Otomasyonda Parçalar Arası Haberleşme Sistemi ve Önemi

Yapılarını düzenleyebilmek için, robotların parçalarını yeni oluşturulacak şekle göre düzenlemeleri gerekmektedir. Yani, parçalar, bulundukları konumdan başka bir noktaya gidebilmek için bütün sistem hakkında bilgi sahibi olmak zorundadır. Parçanın sahip olduğu bilgi, yani yazılımı, canlılarda hücrelerin sahip olduğu DNA molekülleriyle aynı görevdedir. Ancak parçaların sistem hakkında bilgi sahibi olması yeterli bir şart değildir. Bulunulan ilk noktanın ve gidilecek son noktanın bilinmesi de  çok önemlidir. Bunun yanı sıra parçaların belli bir düzen içinde hareket etmesi büyük önem taşır. Bu amaçla parçaların birbirleriyle sürekli iletişim halinde olması gerekmektedir.

İletişim, haberleşme demektir. Haberleşme sistemlerinin özelliklerinden bazıları aşağıda verilmiştir.

1. a.      Uyumluluk

Robot sistemi hareket halinde olduğu için, iletişim sistemi buna uygun olacak şekilde yapılmalıdır.

b. Zaman

Robot sistemindeki parçalar, belli bir düzen içinde ortaklaşa çalıştıkları için zamanında haberleşmelidir. Haberleşmede meydana gelecek gecikmeler, düzeltilmesi imkansız hatalara neden olabilmektedir.

c. Güvenilirlik

İletişim sırasında bilgilerin doğru olarak iletilmesi çok önemlidir. Yanlış bilgilendirme, parçaların görevlerini yerine getirmesini engelleyecektir. Hatta birbirleriyle çarpışmalarına dahi yol açabilir.

d. Boyutların Değiştirilebilmesi

İletişim ağı, diğer bilgi ağlarıyla bağlantı kurabilecek ve onları kesecek özelliklere sahip olmalıdır. Örneğin, sistemin belli bir bölümü zarar gördüğünde o bölge ile olan iletişim kesilebilmelidir. Robotlarda, parçaların belli bir düzen içinde ortak bir çalışma gerçekleştirmesi gerekmektedir. Parçaların bu uyumunu sağlamak için, her parçanın görevi bildirilirken bazı konular göz önünde tutulmalıdır.

e. Görevlerin Yerine Getirilmesi

Yapılacak iş, bir gruba dağıtıldığında, elemanların hiçbiri kendi görevini yerine getirirken, diğerlerinin görevlerini yerine getirmesini engellememelidir.

f. Görevlerin Birbirini Tamamlaması

Bir grup içinde, her eleman kendi üzerine düşen görevi yaptığında, görevlerin tümü belirli bir işin yapılmasını sağlamalıdır. Örneğin yürürken, her bacağın görevi ileri doğru atılmaktır. Ancak yapılan iş, her bacağın sırayla ileri doğru atılmasıyla oluşan uyumla belirli bir tempoda yürümektir. Yapılan iş, sabit bir merkezden yönetilmeyip, birkaç noktadan kontrol edildiğinde, her birim kendi görevini yerine getirmeye çalışacağından verimlilik artacaktır.

Parçaların, böyle karmaşık görevler üstlenebilmesi için belirli bir zeka seviyesine sahip olması gerekmektedir. Robot sistemlerinin işlevlerini yerine getirebilmesi için, grup zekası en uygun durumda olmalıdır. Birden çok parçadan oluşan robot sistemlerinde, grup zekası; gruptaki parçaların davranışlarını düzenleyen ve işbirliğini sağlayan bir yapı niteliğini taşımalıdır. Grup zekası, sistemin elemanlarına dağıtılmış zekanın bileşke noktasıdır. Yani her elemanın sahip olduğu zeka, sistemin zekasının sadece bir kısmını kapsamaktadır. Sahip olunan bilgiler, sistemin elemanlarına dağıtılmaktadır. Bu yapı, karar verme mekanizmasının da parçalara dağıtılacağı anlamına gelmektedir. Her eleman, kısıtlı bir zekaya ve bilgiye sahip olması nedeniyle karar vermede yetersiz kalabilir. Bu nedenle elemanların, bir sorunu çözmek için beraberce çalışması gerekmektedir.

Elemanlar arasındaki ortak çalışma şekilleri; görev paylaşımı ve sonuç paylaşımı olarak ikiye ayrılmaktadır. Karar verme mekanizması, karmaşık problemleri  çözen elemanlara doğru sıralı bir yapı izler.

Grup zekasına sahip olan sistemlerde, bulunulan ortamın tanımlanması görevi de elemanlar arasında dağıtılmıştır. Çeşitli algılayıcılardan gelen verilere göre dış dünya tanıtılabilir. Tanımlama işlemi, verilerin bir merkezde toplanıp değerlendirilmesiyle ya da birkaç işlemcinin, elde edilen veriler üzerinde ortaklaşa çalışması ile gerçekleştirilir. İç yapının tanımlanması da dış ortamın tanımlanması kadar önemlidir. Bunun için,  parçaların birbirlerinden haberdar olmasını sağlayan yapay sinir ağlarına benzer bir sistem kullanılır. Birçok yapay zeka, önceden belirlenmiş görevleri yerine getirecek şekilde tasarlanmıştır. Fakat grup zekasında zeka yapısı, yani yapılacak işin nasıl ele alınacağı, sisteme o anda verilen göreve göre belirlenir. Başka bir deyişle grup zekasının farklı amaçlar için kullanılması, ona dinamik bir yapı kazandırır. Bu nedenle grup zekası diğer yapay zekalardan daha üstündür. Grup zekasının öğrenme konusunda da birçok üstünlükleri bulunmaktadır. Öğrenme, genel olarak nesnel ve davranışsal olarak iki şekilde gerçekleştirilir.

Grup zekasının davranışsal öğrenme yöntemlerini kullanan robot sistemleri, farklı ortamlara rahatlıkla uyum sağlamaktadır. Grup zekası da, modeli kendi içindeki birimler arasında oluşturduğu ilişkilere çevirerek, temsili bir yapı oluşturmaktadır. Günümüzde birçok bilim adamı, grup zekasına sahip sistemlerde görev dağılımını sağlayacak yazılımlar üzerinde çalışmalarını sürdürmektedirler.

Yapılarını düzenleyebilen robotların ilk kuşağını oluşturan bugünkü prototiplerin gelişmiş modelleri, gelecekte büyük kolaylık sağlayabilir. Hareket edebilen ve düşünebilen parçalardan oluşmaları en önemli üstünlükleridir. Parçalar kendi kendilerini idare edebildikleri için, bulundukları yerin geometrik  kısıtlamalarını belirleyip ortama uygun bir şekil de alabilirler. Bu, boyutlarının büyüyüp küçülebileceği anlamına gelir. Yapılarını düzenleyebilen sistemler, çalışmaları sırasında görev dağılımı yaptıkları için birden fazla işin yapılmasında kullanılabilir. Ayrıca dinamik bir yapı, daha  işlevsel olduğundan üretimdeki verimliliği arttırır. Kendi kendilerine şekil değiştiren robotlar, şartların sürekli değiştiği ortamlara uyum sağlayabildiklerinden, insanlar için tehlikeli sayılan işleri yapabilirler.

Sağlayabilecekleri kolaylıklar nedeniyle bu robotlar birçok kuruluşun dikkatini çekmektedir. Dünya çapındaki birçok kurum ve kuruluşun ortakça gerçekleştirdiği Akıllı Üretim Sistemleri Projesi kapsamında Holonik Üretim Sistemleri adlı bir araştırma yürütülmektedir. Araştırma, yapılarını düzenleyebilen robot sistemlerinin üretim alanlarında kullanılmasını amaçlamaktadır. Bir bütünün parçası anlamında kullanılan “holonik” kelimesi, Yunanca’dan  gelmektedir. Hol; tam, on ise parçacık anlamındadır.