يد روبوتية متحكمة برؤية حاسوبية

مقدمة وأهمية المشروع

في ظل التطورات الحديثة في مجال الروبوتات والهندسة الطبية، تزداد الحاجة لأجهزة روبوتية تحاكي وظائف اليد البشرية بدقة عالية. يهدف هذا المشروع إلى تطوير يد روبوتية مصنعة بتقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد، تشبه اليد البشرية في تكوينها وتحتوي على خمسة أصابع، مع نظام تحكم ذكي يعتمد على معالجة الصور بلغة Python، ويتفاعل بدقة مع البيئة المحيطة.
تُعد هذه التقنية أساسًا مهمًا لتطبيقات متعددة مثل المساعدة الطبية، التصنيع الدقيق، والأنظمة الذكية ذات التفاعل الطبيعي.

فكرة المشروع

تصنع اليد الروبوتية باستخدام الطباعة ثلاثية الأبعاد لتوفير هيكل خفيف ومرن يشابه اليد البشرية في وجود خمسة أصابع قابلة للحركة عبر محركات سيرفو. تُزود اليد بنظام رؤية حاسوبي يعتمد على كاميرا متصلة بالحاسوب، حيث تقوم خوارزميات معالجة الصور بلغة Python بتحليل المشهد وتحديد مواقع الأشياء.
بعد تحليل الصور، يُرسل برنامج Python أوامر إلى لوحة Arduino للتحكم بحركات الأصابع والمحاور المختلفة للذراع، مما يمكّن اليد من التقاط وتحريك الأجسام بدقة ومرونة تحاكي اليد الطبيعية.

مكونات النظام

·         يد روبوتية مطبوعة بتقنية 3D، تحوي 5 أصابع مماثلة لليد البشرية.

·         محركات Servo لكل مفصل لضمان حركة دقيقة للأصابع.

·         كاميرا عالية الدقة لالتقاط الصور وتحليل البيئة.

·         برنامج معالجة الصور باستخدام لغة Python.

·         لوحة تحكم Arduino لتنفيذ أوامر الحركة.

مراحل العمل

1.  تصميم هيكل اليد وأصابعها باستخدام برامج التصميم ثلاثي الأبعاد.

2.  طباعة وتجميع أجزاء اليد باستخدام طابعة 3D.

3.  تركيب المحركات وبرمجتها للتحكم بالحركة.

4.  تطوير خوارزميات رؤية حاسوبية بلغة Python للتعرف على الأجسام وتحديد مواقعها.

5.  برمجة ربط أوامر Python مع Arduino للتحكم في حركات اليد.

6.  اختبار النظام وتحسين الأداء لتحقيق دقة ومرونة في الحركة.

الفائدة والتطبيقات العملية

·         تطبيق عملي لتقنيات الهندسة الميكانيكية، الإلكترونية، ومعالجة الصور.

·         استخدامات في مجال الأطراف الصناعية الذكية.

·         دعم الصناعات التي تحتاج إلى أتمتة دقيقة تشبه الحركة البشرية.

·         توفير منصة تعليمية متقدمة لطلاب الهندسة الطبية والميكاترونكس.

التحديات المتوقعة

·         تحقيق التوافق بين حركة الأصابع الدقيقة والمعالجة الحاسوبية في الوقت الحقيقي.

·         تحسين دقة التعرف على الأجسام في ظروف إضاءة مختلفة.

·         تصميم يد خفيفة وقوية تتحمل الاستخدام المستمر.

خاتمة

يجمع مشروع اليد الروبوتية المطبوعة ثلاثية الأبعاد ذات الأصابع الخمسة بين الابتكار في التصميم الهندسي والذكاء البرمجي، ليقدم نظام تحكم متكامل ذكي يحاكي اليد البشرية بشكل متقن، ما يجعله نموذجًا تعليميًا وتطبيقيًا مميزًا لطلاب الهندسة الطبية الحيوية والميكاترونكس.