده؛ می‌تواند مسیر را تشخیص داده و حرکت کند.
کاربرد ربات‌های مسیر یاب
امروزه ربات‌های مسیریاب مزیت‌ها و کاربردهای مختلفی دارد. از آنجا که حرکت این ربات‌ها اتوماتیک است؛ قطعات و فناوری به کار رفته در آن‌ها ارزان بوده و فرایند ساخت آسان‌تری دارد؛ از این ربات‌ها می‌توان در زمینه‌های مختلف استفاده کرد که در این قسمت به آن می‌پردازیم:
۱. حمل‌ونقل خودکار
امروزه در برخی کارخانه‌ها و صنایع مختلف از این ربات‌های خودکار برای حمل‌ونقل خودکار استفاده می‌شود. ربات‌ها به شکل ماشین‌های حمل مواد طراحی شده و با ایجاد خطوط در کارخانه و در مسیر مشخص از این ربات‌ها انتظار دارند تا کالاها را به صورت خودکار و بدون دخالت و کنترل انسانی از قسمتی از کارخانه به قسمت دیگر منتقل کنند.
۲. استفاده در بیمارستان‌ها
این ربات‌ها قابلیت به کار گیری در بیمارستان‌ها را نیز دارند؛ در کف بیمارستان و در بخش‌های مختلف بیمارستان مانند بخش اورژانس، مراقبت‌های ویژه از خطوطی با رنگ متفاوت استفاده می‌شود؛ در این صورت می‌توان از این ربات‌ها کمک گرفت تا به صورت اتوماتیک خطوط را دنبال کرده و مواد و تجهیزات را با سرعت بیشتری به بخش مورد نظر برسانند. حتی برای جابه جایی بیماران نیز می‌توان از این ربات‌های مسیر یاب استفاده کرد و ویلچر و سایر وسایل حمل‌ونقل را کنار گذاشت.
۳. تمیز کردن خانه
تمیز کردن خانه یکی دیگر از کاربردهای ربات‌های مسیر یاب است تا به صورت خودکار مسیر مشخصی در خانه را دنبال کرده و در طی مسیر آن را تمیز کنند. امروزه ربات‌های مسیر یابی به شکل جارو برقی و یا تِی طراحی شده است که از طریق مسیر یابی خانه را تمیز می‌کنند و کاملاً قابل برنامه ریزی هستند.
۴. استفاده در هتل‌ها
امروزه در برخی هتل‌های پیشرفته از این ربات‌ها برای جابه جایی مواد و ارائه خدمات به اتاق‌های مختلف استفاده می‌شود؛ در این صورت دیگر نیازی به سرویس دهی به وسیله انسان‌ها نیست؛ کافی است مسیر تا اتاق‌ها را با خطوطی مشخص کرده و با برنامه ریزی از این ربات‌ها بخواهید تا مسیر را طی کرده و به سمت اتاق‌ها بروند.
۵. استفاده در کتابخانه‌ها
نمونه‌ای دیگر از کاربردهای ربات‌های مسیر یاب در کتابخانه‌ها است. در این صورت نیازی نیست که برای جست‌وجو کتاب و کد مورد نظرتان به قفسه‌های مختلف سرک بکشید؛ کافی است کتاب مورد نظرتان را در سیستم وارد کرده و کد آن را به دست بیاورید. سپس کد را به ربات مسیر یاب داده و از آن بخواهید کتاب مورد نظرتان را پیدا کرده و به شما تحویل دهد.
منبع: وب سافت