Robot

Robot denildiği zaman aklımıza, insan gibi yürüyen, insan davranışları sergileyen, daha da önemlisi insan gibi düşünen ve karar verebilen makinalar geliyor. Bu düşüncede, seyrettiğimiz bilim kurgu filmlerin çok büyük etkisi var. Yıllar önce izlediğimiz ve hala da zevkle yeni bölümlerini takip ettiğimiz Yıldız Savaşları (Star Wars) filmi kahramanlarından C3P0, bu robotlara örnek verilebilir.
Bizler bu filmleri seyrederken, günlük hayatımızda olmasa da fabrikalarda robotlar kullanılmaya başlandı. Bunlara en güzel örnek, fabrikalarda parça taşıyan, boya ya da kaynak yapan Robot Kollar. Düşlediğimiz insan görünümündeki robotlardan farklı olan ve insanın yalnızca koluyla benzerlik gösteren bu robotlar, günümüzde üretimin yoğun ve hassas olduğu birçok fabrikada kullanılıyor ve monoton işleri insanlara bırakmadan sabırla yapıyor.
Tarihçesi
Robot kelimesi ilk olarak 1920 yılında kullanılmış olsa da, robotlara ait ilk kavramlar ve robot benzeri ilk makinalara ait bilgiler M.Ö. 3000 yıllarına kadar uzanmaktadır. Eski Mısır, eski Yunan ve Anadolu medeniyetlerinde otomatik su saatleri benzeri makinaların geliştirildiği bilinmektedir.
Homerus’un İlyada eserinde insan yapımı kadın hizmetçiler anlatılmaktadır.
M.Ö. 100 yıllarında yaşamış olan İskenderiye’li bir mühendisin otomatik açılan kapılar, fiskiyeler vBulletin düzenekleri su ve buhar gücü ile çalıştırdığı eski kitaplarda yazılmaktadır.
Daha yeni çağlarda Leonardo da Vinci’nin yürüyen mekanik aslanı olduğu söylenmektedir.



Bu süreç içinde özellikle batı dünyasında iyi bilinmeyen El Cezeri’nin (MS 12 yy) robot teknolojisi konusunda çok sayıda ve zamanına göre çok ileri öneri ve uygulamaları bulunmaktadır.

El-Cezeri

Artuklu Türklerinin Diyarbakır’da hüküm sürdüğü yıllarda yaşayan El-Cezeri’nin (Bediüzzaman Ebü’l İz İbni İsmail İbni Rezzaz El Cezeri) 1136-1206 yılları arasında yaşadığı tahmin edilmektedir. El-Cezeri 32 yıl Artuklu sarayında mühendislik yapmış ve zamanına göre çok ileri düzeyde teknoloji içeren ve otomatik olarak çalışan çok sayıda düzenek kurmuştur. Cezeri' nin mühendislik açısından büyük önem taşıyan eserinin orijinal adı, Kitab-ül Cami Beyn-el -İlmi ve'l-Ameli en Nafi Fi Sınaatil Hiyel (mekanik hareketlerden mühendislikte faydalanmayı içeren kitap) olarak bilinmektedir. Eserin başka isimleri de bulunmaktadır.
Kitab-ül Hiyel 6 bölümden oluşmaktadır:

1.Bölüm: Binkam (su saati) ve finkanların (kandilli su saati) saat-ı müsteviye ve saat-ı zamaniye olarak nasıl yapılacağı hakkında 10 adet şekil.
2.Bölüm: Çeşitli mutfak eşyalarının yapılışı hakkında 10 adet şekil.
3.Bölüm: Hacamat (kan aldırma) ve abdestle ilgili ibrik ve tasların yapılması hakkında 10 adet şekil.
4.Bölüm: Havuzlar, fıskıyeler ve müzik otomatları hakkında 10 adet şekil.
5.Bölüm: Sığ bir kuyudan veya akan bir nehirden suyu yükselten düzenekler hakkında 5 adet şekil.
6.Bölüm: Birbirine benzemeyen muhtelif şekillerin yapılışı hakkında 5 adet şekil.

Mekatronik ve Mekatronik Mühendisliği
Mekatronik; makina mühendisliği, elektrik/elektronik mühendisliği, ve bilgisayar teknolojisinin eşamaçlı olarak bir makina veya sistem üzerinde uygulanmasıdır. Mekatronik makinalar mekanik işlevsellik ile tümleşik algoritmik denetimi beraberce içeren ürün ve sistemlerdir. Mekatronik ürünler çevrelerini algılarlar, algılanan çevre ile ilgili yorum yaparak karar alabilirler, ve çevrelerini değiştirebilirler. Gelişmiş mekatronik ürünler basit makinalar yerine çevrelerini değiştirebilen bilgisayar sistemlerine dönüşmüştür. Bu temel kavramlara göre mekatronik, çok disiplinli ve disiplinlerarası konuları kapsayan bir mühendislik felsefesi ve mühendislik uygulamalarına tümleşik bir yaklaşımdır. Mekatronik kavramlar özellikle tasarım felsefesini ve mühendislik eğitimini etkileyerek temel değişikliklere neden olmuştur.
Mekatronik, çeşitli mühendislik disiplinleri arasında sistematik bir eşgüdüm sağlayarak amacına ulaşabilen bir mühendislik yaklaşımıdır.

Mekatronik mühendisliği kavramı ise değişik mühendislik teknolojilerinin aynı ürün üzerinde toplanması sonucu doğan bir kavramdır.

(EMS: Elektromekanik sistemler, MMY: Makina mühendisliği yazılımları, EEMY: Elektrik/elektronik mühendisliği yazılımları)

Mekatronik Mühendisleri
Mekatronik mühendisleri bu tanımlara uygun olarak ilgili disiplinlerde uzmanlık kazanan, tüm tasarımı ve her düzeyde tasarım sürecini denetleyebilen, yönlendirebilen, ve katkıda bulunan kişilerdir. Mekatronik mühendisleri ilgili disiplinlerdeki uzmanlarla iletişim kurabilen, bu uzmanlık konularındaki bilgilere erişebilen, bu bilgileri yorumlayabilen, ve bu bilgileri ekonomik, yenilikçi, ve müşteriyi üst düzeyde tatmin eden bir ürüne dönüştürmek amacı ile kullanabilen uzmanlardır.

Mekatronik mühendislerinin temel görevi, tasarım süreci içinde mühendislik yaratıcılığında disiplinlerarası tümleşmenin sağlanmasıdır. Bu nedenle mekatronik mühendisinin herşeyden önce bir tasarım sürecini çok iyi bilmesi ve uygulaması gerekir. Böyle bir kişi, değişik disiplinlerde gereksinim duyulan ayrıntı düzeydeki bilgiyi alıp harmanlayabilecek yetenekleri kazanmış olmalıdır.

Mekatroniğin Doğuşu ve Gelişimi
Mekatronik ilk kez 1960'ların sonunda Japonya'nın Yaskawa Elektrik Şirketi'nde görevli bir mühendis tarafından elektrik motorlarının bilgisayarla kontrolünün sağlanması için kullanılmıştır. Temelde ise "mekanik" ve "elektronik" kelimelerinin uygun bir şekilde parçalanması ve bu parçaların birleştirilmesi ile bu kelime ortaya çıkmıştır.

Bu kavram Japonya'dan yola çıkarak tüm dünyaya yıllar ilerledikçe yayılmaya ve yerleşmeye başlamıştır. Dünyada artan uygulamalarıyla gelişen mekatronik, lisans ve master programlarıyla da üniversitelerde desteklenmektedir. Türkiye'de ise maalesef çok yavaş bir şekilde endüstriyel ve akademik kabul görerek, çalışma ve pratikte ilerlemektedir.

Birçok mühendis mekatroniğin robotikten oluştuğunu iddia etmektedir. ılk robotik kollar, hareketlerini algılayıcılarla geri besleme olmadan düzgün bir biçimde gerçekleştiremiyordu. Bununla birlikte, kinematikdeki ilerlemeler dinamik, kontrol, algılayıcı teknolojisi ve üst düzey programlamayla, gelişimleri desteklenmiştir. Aynı zamanda, modern teknolojiler, robotları daha esnek ve kullanışlı hale getirmiştir. Böylece, her tür makina ve sisteme adaptasyonları ve yüksek performansla çalışmaları sağlanmıştır.

1970'lerde mekatronik , daha çok servo teknolojinin kullanıldığı, otomatik kapı açıcılar, otomatik odaklamalı kameralar gibi ürünlerde kullanılmıştır.

80'li yıllarla birlikte, bilgi teknolojisinin hayata girişiyle, mühendisler mekanik sistemlerin performansını arttırmak için mikroişlemciler kullanmaya başladılar. Sayısal denetimli makinalar ve robotlar daha da yaygınlaştı ve bunların otomotiv uygulamalarında, elektronik motor kontrolü ve ABS fren sistemleri kullanılmaya başlandı.

90'lara gelindiğinde, iletişim teknolojisi de oluşan bu bilgi karışımına eklendi ve üretim hatlarının büyük network ağlarına bağlanması gerçekleşti. Bu, özellikle robot sistemlerinin, uzaktan kontrollu biçimde işletimine olanak sağladı.

Aynı zamanda, daha küçük algılayıcı ve kumanda teknolojileri de artan bir şekilde yeni ürünlerde kullanılmaya başlandı. Otomobillerin hava yastıklarının açılmasını kontrol eden küçük silikon ivmelendirme algılayıcıları gibi mikroelektromekanik sistemler ise son zamanlarda kullanıma sunuldu

Mekatronik Tasarım Ürünleri
Çağdaş mekatronik teknolojisi ürünleri, bir veya bikaç mikroişlemci çevresinde yerleştirilen duyucular (sensörler), eyleyiciler (motor sistemler), ve tüm sistem veya makinayı merkezi veya dağınık yapıda denetleyebilen bilgisayar programlarından oluşmaktadır. Bu tanıma uygun sistem ve makinalar kendisine tanımlanan çevreyi gözlemlemekte, çevredeki değişimleri algılamakta, ve algıladığı bilgileri yorumlayarak gerekli motor sistemler yardımı ile çevresini değiştirebilmektedir. Mekatronik makinalar mekanik işlevsellik ile tümleşik algoritmik denetimi beraberce içeren ürün ve sistemlerdir. Gelişmiş mekatronik ürünler basit makinalar yerine çevrelerini değiştirebilen bilgisayar sistemlerine dönüşmüştür. Doğal olarak bu yapıdaki makina ve sistemler akıllı davranışlar göstermektedir. Mekatronik ürünlerde yer alan yazılımlar genellikle yapay zeka tekniklerini kullanmakta ve böylece mekatronik tasarım ürünleri, basit işlevsel makinalar yerine, çeşitli koşullara uyum sağlayabilen yetenekli sistemlere dönüşmektedir.

Mekatronik Mühendisliğinin önde gelen uygulama alanları şunlardır:

Üretim Mühendisliği
Tarım Robotları
Otomotiv Endüstrisi
Mikro Sistemler (MEMS)
Uçan Robotlar
Robot Görme
Endüstriyel otomasyon
Akıllı Silah ve Silah Sistemleri
Mikro robotlar
Gezer Robotlar
Endüstriyel Robot Kollar

Mekatronik tasarım felsefesi, özellikle yüksek teknoloji ürünü akıllı makina ve sistemlerde uygulanmaktadır. Bu makina ve sistemlerin bazı örnekleri şunlardır :
· Taşıtlarda hava yastığı güvenlik sistemleri, ABS fren sistemleri, uzaktan kumandalı kapı kilitleri, sürüş ve seyir denetimi, motor ve güç sistemleri denetimi, yolcu güvenlik sistemleri, ve taşıt araçlarındaki benzer sistemler,
· NC, CNC, AC v.b. tezgahlar, hızlı protip üretim tezgahları, ve benzeri otomatik üretim tezgahları,
· Fotokopi makinaları, faks makinaları, elektronik daktilolar, ve benzeri büro makinaları,
· MR cihazları, atroskopik cihazlar, ultrasonik problar, ve benzeri diğer tıbbi cihazlar,
· Otomatik odaklamalı fotoğraf makinaları, Video kameraları, Video, CD ve DVD göstericileri, CD kayıt ve benzeri kişisel kullanım amaçlı elektronik cihazlar,
· Lazer yazıcıar, Sabit disk kafa konumlayıcıları, Teyp sürücü ve yükleyicileri, CD okuyucu ve yazıcıları, ve benzeri bilgisayar aksesuarları,




· Kaynak robotları, Fabrika içi kendinden yönlenmeli araçlar (AGV), Uzay araştırmalarında kullanılan robotlar, Askeri amaçlı mayın imha robotları, bomba taşıyıcıları, ve benzeri gezer robotlar,
· Uçuş denetim eyleyicileri, İniş sistemleri, Kokpit kumanda ve cihazları, ve benzeri hava taşıtları sistemleri,
· Garaj kapısı otomatik açma sistemleri, Güvenlik sistemleri, İklimlendirme denetim sistemleri, ve benzeri ev ve büro uygulamaları,
· Çamaşır makinaları, Bulaşık makinaları, Otomatik buz makinaları, ve benzeri ev uygulamaları,
· Değişken hızlı matkaplar, Sayısal tork anahtarları, ve benzeri takımlar,
· Malzeme test cihazları, ve benzeri laboratuar cihazları,
· Bar kodlu sistemler, Konveyör sistemleri, ve benzeri fabrika otomasyon sistemleri,
· El ve otomatik kumandalı hidrolik krenler ve benzeri malzeme taşıma ve inşaat makinaları,
· Otomatik etiketleme, Kalite denetiminde kamera, ve benzeri kalite denetimi ve paketleme uygulamaları,
· Video oyunları ve Sanal gerçeklik uygulamalarında gerçek girdi denetim sistemleri.