Mobile Robotic یا رباتیک سیار، شاخه‌ای از صنعت راهکار-محور است که به سرعت در حال توسعه است و علوم مهندسی و فناوری اطلاعات را با رشته‌هایی مانند علوم شناختی، هوش مصنوعی و بسیاری دیگر ادغام می‌کند.

این تعامل میان رشته‌ای است که امکان تسلط بر پیچیدگی ذاتی Mobile Robotic را فراهم کرده است. Mobile Robotic قادر به پیاده سازی حرکت مستقل و انجام اعمال خاصی هستند. اساساً، علاوه بر تحرک، می‌توانند به طور مستقل(خودکار) و بدون نیاز به دخالت انسان عمل کنند. بر اساس منبع تغذیه ربات، یک تمایز کلی بین دستگاه‌های نیمه خودکار و کاملا خودکار وجود دارد. یک منبع تغذیه خارجی، مانند یک مرکز  شارژ، بر محدود سازی خودکار بودن اثر دارد. اگرچه امروزه حوزه Mobile Robotic در مراحل نسبتاً اولیه توسعه است، نمونه‌های اولیه و حتی برخی از محصولات سریال در طیف گسترده‌ای از بخش‌ها تماما پدیدار گشته‌اند.

Mobile Robotic با اختراع جاروبرقی‌های سیار نیز راه خود را در کاربردهای روزمره خانگی پیدا کرده است که تقریباً می‌توانند با استقلال کامل کار کنند. نوآوری‌های ایجاد شده در زمینه هوش مصنوعی و برنامه-های کاربردی آنها به طور قابل توجهی ارتباط و استفاده از Mobile Robotic خودکار را در آینده افزایش می‌دهند.

از ایستا به پایا - تحول رباتیک در طول زمان

برای سال‌های متمادی، پیشرفت‌ها در رباتیک عمدتاً بر عملکرد پارامترها، صحت تکرار و سرعت متمرکز بود. در این میان معیارهای دیگری نیز وجود دارند که به همان اندازه اهمیت دارند و در خدمت فرآیند تحول صنعتی هستند. الزامات اساسی ربات‌های مدرن تقریباً در همه بخش‌ها، به‌ویژه تولید، این است که آنها باید انعطاف‌پذیری، سازگاری و بالاتر از همه، خودکار بودن را نشان دهند.
همانطور که این عوامل به وضوح نشان می‌دهند، پیشرفت و توسعه صنعتی به طور گسترده‌ای به Mobile Robotic و تکنولوژی اتوماسیون بستگی دارد. اما این فقط بخش صنعتی نیست که از این روند سود می برد – نوآوری‌ها در رباتیک قرار است در آینده به روش‌های دیگری بر زندگی ما تأثیر بگذارند.

مقایسه رباتیک سیار و فناوری سنتی ربات

اگرچه آنها شباهت‌های اساسی دارند، اما mobile robotics که از سیستم‌های موجود تکامل یافته است، از بسیاری جهات با رباتیک کلاسیک متفاوت است. از مقایسه آنها با ربات های صنعتی می توان بازچینی ها و تفاوت های عمده آنها را روشن کرد. سیستم‌های حسگر به کار گرفته شده از نظر ارتباط و دامنه کاربردشان در یک تبدیل حالت اساسی هستند.

از آنجایی که ربات‌های کلاسیک تقریباً تنها  بر مبنای یک الگوی از پیش تعیین‌شده عمل می‌کنند، هیچ استقلال عملیاتی نشان نمی‌دهند.

آنها نیازی به سنسور ندارند، زیرا تنها کمی عدم اطمینان در عملکرد آنها وجود دارد. در مقابل، ربات‌های سیار   (mobile robotics) ذاتا به طیف وسیعی از سنسورها مانند دوربین‌ها، اسکنرهای لیزری، اولتراسونیک و سایر فناوری‌ها متکی هستند. با ترکیب چنین اجزایی است که سیستم های ربات سیار قادر به پاسخگویی به رویدادهای خود به خودی (اتفاقی) هستند.

یک تمایز ابتدایی دیگر را می‌توان در نحوه برنامه نویسی ربات ها یافت. برنامه نویسی mobile robotics مبتنی بر نقش‌ها است و می‌توان آن را وظیفه محور در نظر گرفت در صورتی که ربات‌های صنعتی مطابق با یک برنامه نرم‌افزاری صریح اجرا می‌شوند که شامل توالی دقیقی از دستورات می باشد. توانایی یک دستگاه mobile برای برنامه‌ریزی و انجام حرکات مستقل به دلیل ترکیبی از یک سیستم سنسوری پیچیده و برنامه نویسی نسبتاً غیرمقید است. توالی حرکات یک ربات سیار در نتیجه توسط تغییرات در محیط بی واسطه هدایت می شود، در حالی که ربات های سنتی، به عنوان یک قاعده، بطور پیوسته یک فرآیند کار را تکرار می کنند.

ماهیت ثابت نصب ربات‌های صنعتی مرسوم به این معنی است که آنها همیشه در یک فضای شناخته شده کار می‌کنند که تنها در معرض حداقل تغییرات است. با این حال، هدف ربات‌های سیار این است که می‌توانند عملکرد خود را مطابق با محیط اطراف خود تغییر دهند. به عنوان دستگاه‌هایی خودکار، آنها می‌توانند به طور مستقل محیط‌های جدید را بر اساس توانایی‌های ادراکی و یادگیری خود کشف کنند. هوش برنامه‌ریزی شده ربات‌های سیار به آن ها این امکان را می‌دهد تا به طور خودکار به رویدادها و یا حتی خطاها واکنش نشان دهند و در صورت امکان، راه حل های جایگزین پیدا کنند. در موقعیت‌های مشکل ساز مشابه، ربات‌های صنعتی معمولی به سادگی کار خود را متوقف و یک سیگنال خطا منتشر می‌کنند.

ویژگی‌های ربات‌های سیار

• توانایی ادراکی (هوشمندانه) مبتنی بر سنسورها
• سازگار با حضور تغییرات در فضا یا محیط عملیاتی
• ناوبری مستقل ، برنامه ریزی و اجرا
• نرم افزار/برنامه نویسی وظیفه محور

سنسورها و محرک ها به عنوان پایه و اساس رباتیک سیار

علاوه بر نرم افزار، کنترل و الکترونیک ، سنسورها و محرک ها نیز اجزای ضروری هر سیستم ربات متحرک هستند. هدف از سنسورها به دست آوردن طیف گسترده ای از اطلاعات و داده ها است که می تواند برای محلی سازی و برنامه ریزی حرکات استفاده شود. سیستم های سنسوری نصب شده در داخل ربات، مانند ولتاژ سنج ها، دماسنج ها یا گیرنده های سیگنال رادیویی، اطلاعاتی را در مورد وضعیت فعلی سیستم ارائه می دهند. سنسورهای خارجی که روی سطح یک mobile robotic نصب می‌شوند، مانند دکمه‌های فشاری، بارکد خوان‌ها و سنسورهای گشتاور و شتاب، داده‌های مورد نیاز سیستم را برای انجام دنباله‌های حرکتی خود فراهم می‌کنند.

 محرک ها مسئول اجرای فرمان های کنترل هستند، آنهادر داخل یا بیرون نیز عمل می کنند. محرک های داخلی بر وضعیت سیستم تأثیر می گذارند. برای نمونه دمای داخلی را می توان توسط فن ها و هیتر ها تنظیم کرد. از سوی دیگر، محرک‌های خارجی مانند موتورها و پمپ‌ها، ربات را قادر می‌سازد حرکت کند یا امکان انجام فعالیت‌ها را توسط یک بازو ماهر  مانند بازوی رباتیک فراهم می‌کند.

زمینه های کاربرد رباتیک سیار

زمینه کاربردی mobile robotics دارای وسعت دامنه نامحدود است. کاربردها به سالن تولید محدود نمی‌شوند - ربات‌های سیار اکنون در موقعیت‌های روزمره نیز یافت می‌شوند، یکی از نمونه‌های آن جاروبرقی‌های نیمه‌خودکار هستند.

مانند نمونه های پیشین سنتی خود، آنها برای جمع آوری خاک از کف زمین  با استفاده از یک فن مکنده استفاده می شوند. با این حال، برخلاف مدل‌های کنترل‌شده با دست، جاروبرقی‌های خودکار به هیچ هدایتی از سوی انسان نیاز ندارند، بلکه از مجموعه‌ای از الگوهای حرکتی از پیش برنامه‌ریزی‌شده پیروی می‌کنند. بنابراین آنها می توانند به موانعی مانند پله ها با کمک سنسورهایی که در قسمت زیرین آنها نصب شده اند واکنش نشان دهند. تنها المانی که برای استقلال دستگاه ها محدودیت ایجاد می کند منبع تغذیه است.

در زمینه تولید صنعتی، ربات‌های سیار به طور فزاینده ای برای کارهای  انتقال استفاده می شوند. در یک واحد تولیدی، اگر مواد خاصی توسط یک ماشین برای پردازش مورد نیاز باشد، یا قطعات کار باید به انبار منتقل شوند، می‌توان از ربات‌های مجهز خاصی برای انتقال آنها استفاده کرد. نوسازی ساختارها و عملیات لجستیکی باعث افزایش کارایی و کاهش هزینه‌ها در درازمدت می‌شود و حتی می تواند به یک محیط کار ایمن تر کمک کند.

به عنوان لینکی بین مراحل کاری فردی، mobile robotics پیشتر به یکی از اجزای مهم کارخانه به اصطلاح هوشمند تبدیل شده است.

ربات های نیمه خوکار چه در قعر دریا، برای خنثی کردن یا پاکسازی وسایل منفجره یا به عنوان پهپادهای هوابرد، قادر به انجام وظایفی هستند که به طور بالقوه برای انسان خطرناک است. سایر زمینه‌های کاربردی mobile robotics  شامل کشاورزی و حمل و نقل جاده ای عمومی، از جمله وسایل نقلیه موتوری خودران است.