Robotik kodlama nedir, hangi programlama dilleriyle yapılır?

Robotunuzu programlamanız gerekiyor ancak hangi dili seçeceğinizi bilmiyor musunuz? Peki, en iyi programlama dili hangisi? Bunlar, birçok robotik programcının kariyerlerinde en az bir kez soracağı ama basit bir cevabı olmayan sorular.

Robotik, belirli görevleri gerçekleştirmek için iki veya daha fazla eksende bir dereceye kadar özerk olarak programlanabilen yapay ve somutlaştırılmış yeteneklerin kullanımına odaklanan çoklu bir disiplindir. Buradaki 'özerk' kelimesi, herhangi bir insan müdahalesi olmaksızın mevcut durum ve algılama dikkate alınarak istenilen görevleri yerine getirebilme yeteneğini açıklar.

Robotik nedir?

Bir başka deyişle, sensörler, manipülatörler, güç kaynakları, kontrol sistemleri ve yazılımların tümünün aynı anda bir görevi yerine getirmesi eylemine robotik denir. Öte yandan bir robotun algılama, hareket, enerji ve zeka özelliklerine sahip olması gerekir. Dinamik bir alan olan robotik; kontrol, yapay zeka (AI), tıp, kimya, mekatronik, nanoteknoloji ve biyo mühendislik alanlarını da kapsar.

Robotik, öğrenmesi ve oynaması kadar inşa etmesi de eğlenceli bir alandır. Ancak robotunuzu programlamak için her biri kendi avantajlarına ve özelliklerine sahip çok sayıda programlama dilinden birisini seçmeniz gerekir.

Java en yaygın programlama dilidir ve bu nedenle bu dil konusunda size yardımcı olacak uzman bulmanız bir hayli kolaydır. Bununla birlikte, C programlama dili ve Python dilleri, robotik endüstrisinde büyük saygı görür. Programlama konusunda ne kadar bilgili olduğunuza bağlı olarak, farklı diller farklı avantajlar sunar. Bu yazımızda hangi dilin sizin için en avantajlı olduğunu anlamanızı sağlayacak bilgilere yakından bakıyoruz.

Robotik kodlama için en iyi programlama dilleri

C ve C++

Bol araç, zengin kitaplıklar ve işlevler sunan C/C++ dili, birçok robotik programcının favorisidir. Robotik endüstrisinde bir kariyer inşa etme konusunda ciddiyseniz, C/ C++ mutlaka öğrenilmesi gereken bir programlama dilidir. Çünkü bu diller, giriş seviyesi donanımlarla kolay etkileşime olanak tanıdıkları için robotik alanındaki en geçerli programlama dillerinden kabul edilir.

Bellek kaynakları sınırlı olduğunda, mümkün olan her baytı kaydetmek için standart 'C' tercih edilir. Aksi takdirde C++ ile çalışmak daha kolaydır. C++ dili, OS API'sini doğrudan çağırabilir ve herhangi bir paketleyiciye ihtiyaç duymaz. Öte yandan kullanımı son derece hızlı ve platforma özel kitaplıkları da kullanabilirsiniz.

Python

Python, kullanımı kolay olduğu ve kodlaması daha az zaman gerektirdiği için popülaritesini gün geçtikçe artırdı. Java veya C/C++ gibi diğer nesne yönelimli programlama dilleriyle karşılaştırıldığında, Python'da daha az kodlamayla aynı işlevleri yerine getirmek mümkündür. Ancak yorumlanan bir dil olduğu için hata tespiti zordur ve bu özelliği onu büyük projeler için gereğinden fazla dağınık veya karmaşık hale getirebilir.

Python, gömülü sistemlerin tasarlanmasında oldukça yaygın olarak kullanılan üst düzey bir programlama dili olarak kabul edilir. Tüm bu kullanışlı özellikleri nedeniyle ROS'ta (Robots Operating System) önemli bir güç haline gelmiştir.

Python’un kullanıldığı en popüler robotik ürünleri, gömülü sistemler ve kapsamlı otomasyon paketleri tasarlamada kullanılan Raspberry Pi ve Arduino'dur.

JAVA

Robotik kursları ve sertifikaları sunan kolejlerin ya da üniversitelerin çoğunluğu, robotik programlamada gerekli olan birçok özelliği sunan Java'yı müfredatlarından eksik etmez.

C# ve MATLAB gibi Java da yorumlayıcı bir dildir, yani makine kodunda derlenmez. Bunun yerine, Java Sanal Makinesi talimatları çalışma zamanında yorumlayarak aynı kodu birçok farklı makinede kullanmanıza olanak tanır.

Java Sanal Makinesi (JSM), Java platformunun nesne modülü formatı olan class uzantılı sınıf dosyalarının belleğe yüklenip çalıştırılması için gereken hizmetleri sunan bir sistem programıdır ve temel görevinin sınıf dosyalarını yorumlamak olduğu söylenebilir.

Java robotik alanındaki bazı bölümlerde oldukça popülerdir. IBM'in Watson ve AlphaGo'su da dahil olmak üzere birçok modern yapay zekanın kodlanmasında kullanılan temel dillerinden birisidir.

Microsoft C#/.NET

C#, Microsoft tarafından sağlanan tescilli bir programlama dilidir ve Microsoft Robotics geliştirici stüdyosunda büyük ölçüde kullanıldığı için listemizde ona da yer veriyoruz. Günümüzde popülaritesi artan Unity gibi bazı sanal gerçeklik motorları için temel programlama dili olarak kullanılmaktadır.

C#/.NET, farklı alanlara dalmak için sağlam bir temel sağladığından hevesli programcılar tarafından mutlaka öğrenilmesi gereken bir dil olarak kabul edilir. C#/.NET genellikle bağlantı noktası ve soket düzeyinde programlamada kullanılır; kütüphaneleri JAVA'dan çok daha gelişmiştir.

C#, karmaşık bir dil olduğu için ilk öğrenilecek programlama dili olarak seçilmesi ideal değildir. Genellikle önce C/C++ öğrenilmesi tavsiye edilir. C#/.NET, robotiğin bazı alanlarında kesinlikle gereklidir.

MATLAB

MATLAB hesaplama, görselleştirme ve programlamayı tanıdık matematiksel gösterimlerle ifade eden, problemleri ve çözümlerini kullanımı kolay bir ortamda bir araya getiren, teknik bilgi işlem için yüksek performanslı bir dildir.

Yeni başlayanlar arasında oldukça popüler olan MATLAB, bilgileri analiz etmek ve bir kontrol sistemi oluşturmak için kullanılır. MATLAB'de modelleme ve simülasyonun kullanımı kolaydır. Üretim aşaması yerine prototipleme sırasında sorunları belirleyerek uygulama hatalarının ortadan kaldırılmasına yardımcı olur.

Lisp

Lisp, bilgisayar programları için uygulamalı matematiksel gösterimler sunmak amacıyla geliştirilmiş en eski programlama dillerinden biridir.

ROS'un (Robot İşletim Sistemi) birçok önemli bölümü, AI (Yapay Zeka) alanında çok önemli bir dil olduğu için Lisp ile yazılmıştır. Lisp ek olarak ağaç veri yapıları, otomatik depolama yönetimi, dinamik yazma, koşullu ifadeler, özyineleme, yükseltilmiş sıra işlevleri, okuma-değerlendirme-yazdırma döngüsü ve kendi kendini barındıran derleyici gibi ekstra özellikler sağlar.

Basic ve Pascal

Basic ve Pascal klasik programlama dillerindendir. Mevcut trendler ve teknolojiler için modası geçmiş oldukları düşünülür ancak yeni başlayanlar için teknikler ve işlevsellik hakkında fikir vermeleri için bir hayli kullanışlıdır. Basic Micro, BasicX, Parallax u gibi birkaç mikro monitörde robotları eğitmek için bugün de yaygın olarak kullanılan başlangıç ​​programlama dillerinden biridir.

Sonuç olarak günümüzde Pascal, günlük kullanım için pratik olamayacak kadar eski bir dil. Ancak belirli bir robot markasına bağlı kalmadan diğer endüstriyel robot dillerine de aşina olmak istiyorsanız göz atmanız faydalı olabilir.

Donanım Tanımlama Dilleri (HDLs)

Bu bilgisayar dili, elektronik ve dijital mantık devrelerini programlamak için kullanılır. Donanım Tanımlama Dili, kapıları ve yongaları belirtmek veya bir donanım simülatörü aracılığıyla elde edilen yonga özelliklerinin davranışını simüle etmek için kullanılır.

Esasen HDLs'lerin yaptığı şey, gerçek zamanlı görüntüleme donanımının geliştirilmesine olanak tanıyan tasarım araçlarıyla, yazılım ve donanım geliştirme arasındaki farkı bulanıklaştırmaktır. Bahsettiğimiz diğer dillerden farklı olarak, işlemlerin çoğu eşzamanlı işlemci tabanlı olduğundan HDLs'ler iyi bir elektronik bilgisine ihtiyaç duyar.

HDLs'ler, Alanda Programlanabilir Kapı Dizisi’ni (Field Programmable Gate Array) programlamak için yaygın olarak kullanılır. Bu cihazlar, aslında bir silikon çip üretmek zorunda kalmadan elektronik donanım geliştirmenize olanak tanır. Bu da onları bazı geliştirme görevleri için daha hızlı ve daha kolay bir seçenek haline getirir.

Scratch

Scratch, her yıl dünya çapında binlerce yeni robotik meraklısı tarafından kullanılıyor. Bu görsel programlama dili, 8 ila 16 yaş arasındaki kullanıcıları hedefleyen yeni programcılar için özel olarak tasarlanmıştır. Genellikle okulların teknoloji sınıflarında ve robotik kulüplerinde tercih edilen bir dildir.

Scratch programlama blokları sürükleyip birbirine bağlayarak elde edilir. Scratch'te herhangi bir endüstriyel robot programı yazmayacak olsanız da tamamen yeni başlayanlar için bir hayli kullanıcı dostu ve popüler bir dildir. Bu dil geleceğin robotik mühendislerinin çoğunun yolunu açmaya devam ediyor.