تعريف علم الميكاترونيكس Mechatronics

مرحبا بكل زوّار و أعضاء منتديات جوهرة سوفت
أهلا و سهلا بكم في منتدى العلوم الهندسية


تعريف علم الميكاترونيكس Mechatronics


تتألف كلمة " ميكاترونيكس " من جزءين ، فالجزء الأول هو : ميكا ، وهو يدل على صلة هذا العلم الوثيقة بعلم الهندسة الميكانيكية ، أما الجزء الثاني فهو : ترونيكس ، وهو يدل كذلك على ارتباط حميم بعلم الهندسة الإلكترونية ، وبهذا يمكن القول بأن علم الميكاترونيكس ما هو إلا مزيج متآلف التكوين من علوم هندسية مختلفة ، إذ يربط ما بين علوم الإلكترون والميكانيك وبرمجيات الكمبيوتر ليأتي بأنظمة مؤتمتة تتيح تحكماً راقي المستوى في أغلب التطبيقات التقنية التي تمس جميع مكونات حياتنا اليومية.

يوضح المخطط التالي ( من موقع RPI ) الحقول المختلفة التي تشكّل أطياف علم الميكاترونيكس :



يتألف علم الميكاترونيكس بشكل محوري من علوم الميكانيك والإلكترون و الحوسبة، ويسعى من خلال طرق ربط معينة أن يستفيد من خصائص كل من هذه العلوم لإبداع أنظمة متكاملة، مبسطة ، غير مكلفة اقتصادياً، موثوقة ومتعددة الجوانب والتطبيقات.

وقد أتى مصطلح ميكاترونيكس بداية على يد المهندس الياباني المبدع تيتسورو موري Tetsuro Mori من شركة ياسكاوا اليابانية ، وأمكن اسبتدال مصطلح ( الأنظمة الإلكترو- ميكانيكية ) أو في أغلب الأحيان ( هندسة التحكم و الأتمتة ) بمصطلح ( الميكاترونيكس ) . لقد أدت الحاجة الملحة المصاحبة لتطور علم الميكاترونيكس لإيجاد علم هندسي جديد يبحث في الحلول الواجب توفيرها لأنظمة الميكاترونيكس لتحقيق تحكم أمثل، و سمّي هذا العلم بالـ ( سايبرنيتيكس Cybernetics) أو علم الضبط الآلي، ويعتمد هذا العلم بشكل أساسي على نظريات التحكم لتقديم حلوله وأفكاره .

و من خلال هذا التكافل و التكامل بين العلوم، استطاعت المركّبات الميكاترونيكسية أن تحقق أهداف عمليات الإنتاج وتحمل معها خصائص أداء التصنيع الذكي والمرن ضمن إطار عملية التصنيع العام .

تتألف معدات الإنتاج الحديثة مما يمكن تسميته ( المركّبات الميكاترونيكسية ) و التي تتكامل فيما بينها وفق بنية تحكمية معينة، ومن أكثر هذه البنى التحكمية شهرة في يومنا هذا : البنية التدرجية و البنية الهجينة و البنية المتعددة , أما المنهجيات التي تضفي على هذه البنى تأثيراً تقنياً ومنطقياً مميزاً فتسمى بـ ( خوارزميات التحكم ) والتي تتيح الآفاق لإبداع منهجيات تحكمية تتبتعد عن المألوف في تصميمها لكي تلتقي مع حاجات نظام الميكاترونيكس المتكامل .

من أهم الأمثلة على الأنظمة التي ترتبط بعلم الميكاترونيكس ويسعى لتطويرها بشكل دائم : أنظمة الإنتاج الصناعي ، أنظمة الملاحة الفضائية ، أنظمة الكبح غير المقفلة في الآليات والسيارات ، و الكثير من النظم في الأجهزة المستخدمة في حياتنا اليومية كأنظمة التركيز التلقائي في الكاميرات الرقمية ، أجهزة الفيديو ، الأقراص الصلبة في الحواسيب ، قارئات الأقراص الليزرية ، الغسالات الأوتوماتيكية ... وغيرها الكثير الكثير .

الدراسة الأكاديمية : للحصول على درجة أكاديمية في علوم هندسة الميكاترونيكس فإن ذلك سيتطلب مهارات تدريبية وصفوفاً دراسية في علوم الرياضيات الهندسية ، هندسة الميكانيك ، تصميم عناصر الآلات ، التصميم الميكانيكي ، الثيرموديناميك والانتقالات الحرارية ، الدارات والنظم الإلكترونية ، الاتصالات ، نظريات التحكم والبرمجة بواسطة الحاسب ، معالجة الإشارة الرقمية ، هندسة الطاقة والقدرة ، الروبوتات وعادة ما تختتم الدراسة الأكاديمية بأطروحة في السنة الدراسية الأخيرة .