طراحی و ساخت ربات بازویی در کشور توسط دانش‌آموز تبریزی

شایان یوسفی دانش‌آموز کلاس دوازدهم مدرسه نمونه دولتی امیرالمومنین(ع) تبریز است که توانست ربات بازویی را از صفر تا صد طراحی کرده و بسازد.

شایان پسر کوچولوی ۲ ساله‌ای بود که برای روشن و خاموش کردن چراغ‌ها حسابی ذوق زده می‌شد، اسباب بازی‌های کودکانه‌اش از دست او آسایش نداشتند به اصطلاح تا دل و روده ماشین‌هایش را به هم نمی‌ریخت آرام نمی‌شد، می‌خواست بداند این اسباب بازی‌های کودکی چگونه ساخته شده‌اند.

کنجکاوی و علاقه‌اش برای اینکه بداند انواع و اقسام ماشین‌ها و سایر لوازم چگونه سرهم بندی شده‌اند او را به پسری کنجکاو و جسور تبدیل کرده بود که البته گاهی وقت‌ها این کنجکاوی می‌توانست به بروز حادثه‌ای در منزل منجر شود که شکر خدا با داشتن پدری با تجربه و کار بلد ختم به خیر می‌شد.

شبیه‌سازی توربین آبی در ۱۰ سالگی

شایان کوچولوی قصه ما با همان روحیه پرسشگری و کنجکاوی بزرگ شد و به ۱۰ سالگی رسید، وقتی کلاس چهارم دبستان بود پروژه‌ای  با عنوان «توربین آبی» کار کرد که شبیه‌سازی شده و چند چراغ را با همدیگر روشن می‌کرد. شایان این پروژه را به جشنواره جابرابن حیان فرستاد ولی آن چنانکه تعریف می‌کند در اثر بدعهدی و کار غیراخلاقی یکی از مربیان، طرح او به نام یک نفر دیگر در این رقابت‌ها شرکت کرد و حائز مقام شد.

برای یک دانش‌آموز ۱۰ ساله این تجربه تلخی بود که شاید هیچ وقت از یادش نمی‌رود ولی با کمک و تجربیات پدرش به پروژه‌ها و طرح‌های دیگر فکر کرد، به اینکه ممکن است یک طرح به نام افراد دیگر ثبت شود و مقام آورد ولی هرگز نمی‌شود ذهن مرا به نام دیگری ثبت کرده و مرا متوقف کنند.

طراحی آبیاری اتومات در کلاس هشتم

هر سال تحصیلی آغازی برای فعالیت‌های علمی و طرح‌های جالب و عملیاتی او بود. در کلاس هشتم نیز پروژه دیگری با عنوان ” آبیاری اتومات”  طراحی کرد. نحوه کار به این صورت بود دستگاه طراحی شده در مدت زمان مشخص،  ۱۵ ثانیه به گل‌ها آب می‌داد، دقت این طرح خیلی زیاد بود.

شایان یوسفی در مورد جزئیات این طرح گفت: نمونه‌های مشابه این طرح در بازار وجود دارد که برای آبیاری باغ طراحی شده است و مدت زمان آن ۱۰ دقیقه است ولی من آن را تغییر داده بودم به‌طوریکه دقت آن در حد یک ثانیه بود. بعد از هشت ساعت نیز به طور اتوماتیک دوباره آبیاری گل‌ها را انجام می‌داد.

شایان یوسفی وقتی وارد دبیرستان می‌شود به طرح‌های بزرگتر فکر کرده و رنگ و بوی فعالیت‌هایش را حرفه‌ای‌تر می‌کند به‌طوریکه در کلاس دهم، فکر ساخت یک ربات ذهن بی‌قرار او را دائم به خود مشغول می‌کند و این بار طرح اولیه ربات را به روی کاغذ می‌آورد و باز هم رو به پدر کرده و می‌گوید ” پدر کمکم می‌کنی، به نظرت این طرح شدنی نیست؟” و پدر مشتاق‌تر و مصمم‌تر از هر زمان دیگری دست پسر خلاق و مبتکرش را گرفته و می‌گوید ” ذهن انسان به کمک قدرت اراده هر کاری می‌کند و قطعا این کار شدنی است”.

با تشویق‌های پدر و ابزارآلاتی که در اختیارش می‌گذارد کار ساخت ربات آغاز می‌شود.

شایان یوسفی برای آشنایی با نحوه کارکرد این نوع ربات‌ها پول توجیبی‌هایش را نیز صرف خرید ربات می‌کند تا  با تسلط بیشتری روی طراحی و ساخت ربات کار کند.

وی در گفت‌و‌گو با خبرنگار سازمان بسیج علمی، پژوهشی و فناوری آذربایجان شرقی با بیان هزینه پروژه ربات بازویی بیان داشت: چون کشور ما در تحریم است، تمام قطعات مورد استفاده را خودم ساختم و کل هزینه استفاده شده ۲۰ میلیون تومان شده است. این در حالی است که قطعات وارداتی دست دوم ۲۰۰ میلیون تومان بود.

این دانش‌آموز تبریزی در مورد جزئیات این ربات بازویی افزود: تکنولوژی این ربات بسیار فناورانه و هایتک است و معاونت بسیج علمی سپاه عاشورا اعلام کرده بود اگر به شکل صنعتی طراحی کنی می‌توانی در بخش  صنایع نیز مطرح کنی.

وی متذکر شد: این ربات را از صفر طراحی کردم، قدرت مکانیکی موتور خیلی دقیق بوده و در بخش الکترونیک دارای نوآوری خاصی است.

دست این ربات در ۶ محور می‌تواند حرکت کند، انعطاف‌پذیری آن با دست انسان برابر است، هر چقدر درجه آزادی آن بیشتر باشد حرکت‌های آن نرم‌تر شده و دقت آن بیشتر می‌شود. این ربات ۶ مفصل دارد که از ۶ طرف حرکت می‌کند هر چقدر تعداد مفصل  بیشتر باشد قدرت حرکت آن بهتر می‌شود.

یوسفی در مورد کارکرد این ربات بازویی خاطرنشان کرد: این ربات دارای سه نوع فرمان‌پذیری است، 1 فرمان‌پذیری اتوماتیک  2 – جوی استیک 3 –  رادیو کنترل.

وی ادامه داد: اصل نوآوری ربات این است که سه نوع حالت فرمان‌پذیری دارد، من موفق شدم در یک ربات سه حرکت را انجام دهم. هر بخش ربات دارای یک نوآوری است.

در بخش رادیو کنترل، برد آن ۵۰۰ متر است و هر محوری که از رادیو کنترل ۲ درجه حرکت می‌کند روی ربات یک درجه حرکت دارد و این عمل باعث افزایش دقت عملکرد ربات می‌شود.

دانش‌آموزی تبریزی ادامه داد: فرمان پذیری جوی استیک  نمونه کوچک شده ربات است، یعنی هر طور این نمونه کوچک شده ربات را حرکت دهیم ربات اصلی نیز به همان درجه و روش حرکت می‌کند، از طریق سیستم به همدیگر وصل بوده و دارای دقت بالایی است.

به عنوان مثال  وقتی یک فرد دچار یک بیماری واگیردار است و افراد دیگر نمی‌توانند با او در ارتباط باشند ربات اصلی در کنار بیمار بوده و  ربات جوی استیک در اتاق دیگر قرار می‌گیرد. این ربات هر کاری انجام دهد ربات اصلی در اتاق بیمار آن کار را انجام می‌دهد.

وی ادامه داد: نوآوری اصلی این ربات اینکه مرکز پردازنده اصلی ۶ حرکت را می‌تواند به خوبی در جای خود  و با هم انجام دهد.

سازنده این ربات ۶ وجهی اظهار داشت: فرمان‌پذیری اتومات از طریق برنامه‌ریزی «سی پلاس پلاس» کدنویسی می‌شود و نوآوری این است که خط تولید روتین در یک ساعت مشخص یک حرکت خاصی انجام می‌دهد. پیش از این برای انجام ۲ کار از دو ربات استفاده می‌شد ولی یکی از  قابلیت‌های مهم این ربات این است که کارهای مختلف را در ساعت‌های مختلف انجام می‌دهد.

کاربرد این ربات را می‌توان در خط تولید روتین ذکر کرد، انجام عملیات‌های جراحی سنگین و خطرناک، انجام عمل‌های پرتوزا ، خنثی کردن انواع بمب و مین، مقابله با انواع بیماری‌های خطرناک و …

یوسفی اضافه کرد: این ربات جزو ربات‌های بازویی است که در ردیف ربات‌های سنگین قرار می‌گیرد.

این دانش آموز تبریزی علاقه‌مندی تحصیلی خود را رشته مکاترونیک اعلام کرد و در مورد برنامه‌های آینده خود در علم رباتیک گفت: ربات‌های بازویی پیشرفت‌های خیلی زیادی خواهد کرد. امیدوارم روزی انسان در علم رباتیک این توانایی و قدرت را داشته باشند که ربات‌هایی بسازد که به کره مریخ برود و به جای انسان‌ها در کرات دیگر محیط زندگی فراهم کنند و من نیز دوست دارم ربات‌هایی طراحی کنم که در این زمینه باشند.

فرهاد یوسفی، پدر شایان یوسفی نیزدر مورد علاقه‌مندی فرزندش به رشته الکترونیک یادآور شد: علاقه شایان در مباحث برق و الکترونیک به دوران کودکی وی باز می‌گردد. خاطرم است شایان در ۲ سالگی که حتی قادر به سخن گفتن نبود، چراغ‌های چشمک‌زن را به سیم سیار کلیددار وصل می‌کرد و وقتی کلید را روشن می‌کرد و همه چراغ‌ها روشن می شدند به حالت بچگانه شروع به ابراز خوشحالی می‌کرد. ساعت‌ها جلوی لباسشویی  نشسته و کارکرد آن را تماشا می‌کرد و کارهای زیادی از این قبیل را دوست داشت.

من و همسرم با دیدن این رفتارهای او متوجه این علاقه و استعداد شدیم و از همان زمان با قرار دادن وسایل و تجهیزات متناسب با سن و توانایی او تصمیم گرفتیم او را در این زمینه حمایت کنیم.

یوسفی ادامه داد: شرکت در جشنواره‌های مختلف دانش‌آموزی و بی‌مهری‌های داوران در چندین مرحله شایان را دلسرد کرده و انگیزه‌های او را از بین می‌برد ولی ما با تلاش و صحبت در مورد اینکه پروژه‌های او بالاتر از حد دانش‌آموزی است سعی کرده و موفق شدیم این علاقه را در او حفظ کنیم. با کشف شدن استعداد شایان از طرف آقای ارسلانی معاون محترم علمی بسیج علاقه شایان دو چندان شده و تحقیقات خود را افزایش داده است.

وی با اشاره به رفتار شایان در منزل خاطرنشان کرد: شایان تمام کارهای روزمره خود را مانند تمام هم سن و سالان خود انجام می‌دهد. در مدرسه جزو دانش‌آموزان مستعد بوده و در مدرسه نمونه دولتی امیرالمومنین (ع) تبریز مشغول تحصیل است. در کارهای خانه کمک حال جدی من و مادرش است و در رفع اشکال درس‌های خواهر کوچکترش هم بسیار احساس مسوولیت کرده و جدی است.

شایان در باشگاه رزمی نیز در رشته کیک بوکس فعالیت دارد و با برنامه‌ریزی دقیق خود و کمک ما می‌تواند به تمام کارهای خود برسد.

پدر شایان با اشاره به اینکه نوجوانان و جوانان باید از فرصت‌های زندگی به خوبی استفاده کنند، تصریح کرد: به نظر من نوجوانان و جوانان باید توجه داشته باشند که وقت خود را به هیچ عنوان بیهوده از دست ندهند و قدر لحظه لحظه زندگی را بدانند. چون زمان از دست رفته و به بطالت گذرانده شده هیچ وقت بر نمی‌گردد.

گزارش: معصومه درخشان