مکاترونیک (یا مهندسی مکانیک و الکــترونیک) تلفیق سه رشتهٔ مهندسی مکانیک، مهندسی الکترونیک و مهندسی کامپیوتر است. این رشته سعی بر آن دارد تا نگاهی یکپارچه به سیستمهای تشکیل شده از اجزای مکانیکی - الکترونیکی - کنترلی و نرم افزار داشته باشد[۱]. واژهی مکاترونیک توجه شمارا به علم مکانیک و الکترونیک جلب میکند. اما هدف مکاترونیک ایجاد و استفاده از ارتباط داخلیِ میانرشتههای مهندسی مرتبط با اتوماسیون و خودکارسازی است، تا یک نمایه از کنترلِ پیشرفته را در سیستمهای ترکیبی به خدمت بگیرد.
مهندسی مکاترونیک
- علم مهندسی مکاترونیک یک مجموعهی بینرشتهای تلفیقی از پوشش اهداف مشترک رشتههای مهندسی مکانیک، مهندسی برق، مهندسی کنترل، مهندسی کامپیوتر، مهندسی مولکولی ( از نانوشیمی و بیولوژی) پدیدآمدهاست. هدف مکاترونیک این است که به سیستمهای سادهتر، ارزانتر، راحتتر و انعطافپذیرتر دست یابیم.
تاریخچه
- آقای تسورو موری یک مهندس ژاپنی شرکت یاسکاوا، در سال 1969 میلادی واژهی مکاترونیک را ابداع کرد و بهکار برد. واژهی مکاترونیک جایگزین واژهی سیستمهای الکترومکانیکی شد و تا حدی کمتر هم بهجای مهندسی کنترل و اتوماسیون بهکار گرفتهمیشود.
توصيف
- علم مهندسى سایبرنتیک، با مسألهی مهندسی کنترل سیستمهای مکانیکی سر و کار دارد. مکاترونیک برای کنترل یا تنظیم چنین سیستمهایی بهکار گرفته میشود(نظریه کنترل، یا به فارسی نظریه کنترل را ببینید). با پیوست ماژولهای مکاترونیک، اهداف تولید دستیافتنی میشود. همچنین قابلیت در دسترسبودن و انعطافپذیری در مجموعهی تولید بهدست میآید. تجهیزات تولید مدرن شامل ماژولهای مکاترونیکی میشود که بر مبنای یک ساختار کنترلی هدفمند، در کنار یکدیگر قرار گرفتهاند. شناختهشدهترین ساختارها عبارتند از: ارتباط زنجیرهای و ترکیبی. روشهایی برای دستیابی به یک اثر فنى به وسيله الگوريتمهاى كنترل بیان میشوند، كه ممكن است از روشهاى ساختیافته در طرح استفاده شود یا خیر. در رشتهی مکاترونیک، سيستمهای هایبرید مهم شامل: سیستمهای تولید، راهاندازهای هَمـکُـنِشی، روباتهای اكتشاف فضایی، زيرسيستمهاى خودکار از قبيل سيستمهاى ترمزگيرى ضدقفل، همچنین تجهيزاتی پر کاربرد در زندگی روزانهی ما، از قبيل دوربينهاى عكاسى با قابلیت تنظیم خودکار تصویر، ویدئو، دیسکهای سخت، پخشکنندههای لوح فشرده، ماشینهای لباسشویی و ... میشود. يك فرد با درجه مهندسى مكاترونيك، معمولا درسهایی در موضوعات رياضيات مهندسى، مكانيك، طراحی اجزای ماشين، طراحی مكانيكى، ترمودينايك، مدارات و سيستمها، الكترونيك و مخابرات، نظریه کنترل، برنامهنویسی، پردازش سیگنالهای دیجیتالی، مهندسی قدرت، روباتیک را میگذراند و معمولا یک پایاننامه در سال آخر خواهد داشت.
كاربرد
=اتوماسيون و روبوتيك. = سرو مكانيك. = حسگرها و سيستمهاى كنترل. = مهندسى اتومبيل، در طرح زيرسيستمها از قبيل سيستمهاى ترمزگيرى ضدقفل. = مهندسى كامپيوتر، در طرح مكانيزمهايي مانند راهياندازهاى كامپيوترى.
سابقه مکاترونیک در ایران
در سنوات اخير به منظور گسترش و پیشبرد و ارتقای علمی - تخصصی و ایجاد شبکه ارتباطی میان صاحب نظران، محققان و کارشناسان و بهبود بخشیدن به امور آموزشی و پژوهشی در زمینههای مرتبط با علم مکاترونیک، انجمن مکاترونیک در ایران تشکیل گرديدهاست . امروزه زمینه تخصصی مکاترونیک در همه جای جهان شناخته شدهاست . تعداد مجلات علمی و کنفرانسهای مختص رشته مکاترونیک نیز به صورتی فراگیر در حال گسترش است . در حــوزه صنعت نـیز شرکـتهای بین المـللی با بهره گیری از این تخصص اقدام به تولید و عرضه محصولاتی کردهاند که طیف آن از دوربینهای پیشرفته ، روباتهای انسان گون،دستگاههای پزشکی و خودروهای هوشمند گرفته تا محصولات بدیع نظامی و هوا فضایی است. رشته مکاترونیک در ایران و بسیاری از کشورهای جهان با نام روباتیک در هم آمیختهاست در واقع روباتها یکی از جلوههای کلاسیک محصولاتی هستند که بر پایه علم مکاترونیک طراحی و ساخته میشوند. با این توصیف، علم مکاترونیک در ایران نیز سابقهای ۱۵ تا ۲۰ساله داشته . و با توجه به کاربرد روزافزون محصولات پیچیده و مرکب در صنایع کشور، ضرورت ایجاد ساختارهای جدید برای توسعه دانش مکاترونیک و تربیت نیروهای متخصص روز آمد اهمیت ویژهای پیدا کردهاست. با توجه به ماهیت میان رشتهای دانش مکاترونیک و حجم وسیعی از تولیدات عملی کشور که عملا ارتباط مستقیمی با تخصص مکاترونیک دارند، تأسیس دورههای آموزشی مکاترونیک در هنرستانهای فنی، آموزشکدهها و دانشگاهها، به عنوان محملی برای تشویق و تسهیل تعاملات عملی و فناوری ضروری به نظر میرسید. با توجه به تولید دستگاههای هوشمند، نیاز به این رشته نمود بسیاری پیدا کرد. امروزه از لوازم خانگی، خودروها تا صنایعی مثل پالایشگاه، نیروگاه، پتروشیمی و سیمان نیز از کاربردهای این علم استفاده میکنند. این رشته به سه گرایش رباتیک، اتوماسیون خطوط تولید و رابط انسان ماشین تقسیم میگردد. در حقیقت توسط این علم میتوان سیستمهای مکانیکی را به صورت هوشمند درآورد. سیستمهای ترمز ABS در اتومبیل، دستگاههای CNC و کلیه سیستمهای اتوماسیون را میتوان از نمونههای بارز این علم دانست.
دانشگاههای ایران
رشتهی مکاترونیک از سال ۱۳۸۳ در دانشگاههای ایران تشکیل شدهاست. مانند بسیاری از نقاط جهان، سرفصلهای یکسانی در دانشگاهها اجرا نمیشود و رشتهی مکاترونیک توسط اساتید مکانیک، و در برخی دانشگاهها توسط اساتید برق، مدیریت میشوند. طبیعتا نوع نگاه به مواد درسی نیز با نگرش مدیر گروههای دانشگاهها فرم میپذیرد. دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات و دانشگاه آزاد قزوین اولین دانشگاههای ایران هستند که رشتهی مکاترونیک را دایر کردهاند. دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی در مقطع کارشناسی ارشد و کارشناسی در این رشته فعالیت گستردهای دارد. در دانشگاه تبريز، دانشگاه صنعتي اميركبير و دانشگاه سمنان و دانشگاه آزاداسلامی واحد تهران جنوب و دانشگاه صنعتی شریف نیز این رشته وجود دارد.
دانشگاه علم و صنعت ایران نیز این رشته را در مقطع کارشناسی ارشد برگزار میکند.
میدان متنوع
یک زمینه از جنبههای متنوعی که مکاترونیک به آن وارد شده، رشته بیومکاترونیک است. بیومکاترونیک هدف بیومکاترونیک، یکپارچهسازی بخشهای مکانیکی با اجزای بدن انسان (معمولا جایگزینی یک قطعه از اسکلت با قطعات کوچک مکانیکی) است. این یک نسخه از واقعیت زندگی با ابزارهای مجازی است.
IELTS Exam Preparation