BİR ROBOT NASIL TASARLANIR ? 81001
ROBOT TASARLAMA SÜRECİ
Robotik Tasarım Nedir?
Bir robotik tasarım, bir robotun ya da robotik sistemin yapılışına dair bir plan ya da yöntem yaratmaktır (mimari planlar, mühendislik çizimleri, operasyon süreci, devre şeması gibi). Tasarımların farklı alanlarda farklı yan anlamları vardır. Bazı durumlarda bir cismin direk üretilişi (çömlekçilik, mühendislik, yönetim, grafik tasarım) aynı zamanda bir tasarım olarak tanımlanabilir.
Daha resmi olarak bir robotik tasarım şöyle tanımlanabilir:
“Bir robotun bir robot tasarımcısı tarafından, belirli robotik ortamlarda belirli görevleri tamamlamak amacıyla temel eleman seti kullanılarak, belirli ihtiyaçları yerine getirerek ve belirli kısıtlara tabii olarak tanımlanması”
Robotik Tasarım Sürecinin Adımları
Robotee robotik geliştiricileri için hazırlanmış geliştirme yapısı olan RSF (Robotee Solution Framework) kullanmaktadır. RSF robotik geliştirme sürecinde kalitede standartlaşma amacıyla geliştirilmiş modellerden, prensiplerden ve yol haritalarından oluşan toplu çözümlerdir.
1-Problemi ve Amaçları Tanımlayın
Bir robotu tasarlamadan ve üretmeden önce hangi problemi çözmeye çalıştığınızı ve amaçlarınızı belirlemeniz gerekir. Birkaç farklı durumu düşünmek için zaman ayırın ve durumun ne olduğuna karar verdiğinizde ve problemin ne olduğunu tamamıyla anladığınızda bir deftere tasarım açıklaması yazın. Bu defter siz robotunuz üzerinde çalıştıkça sizin çalışma belgeniz olacak.
Çoğu zaman robot tasarımcıları ya da mühendisler kendi kendilerine bir fikir üretmezler. Tersine müşterilerden, toplumdan ya da çevreden gelen problemler bombardımanı altındadırlar. İhtiyaçların ve amaçların kesin tanımı olmadan mühendislik tasarım süreci başlayamaz. Tam olarak belirlenmemiş amaçlar uğruna oldukça fazla zaman ve pek çok kariyer harcanmıştır.
“Birinci adım çözülmesi gereken problemin ve ulaşılması gereken hedeflerin kısa bir tanımını yapmaktır”
Problemin çözülebilmesi sürecinin başlaması için, öncelikle doğru ve gerçekçi olarak tanımlanması gerekir.
- Problemin parametrelerini tam olarak anlayın
- Hedeflerin bir listesini yapın ve önem sırasına göre dizin
- Problemin kısıtlarını belirleyin
- Çoğu zaman bir robot problemin gerektirdiği her çözümü sunamaz. Bu nedenle önem sırası yapmak ve problemi çözmeye en çok yaklaşan sonucu ortaya çıkarmak önemlidir.
2-Araştırma ve Beyin Fırtınası
Araştırma:
Kısa bir özet yazdıktan sonra bilgi edinmeye hazırsınız demektir. Öncelikle nasıl bir bilgiye ihtiyacınız olduğunu belirlemeniz gerekiyor. Bu projeden projeye değişir ve aynı zamanda sizin neleri bilip bilmediğinizle de alakalıdır.
Tasarımın pratik fonksiyonu nedir? – Robotum ne yapmalı?
Bir tasarımın pratik fonksiyonları arasında şunlar olabilir;
- Hareket: Robot çevresinde nasıl hareket edecek?
- Manipülasyon: Robot çevredeki diğer cisimleri nasıl hareket ettirecek ya da manipüle edecek?
- Enerji: Robot nasıl beslenecek?
- Zeka: Robot nasıl “düşünecek” ?
- Hissetme: Robotum etrafında neler olduğunu nasıl anlayacak?
Araştırma yeni fikirlere odaklanarak ve eski benzer fikirleri titizce inceleyerek yapılmalıdır. Bazen eski fikirler en iyileridir. Eski ama işe yaramamış fikirler araştırma açısından altın madeni gibidir. Çünkü o fikirlerin zamanında işe yaramamasının sebebi şu an sahip olduğumuz teknolojilerin o zaman olmaması olabilir.
- Aynı ve benzer problemler için bulunmuş farklı çözümleri araştırın
- Tasarımın tatmin edilmesi gereken özel detaylarını belirleyin
- Olası ve alternatif tasarım çözümlerini belirleyin
- Çizimlerin olduğu uygun bir yapı planlayın ve tasarlayın
Beyin Fırtınası:
İlk adım fikirleri kağıda taşımak için eskiz yapmaktır. Eskiz ve el ile çizim sizin yaratıcı yönünüzün dürtülmesini sağlar. Elle ya da CAD yazılımlarıyla çizime ya da modellemeye başlamadan önce doğru ve tam eskiz ve çizimleriniz olması önemlidir. Bu faz aynı zamanda sanal prototipleme ve ürünün bilgisayarda test edilebilmesi imkanı sağlar. Böylece potansiyel ve bazen maliyetli kusurları robotunuzu üretmeden fark edebilirsiniz.
Gruplar halinde fikirleri çizin ve tartışın. Hiçbir fikir kötü fikir değildir. Bir probleme yaklaşırken her bakış açısıyla düşünmek önemlidir. İlk bakışta uygulanabilir ya da mantıklı olmayan bir fikir ilerledikçe problemi çözmenin tek yolu olabilir. Pek az proje ilk deneme ya da en iyi fikirle geliştirme aşamasına başlar. Final projesi genellikle bazıları çok riskli, maliyetli ya da çılgınca olduğu düşünülen birçok fikrin bir araya gelmesinden oluşur.
Çözümler artıları ve eksileri düşünülerek değerlendirilmedir. Bu aktiviteyi grup olarak yapmak çok daha başarılı olacaktır. Beyin fırtınası sayesinde her tecrübe seviyesinden bilgi girişlerini ve probleme değişik yaklaşımları cesaretlendirir. Alternatif çözümler, değer ve olası kullanım alanlarına göre analiz edilip kataloglanabilir. Fikirler kontrol edilebilir bir sayıya ulaştıktan sonra, uygulanma olasılıkları ve başarılı bir sonuç verme maliyetleri değerlendirilmelidir. Bu süreçte sağduyu ve hisler gibi farklı faktörler devreye girebilir. Akılda tutulması gereken en önemli kural, eğer doğru gelmiyorsa fikri uygulamamaktır.
3-Prototip Üretme
Bir tasarımın gerçekte çalışıp çalışmayacağını anlamanın en iyi yolu bir prototip üretmektir. Bu aşamada eskizler ve notlar gerekir. Belki bu aşamada Legolarla prototip üretebilirsiniz. Lego prototipi ürettikten sonra dijital bir resmini çekin. Resmi basın ve altına kısaca notlarınızı yazın. Bir çözüme karar kıldıktan sonra tekrar belirlediğiniz hedeflere dönün ve çözümün ne kadarını başaracağını değerlendirin. Her hedefe ulaştığınızdan emin olun.
Eğer ilk tasarım ve prototip bütün hedeflerinizi tamamıyla başaramıyorsa, tasarım parametrelerine uymuyorsa ya da kabul edilebilir bir maliyette kalmıyorsa, tasarımcılar tekrar çizim masasına (ya da bilgisayara) dönebilirler. Mühendislik tasarım süreci sürekli tasarımın başına dönüp rafine etme ya da yeniden tasarlama gibi bir döngü bulundurur.
Bundan sonra sıra çalışan çizimler yapmaya gelir. Bu çizimler robotunuzu yapmaya başladığınızda size yardımcı olacak çizimlerdir. Bu aşamada da lego ve dijital kamera çok işinize yarayabilir. Çizimlerinizi elle ya da bilgisayar yardımıyla yapabilirsiniz.
4-Robotunuzu Üretin
Robotun üretim sürecinde dikkat etmeniz gereken konular, malzeme, süreç, üretim limitleri ve maliyettir. Firmalar, fabrikalara ve tasarımlarını üretebilecek altyapılara oldukça yüksek yatırımlar yaparlar, çünkü tasarımlarla ne kadar verimli ilgilenilirse, üretim o kadar başarılı olur. Üretim süreci başladığında, firma bütün tasarım sürecindeki yatırımlarını satış ve pazarlama kanallarıyla çıkarmayı umar.
5- Robotunuzu Test Edin
Üretim işi ilerledikçe ve tasarım şekillenmeye başladıkça, otomatik olarak tasarımınızı testlere tabi tutarsınız. Aynı zamanda üretim basamaklarının değişik yerlerinde tasarımınızı test etmek için test sistemleri kurmanız gerekir. Eğer testlerden herhangi biri bir hatanız olduğunu ya da üretimin bir parçasının gereklilikleri yerine getirmediğini gösterirse planınız üzerinde değişiklikler yapmanız gerekir.
Üretim bittikten sonra, bütün proje çözmek için tasarlandığı problemi çözebilip çözemediği açısından test edilmelidir ve bir değerlendirme yazılmalıdır. Bu değerlendirmede tasarımın güçlü ve zayıf yönlerinin belirtildiği bir yazı olmalıdır. Proje başında belirlenen hedeflerin hangilerine ulaşmayı başardığınızı e hangilerini neden başaramadığınızı anlatmanız önemlidir.
Bu yazıyı yazarken işinize yarayacak sorular listesi şunlar olabilir.
- Tasarım ne kadar iyi çalışıyor?
- Tasarım güzel gözüküyor mu?
- Ürünü kullanmak güvenli mi?
- İşimi yeterince iyi planladım mı?
- Üretim kolay mıydı zor mu?
- Ene uygun malzemeler kullanıldı mı?
- Maliyet beklediğimden daha mı çoktu daha mı azdı?
- Tasarımımı nasıl geliştirebilirdim?
İlk Adıma Dönün ve Yeniden Başlayın
A design evolves as you go over on this Robot Design Cycle. Usually the first product is called version 1. As the design evolves it gets better on solving the problem.