معرفی رشته رباتیک و مهارت های لازم برای این رشته

مهندسان رشته رباتیک به ایجاد سیستم‌های رباتیکی که برای انجام وظایف انسانی و غیرانسانی استفاده می‌شوند، کمک می‌کنند.

به‌ عنوان یک کارشناس در رشته رباتیک، شما مسئول طراحی، ساخت، نگهداری و تعمیر ربات‌ها و همچنین انجام تحقیقات و توسعه برنامه‌های کاربردی جدید برای ربات‌های موجود خواهید بود.

مهندسان در رشته رباتیک ربات‌هایی را برای اهداف مختلف از کاوش در سیارات دیگر گرفته تا کار در کارخانه‌ها، ایجاد می‌کنند.

در نتیجه به‌ عنوان یک مهندس رباتیک، می‌توانید تفاوت قابل‌ توجهی در جهان ایجاد کنید.

در این مقاله، درباره رشته رباتیک، مهارت‌های مورد نیاز و چگونگی تبدیل‌ شدن به یک مهندس در رشته رباتیک بیشتر خواهید آموخت.

1# رشته رباتیک چیست؟

یک مهندس در رشته رباتیک در طراحی، توسعه و پیاده‌سازی سیستم‌ها و فناوری‌های رباتیک تخصص دارد.

این مهندسان در تقاطع مهندسی مکانیک، برق و کامپیوتر کار می‌کنند تا ماشین‌هایی ایجاد کنند که قادر به انجام وظایف به‌ صورت مستقل یا نیمه‌ مستقل باشند.

کارشناسان در رشته رباتیک در کل چرخه حیات سیستم‌های رباتیک، از مفهوم‌سازی و طراحی گرفته تا برنامه‌نویسی، آزمایش و استقرار درگیر هستند.

آن‌ها ممکن است در طیف گسترده‌ای از برنامه‌ها، از جمله اتوماسیون صنعتی، رباتیک پزشکی، وسایل نقلیه خودران و لوازم الکترونیکی مصرفی کار کنند.

همانطور که حوزه رباتیک به پیشرفت خود ادامه می‌دهد، مهندسان رباتیک به نوآوری‌هایی کمک می‌کنند که پتانسیل تغییر صنایع، بهبود زندگی روزمره و آینده اتوماسیون و سیستم‌های هوشمند را دارند.

کار یک مهندس رباتیک ممکن است شامل ترکیبی از مدل‌سازی کامپیوتری، شبیه‌سازی، نمونه‌سازی عملی و آزمایش در دنیای واقعی باشد.

ماهیت در حال تحول این رشته، مهندسان را ملزم می‌کند تا در مورد آخرین فناوری‌ها و متدولوژی‌ها به‌روز بمانند و یادگیری مستمر را به یکی از جنبه‌های کلیدی توسعه حرفه‌ای خود تبدیل کنند.

2# روش کار در رشته رباتیک

به‌ عنوان یک مهندس رشته رباتیک، ممکن است برنامه‌های کاربردی رباتیک را در بسیاری از صنایع، از جمله خودروسازی، هوافضا، تولید، دفاع و پزشکی توسعه دهید.

شما ممکن است بیشتر وقت خود را صرف کار در رایانه برای طراحی محصولات جدید یا در ایستگاه کاری برای مونتاژ نمونه‌های اولیه برای اهداف آزمایشی کنید.

برخی از مهندسان رباتیک در کارخانه‌های تولیدی در محل کار می‌کنند و بر ربات‌ها نظارت می‌کنند که در خطوط مونتاژ کار می‌کنند.

برای همگام‌ شدن با پیشرفت‌های این حوزه، در کنفرانس‌های حرفه‌ای شرکت خواهید کرد.

این کنفرانس‌ها فرصتی را برای به اشتراک گذاشتن ایده‌های جدید با دیگر متخصصان و آشنایی با آخرین فناوری‌ها فراهم می‌کند.

با کار به‌ عنوان یک کارشناس رشته رباتیک، می‌توانید در زمینه‌های زیر به فعالیت بپردازید:

• حرکت و تحرک
• حس و ادراک
• رابط اپراتور
• برنامه‌نویسی

3# مهارت‌های مورد نیاز برای مهندسان در رشته رباتیک

از آنجایی‌ که مهندسی در رشته رباتیک یک زمینه پیشرفته و چند رشته‌ای است، ممکن است لازم باشد کنجکاو و متعهد به یادگیری مداوم باشید.

به طور خاص، ممکن است بخواهید این مهارت‌ها را داشته باشید:

1-3# علاقه به نحوه کار

به‌ عنوان یک مهندس در رشته رباتیک، شما مسئول طراحی، مونتاژ، آزمایش و نگهداری ربات‌ها خواهید بود.

شما باید مکانیک، الکترونیک، سیستم‌های بازخورد حسی و نحوه عملکرد این ماشین‌های پیچیده را بدانید.

2-3# تخیل

شما باید بتوانید نحوه حرکت و تعامل یک ربات با محیط خود را تجسم کنید.

3-3# مهارت‌های تصمیم‌گیری

بسیاری از مشکلات راه‌حل روشنی ندارند.

در این مواقع این شما هستید که باید گزینه‌های مختلف را ارزیابی کنید و بهترین تصمیم را بگیرید.

4-3# مهارت‌های ریاضی

به‌ عنوان یک کارشناس رشته رباتیک، هنگام طراحی و تجزیه‌ و تحلیل عملکرد ربات‌ها، به طور روزانه از ریاضیات پیشرفته استفاده خواهید کرد.

برای این منظور، معمولاً از جبر، هندسه، اندازه‌گیری و آمار استفاده می‌شود و ممکن است از حساب دیفرانسیل و انتگرال یا مثلثات نیز استفاده شود.

5-3# مهارت‌های کامپیوتری

فعالان در رشته رباتیک از نرم‌افزارهای کامپیوتری برای ایجاد طرح‌های دقیق از ربات‌ها و سیستم‌های رباتیک قبل از ساخت استفاده می‌کنند.

آن‌ها همچنین از برنامه‌های نرم‌افزاری تخصصی برای آزمایش عملکرد ربات‌ها در محیط‌های مختلف استفاده می‌کنند.

6-3# تفکر عملی

شما باید از تفکر عملی و منطقی برای اشکال‌زدایی ماشین‌ها استفاده کنید و آن‌ها را به‌درستی پیاده‌سازی کنید.

شما اغلب مجبور خواهید بود تصمیماتی بگیرید که عملکرد را در یک زمینه به خطر بیندازد و بتوانید بهترین مسیر روبه‌جلو را مشخص کنید.

همچنین به مهارت‌های خاصی نیاز دارید.

به‌ عنوان مثال، اگر روی طراحی رابط‌ های مغزی رباتیک کار می‌کنید، ممکن است به دانشی در مورد فلزات رسانای انعطاف‌ پذیر مورد استفاده به‌عنوان کاوشگر عصبی نیاز داشته باشید و اگر روی ربات‌های مستقل کار می‌کنید، باید زبان‌های برنامه‌نویسی و هوش مصنوعی را بدانید.

اغلب می‌توانید مهارت‌های فنی خاص دامنه را در محل کار بیاموزید، اگرچه برخی از کارفرمایان خواهان تجربه قبلی در زمینه‌ای هستند که شما کار می‌کنید.

4# فعالیت‌ها در رشته رباتیک

فعالیت‌ها و مسئولیت‌ یک مهندس رشته رباتیک می‌تواند بسته به شغل و صنعت خاص متفاوت باشد؛ اما به‌طورکلی شامل موارد زیر است:

• طراحی و توسعه: همکاری با تیم‌های چندرشته‌ای برای مفهوم‌سازی سیستم‌های رباتیک، ایجاد طرح‌های مکانیکی دقیق و سیستم‌های الکتریکی برای قطعات و اثرگذارهای نهایی
• برنامه‌نویسی و کنترل: نوشتن و پیاده‌سازی کد نرم‌افزاری پیچیده برای ربات‌ها، از جمله کنترل حرکت، برنامه‌ریزی مسیر و اجرای کار (در این کار از زبان‌های برنامه‌نویسی مانند C++،Python یا سیستم‌عامل‌های تخصصی ربات (ROS) استفاده می‌شود.)
• تست و اعتبارسنجی: ساخت و آزمایش دقیق نمونه‌های اولیه برای اعتبارسنجی مفاهیم طراحی، اطمینان از امکان‌سنجی و استفاده از ابزارهای شبیه‌سازی برای آزمایش مجازی قبل از اجرای فیزیکی
• همکاری و مدیریت پروژه: همکاری نزدیک با مهندسان مکانیک، برق و نرم‌افزار، مدیریت جدول زمانی پروژه، بودجه و منابع برای اطمینان از تکمیل موفقیت‌آمیز و به‌موقع پروژه‌های توسعه رباتیک
• تحقیق و نوآوری: قرار گرفتن در جریان پیشرفت‌های رباتیک، هوش مصنوعی و اتوماسیون، مشارکت و رهبری در ابتکارات تحقیقاتی تا دستیابی به مرزهای فناوری را پیش ببرید و تقویت سیستم‌های موجود
• پیاده‌سازی و استقرار: نظارت بر نصب و ادغام سیستم‌های رباتیک در محیط‌های دنیای واقعی، با توجه‌ به چالش‌های خاص زمینه‌های استقرار
• انطباق و استانداردها: حصول رعایت و پیروی استانداردهای صنعت، مقررات ایمنی و ملاحظات اخلاقی و مستندات جامع مشخصات طراحی و روش‌های آزمایش در سیستم‌های رباتیک

5# انواع مهندسان رشته رباتیک

مهندسی در رشته رباتیک شامل تخصص‌های مختلفی است که هر کدام بر جنبه‌های خاصی از طراحی، ساخت و اجرای سیستم‌های رباتیک تمرکز دارند.

در اینجا برخی از انواع مهندسان رشته رباتیک آورده شده است:

• مهندس رباتیک مکانیکی: این متخصص در طراحی اجزای مکانیکی سیستم‌های رباتیک، از جمله ساختارهای فیزیکی و اتصالات، محرک‌ها و پایانه‌ها فعالیت می‌نماید.
• مهندس رباتیک برق: بر روی سیستم‌های الکتریکی ربات‌ها، طراحی مدارها، حسگرها و محرک‌ها تمرکز می‌کند تا ارتباطات و کنترل را در چارچوب رباتیک فعال کند.
• مهندس نرم‌افزار رباتیک (برنامه‌نویس رباتیک): متخصص در نوشتن و پیاده‌سازی کد نرم‌افزاری که رفتار، حرکت و عملکرد سیستم‌های رباتیک را کنترل می‌کند.
• مهندس کنترل رباتیک: بر توسعه الگوریتم‌های کنترل برای کنترل حرکات و پاسخ‌های سیستم‌های رباتیک تمرکز می‌کند و از دقت و کارایی اطمینان می‌دهد.
• مهندس یادگیری ماشین برای رباتیک: تکنیک‌های یادگیری ماشینی را برای افزایش قابلیت‌های ربات‌ها به کار می‌گیرد و آن‌ها را قادر می‌سازد تا سازگار شوند، از تجربه یاد بگیرند و عملکردشان را در طول زمان بهبود بخشند.
• مهندس رباتیک خودمختار: بر توسعه سیستم‌های رباتیک با قابلیت عملیات مستقل، تصمیم‌گیری و ناوبری بدون دخالت مداوم انسان تمرکز می‌کند.
• مهندس تعامل انسان و ربات: متخصص در طراحی رابط‌ها و سیستم‌هایی است که ارتباط و همکاری مؤثر بین ربات‌ها و انسان‌ها را تسهیل می‌کند.
• دانشمند تحقیقات رباتیک: این متخصص درگیر تحقیقات علمی برای پیشرفت در زمینه رباتیک، کمک به توسعه فناوری‌ها و روش‌های جدید است.
• مهندس رباتیک با الهام از زیست: از سیستم‌های بیولوژیکی الهام می‌گیرد تا ربات‌هایی را طراحی کند که از ارگانیسم‌های طبیعی تقلید می‌کنند یا از آن‌ها الهام می‌گیرند و بیو میمیک را در رباتیک بررسی می‌کنند.
• مهندس رباتیک: Swarm بر هماهنگی و همکاری چند ربات که در یک گروه با هم کار می‌کنند، تمرکز دارد و رفتار جمعی و کنترل غیرمتمرکز را مطالعه می‌کند.
• مهندس یکپارچه‌سازی سیستم رباتیک: این متخصص در یکپارچه‌سازی اجزا و زیرسیستم‌های مختلف سیستم‌های رباتیک برای اطمینان از عملکرد و قابلیت همکاری یکپارچه فعالیت دارد.
• مهندس تست رباتیک: بر توسعه و اجرای آزمایش‌هایی برای ارزیابی عملکرد، قابلیت اطمینان و ایمنی سیستم‌های رباتیک تمرکز دارد.
• مدیر پروژه رباتیک: برنامه‌ریزی کلی، اجرا و تحویل پروژه‌های رباتیک را مدیریت می‌کند و تلاش‌ها را بین رشته‌های مختلف مهندسی هماهنگ می‌کند.

6# مشاغل موجود در رشته رباتیک

بسیاری از موقعیت‌ها، تحقیقات پیشرفته رباتیک را در دانشگاه‌ها انجام می‌دهند.

در اینجا برخی از صنایع وجود دارد که در آنها مشاغل رشته رباتیک را پیدا خواهید کرد.

• تولیدکنندگان خودرو یکی از بزرگ‌ترین کارفرمایان مهندسین رباتیک هستند.
  این شرکت‌ها از ربات‌ها در ساخت وسایل نقلیه و قطعات آن استفاده می‌کنند.
• مهندسان رباتیک همچنین برای پیمانکاران دفاعی که سلاح‌های نظامی می‌سازند و نیاز به عملیات از راه دور یا خودکار دارند، کار می‌کنند.
  پهپادهای نظامی و سامانه‌های موشکی معمولاً از فناوری رباتیک استفاده می‌کنند.
• شرکت‌های هوافضا از مهندسان رباتیک برای طراحی و ساخت فضاپیماها، ماهواره‌ها و موشک‌ها استفاده می‌کنند.
  ربات‌ها هم‌چنین به مونتاژ هواپیما و انجام تعمیر و نگهداری آن‌ها کمک می‌کنند.
• تولیدکنندگان تجهیزات پزشکی برای ایجاد اندام مصنوعی و پروتز به کارشناسان رشته رباتیک متکی هستند.
  عملیات جراحی به طور فزاینده‌ای از سیستم‌های جراحی رباتیک استفاده می‌کند.
• مهندسان رباتیک هم‌چنین می‌توانند در شرکت‌های تحقیقاتی که فناوری رباتیک و کاربردهای احتمالی آن را در صنایع مختلف مطالعه می‌کنند، استخدام شوند.

7# محل کار یک مهندس رباتیک چگونه است؟

محل کار یک مهندس رشته رباتیک پویا است و می‌تواند بر اساس صنعت خاص، الزامات پروژه و نقش مهندس در یک تیم چند رشته‌ای متفاوت باشد.

به‌طورکلی، مهندسان رباتیک در محیط‌های مختلفی استخدام می‌شوند که از مهارت‌های آن‌ها در طراحی، توسعه و پیاده‌سازی سیستم‌های رباتیک استفاده می‌کنند.

1-7# آزمایشگاه‌های تحقیق و توسعه

یکی از محل‌های کار رایج برای مهندسان رباتیک، آزمایشگاه‌های تحقیق و توسعه یا مراکز نوآوری است.

در این محیط‌ ها، مهندسان درگیر تحقیقات پیشرفته هستند و مرزهای فناوری رباتیک را پیش می‌برند.

آن‎ها برای کشف مفاهیم جدید، آزمایش با نمونه‌های اولیه و کمک به پیشرفت در این زمینه با محققان، دانشمندان و فناوران همکار، همکاری می‌کنند.

2-7# تأسیسات تولید و خطوط مونتاژ

همچنین مهندسان رشته رباتیک جزء لاینفک صنایع تولیدی هستند، به‌ ویژه صنایعی که از اتوماسیون استفاده می‌کنند.

در اینجا مهندسان در تأسیسات تولید و خطوط مونتاژ کار می‌کنند و سیستم‌های رباتیک را برای بهینه‌سازی فرآیندهای تولید طراحی و پیاده‌سازی می‌کنند.

نقش آن‌ها شامل حصول اطمینان از عملکرد کارآمد، ایمن و بادقت بالا است که به افزایش بهره‌وری و کیفیت در تولید کمک می‌کند.

3-7# دفاتر یا آزمایشگاه‌های مهندسی

در شرکت‌های فناوری متخصص در زمینه رباتیک، مهندسان ممکن است خود را در دفاتر یا آزمایشگاه‌های مهندسی مدرن بیابند.

این مکان‌های کاری همکاری و نوآوری را تقویت می‌کنند و مهندسین را به تجهیزات پیشرفته، ابزارهای شبیه‌سازی و امکانات تست دسترسی می‌دهند.

آن‌ها روی پروژه‌هایی از اتوماسیون صنعتی تا توسعه همراهان رباتیک و سیستم‌های مستقل کار می‌کنند.

4-7# بخش‌های تحقیقاتی دانشگاه

مهندسان رشته رباتیک ممکن است در بخش‌های تحقیقاتی دانشگاه کار کنند و در هر دو جنبه نظری و عملی رباتیک شرکت کنند.

آن‌ها اغلب به دانشجویان راهنمایی می‌کنند، پروژه‌های تحقیقاتی را هدایت می‌کنند و به درک جامعه دانشگاهی از فناوری‌های رباتیک کمک می‌نمایند.

صرف‌نظر از محل کار خاص، مهندسان رباتیک معمولاً با افراد حرفه‌ای از زمینه‌های مختلف از جمله مهندسان مکانیک، مهندسان برق، توسعه‌دهندگان نرم‌افزار و کارشناسان در زمینه‌های تخصصی مختلف همکاری می‌کنند.

این همکاری میان رشته‌ای محیط کاری پویا را تقویت می‌کند و مشکلات به طور جمعی حل می‌شوند و راه‌حل‌های نوآورانه برای رسیدگی به چالش‌های ایجاد سیستم‌های رباتیک پیشرفته توسعه می‌یابند.

8# شرایط شغلی در رشته رباتیک

مشاغل در مهندسی رباتیک می‌توانند بسیار مفید باشند.

در اینجا مواردی وجود دارد که باید هنگام بررسی این مسیر شغلی به‌خاطر داشته باشید:

• شما باید خود را متعهد به یادگیری مادام‌العمر کنید: دنیای فناوری همیشه در حال تغییر و تحول است.
  برای اینکه رقابتی و مرتبط باقی بمانید، باید خود را وقف به‌روز ماندن با پیشرفت‌های تکنولوژی کنید.
• روی راه‌حل‌ها تمرکز کنید: ممکن است هرازگاهی با مشکلاتی مواجه شوید.
  وقتی این کار را انجام می‌دهید، ممکن است لازم باشد بتوانید یک‌ قدم به عقب بردارید و به‌ جای گرفتار شدن در مشکل، روی یافتن راه‌حل تمرکز کنید.

مهندسی رباتیک می‌تواند شغل مناسبی برای شما باشد اگر:

• شما تعهد قوی به یادگیری مادام‌العمر دارید.
• شما در یک محیط فکری چالش‌برانگیز پیشرفت می‌کنید.
• شما دارای سطح بالایی از ابتکار عمل، حرفه‌ای بودن و مسئولیت‌پذیری هستید.
• شما می‌توانید خواسته‌های رقیب را اولویت‌بندی کنید، چندین پروژه را مدیریت کنید و زمان خود را به طور مؤثر سازماندهی کنید.
• شما مهارت‌های تحلیلی، سازمانی و حل مسئله در خود را به‌خوبی توسعه داده‌اید.

9# آینده رشته رباتیک

آینده رشته رباتیک دارای امکانات متعددی است که می‌تواند بر صنایع، زندگی روزمره و جامعه تأثیر بگذارد.

یکی از تأثیرات مهم بر اتوماسیون در تولید، تحرک و بهره‌وری است.

یکی دیگر از حوزه‌های تأثیرگذاری، رباتیک مشارکتی است، جایی که ربات‌ها در کنار انسان‌ها کار می‌کنند و به فعالیت‌های انسانی کمک می‌کنند که منجر به جریان‌های کاری ایمن‌تر و کارآمدتر می‌شود.

پیشرفت‌های اخیر در هوش مصنوعی (AI) و یادگیری ماشین نیز باعث پیشرفت در مهندسی رباتیک می‌شوند.

هوش مصنوعی ربات‌ها و سیستم‌های رباتیک را قادر می‌سازد تا محیط‌ های داده شده را درک کنند و با آن‌ها سازگار شوند و آن‌ها را بسیار هوشمند و مستقل می‌سازد.

علاوه بر این، علاقه فزاینده‌ای به ربات‌ها و سیستم‌های رباتیک برای برنامه‌های کاربردی در مراقبت‌های بهداشتی و سیستم‌های خانه هوشمند وجود دارد.

مهندسی رباتیک برای افزایش بهره‌وری، بهبود کیفیت زندگی و رفع چالش‌های اجتماعی در آینده اثرگذار است.

سخن آخر

رشته رباتیک یک رشته چندرشته‌ای شامل مهندسی برق، مکانیک و کامپیوتر است.

با طراحی، ساخت، بهره‌برداری و مهندسی ربات‌ها و سیستم‌های رباتیک بر اساس درک نظری و کاربرد عملی سروکار دارد.

مهندسی رباتیک طیف وسیعی از وظایف متشکل از مفهوم‌سازی طرح‌ها، توسعه سیستم‌ها و ایجاد الگوریتم‌های عملیاتی را پوشش می‌دهد.

مهندسان رشته رباتیک نقش مهمی در هر مرحله از چرخه حیات ربات‌ها و سیستم‌های رباتیک ایفا می‌کنند.

وظایف رایج شامل ارزیابی عملکرد سیستم‌های رباتیک، شناسایی مناطق برای بهبود و انجام پروتکل‌های آزمایشی دقیق برای اطمینان از انطباق با استانداردهای صنعت قبل از استقرار و استفاده گسترده است.

کارشناسان در رشته رباتیک خلاقیت، دانش فنی و مهارت‌های حل مسئله را گرد هم می‌آورند.

این یک زمینه هیجان‌انگیز است که زمینه چند رشته‌ای از فناوری مهندسی را مطالعه می‌کند.

مهندسی رباتیک خواه ساخت وسایل نقلیه و پهپادهای خودران، سیستم‌های رباتیکی که با انسان در تولید کار می‌کنند یا ماشین‌های انسان‌نمای فیزیکی سایبری، زمینه را برای فردایی بهتر فراهم می‌کند که در آن انسان‌ها و ماشین‌ها به طور یکپارچه با هم کار می‌کنند.