تعتبر الميكاترونكس والروبوتات امتداد لهندسة الميكانيكا، هي قريبة من هندسة الكمبيوتر، يتعلم مهندسو الميكاترونكس كيفية تصنيع الروبوتات والتحكم في الأنظمة الروبوتية.

بمعنى؛ تركز الميكاترونكس والروبوتات على صناعة الربوتوتات على وجه الخصوص ودراسة الأنظمة التي تتحكم في تلك الروبوتات وبرمجتها وتصميمها.

حيث لايمكن فصل الميكاترونكس والروبوتات عن الميكانيكا، لأن كلاً من المكياترونكس والروبوتات يعتمدان على الميكانيكا في مبادئ عملهما. تعتمد الميكاترونكس والروبوتات على مبادئ التحكم والأتمتة.

يتم دراسة مواضيع عدة في تخصص هندسة الميكاترونكس: مثل

1. الذكاء الاصطناعي
2. أنظمة التحكم العامة
3. تصميم الأنظمة
4. مبادئ التشغيل MATLAB
5. وإدارة المشاريع والروبوتات من خلال المحاكاة.

تعريف هندسة الميكاترونكس:

هي دراسة للتفاعلات الكهروميكانيكية مع الأنظمة التقنية الأخرى مثل الالكترونيات والربوتات وهندسة الاتصالات وهندسة التحكم والنُظم، بمعنى هي:

مزيج من تقنيات الهندسة الميكانيكية والكهربائية وهندسة الكمبيوتر من أجل تصميم المنتجات وعمليات التصنيع.

الميكاترونكس مجال يجمع بين أنواع مختلفة من الهندسة مدمجة في مجال دراسي تقني واحد .

تعريف علم الروبوتات:

هو فرع متعدد التخصصات يركز على تكامل أنظمة الهندسة الميكانيكية والكهربائية والإلكترونية، يتعامل مع الكثير من الموضوعات مثل علوم الكمبيوتر الميكانيكية وهندسة المعلومات، مع التصميمات والتشغيل وصناعة واستخدام الربوتات وأجهزة الاستشعار؛ للحصول على المعلومات وردود الفعل وكذلك معالجة المعلومات.

بداية علم الميكاترونكس :

ظهر اسم الميكاترونكس لأول مرة في عام 1969 على يد مهندس يُدعى تيتسورا موري كان يعمل لدى شركة يابانية تسمى yaskawa electric corporation مختصة بصنع المعدات الميكانيكية، أراد موري تقديم مصطلح تقني لتلك التكنولوجيا الجديدة، قام دمج الكلمتين التقنيتين « ميكانيكي » و « الكترونيات » وابتكر منها الكلمة الجديدة « ميكاترونكس ».

في سنة 1970 تقدمت شركة yaskawa لجعل هذه الكلمة علامة ً تجارية مسجلة خاصة بالشركة. لم يكتسب المصطلح شهرة بين الأوساط التجارية إلا بعد ثمانينات القرن الماضي.

في البدايات كان المصطلح يعتمد على أجهزة الكمبيوتر الكهربائية والالترونية؛ لكن بعد الثمانينات تم دمج استخدام تكنولوجيا الكمبيوتر، أصبح التحكم في الآلات وتشغيلها أسهل بكثير من خلال استخدام أجهزة وبرامج الكمبيوتر.

على مستوى البحث والتطوير يتم تصنيف الميكاترونكس الى عدة مجالات تقنية، منها:

• التحكم في الحركة
• الربوتات
• أنظمة السيارات
• التحكم الذكي
• المحركات وأجهزة الاستشعار
• النمذجة والتصميم
• تكامل النظام
• التصنيع
• الأجهزة الدقيقة والالكترونيات الضوئية
• الاهتزاز والتحكم في الضوضاء

الآن مجال تطبيق الميكاترونكس واسع للغاية ؛ تستخدم هذه التقنية بقوة في أتمتة الآلات والميانيكا والأنظمة الطبية الحيوية وأنظمة الطاقة وأنظمة الاتصالات والتصميم بمساعدة الكمبيوتر.

في المستقبل تصميم المنتجات سيشمل مزيجاً من الأنظمة الميكانيكية والالكترونية الدقيقة، وستكون الميكاترونكس هي الأساس لجميع الأنشطة في المنتجات وتكنولوجيا الانتاج.

الميكاترونكس والثورة الصناعية الرابعة:

تسمى أيضاً في أوروبا 4,0 وهي مصطلح يستخدم لوصف التحول الرقمي عبر الصناعات على نطاق واسع، تتميز الثورة الصناعية الرابعة بمزج الأنظمة الفيزيائية والميكانيكية مع

1. العالم الرقمي
2. سلسلة الكتل أو مايعرف Blockchain
3. العالم البيولوجي والروبوتات
4. التقنيات اللاسلكية المتقدمة
5. الحوسبة السحابية
6. الذكاء الاصطناعي
7. انترنت الأشياء.

تستخدم الثورة الصناعية الرابعة مايسمى بالأنظمة الفيزيائية الالكترونية التي تتضمن أجهزة استشعار متعددة يمكنها التحدث فيما بينها.

اذاً العالم متجه بقوة الى استخدام هذه التقنية لذلك سيكون المستقبل متاحاً لها من حيث الوظائف وارتفاع مستوى رواتب موظفيها.

آفاق هندسة الميكاترونكس:

على الرغم من أن مصطلح الميكاترونكس نشأ في الستينات من القرن الماضي، إلا أن المهندسون قد عملوا على دمج مجال الهندسة والربوتات وغيرها من الهندسة الميكانيكية والالكترونية.

في هذا الوقت الذي تطور فيه الذكاء الاصطناعي والتقنيات الجديدة جعلت من هندسة الميكاترونكس مثيرة ومزدهرة.

الميكاترونكس مجال جديد سينمو وسوف يهيمن على المشهد الصناعي لأنه يتضمن جميع المكونات الاساسية التي ستمكّن جميع الصناعات من التصنيع بشكل أسرع وأفضل.

يمكن للطلاب الذين يريدون الدخول في مجال الميكاترونكس أن يشعروا بالأمان في معرفة أن المهنة ستكون مستقرة في المستقبل.

مسؤوليات مهندس الميكاترونكس :

يستخدم تقنيو هندسة الميكاترونكس مزيجاً من المهارات الميكانيكية والكهربائية والحاسوبية والبرمجية للعمل مع التقنيات الذكية، مثل: الربوتات والأنظمة الموجهة الآلية ومعدات التصنيع المتكاملة بالحاسوب ، تقع على عاتق مهندس الميكاترونكس عدة مهام أهمها:

1. المساعدة في تصميم المعدات الروبوتية والذكية.
2. تطوير المنتجات وبناء النماذج.
3. مساعدة فريق الهندسة في تصميم وتطوير المشاريع سواء كانت صغيرة أو كبيرة.
4. إدارة الأنظمة الكهربائية والميكانيكية.
5. اختبار المعدات الجديدة.
6. تركيب معدات جديدة.

مجالات عمل هندسة ميكاترونيك:

• مهندس/ فني روبوتات – مهندس أتمتة – مهندس تصميم نظام تحكم – مهندس تصميم الكترونيات – مهندس تصميم ميكانيكي – عالم بيانات ( محلل البيانات الضخمة ) – مهندس برمجيات.

أهم الأسباب التي تجعل من دراسة هندسة الميكاترونكس مميزة:

1. مهارات متعددة التخصصات فعندما يحصل الطالب على درجة علمية في تكنولوجيا الميكاترونكس. يجمع بذلك بين مجموعة واسعة من المهارات في الهندسة الميكانيكية والكهربائية وعلوم الكمبيوتر وأنظمة التحكم، المهارات والعلوم التي يكتسبها في برنامج تكنولوجيا الميكاترونكس تعتبر القاعدة الصلبة التي يحتاجها لحل المشاكل الهندسية المعقدة.
2. 2 . وظائف عالية التأثير من المتوقع أن تنمو الوظائف في الميكاترونكس بسرعة في السنوات القادمة، فمن خلال التعريف بها على أنها مجال ناشئ سيكون لها أولوية عالية وتأثير كبير، حتى أن رجال الآعمال في مجال التكنولوجيا  والحكومات يولونها الكثير من الاهتمام.
3. 3 . التدريب العملي مع توفر الموارد والمعدات الحديثة التي ستتيح للطالب الخبرة والثقة التي يحتاجها في سوق العمل.
4. 4 . وظائف مرتفعة الأجر حيث يحظى الموظفون ذوو مهارات هندسة الميكاترونكس بتقدير كبيرمن قبل الشركات الكبرى في مجال التكنولوجيا.
5. 5 . سيرة ذاتية مميزة، يعتبر الجمع بين الدورات الشاملة في المجال الكهربائي والميكانيكي والتقني ، والعمل المخبري المكثف وفرص التدريب [نواة هندسة الميكاترونكس] مرشحاً منافساً لأفضل الوظائف في مجال التكنولوجيا.

مجالات العمل ورواتب هندسة الميكاترونيك:

يختلف الراتب حسب طبيعة العمل والشركة التي يعمل بها.

قد تصل الرواتب الى أكثر من 150 ألف دولار سنوياً. في بعض الشركات التقنية والبرمجة أو شركات البترول التي يتمحور العمل فيها حول عمل الروبوتات وهندسة الميكاترونكس.

أبرز المهام المنتشرة في العالم.

فني روبوتات:

 متوسط الدخل سنويا 60 ألف دولار، يمكن أن يكون عمله في المجالات الطبية والرعاية الصحية، مهمته بناء حلول آلية تعمل على تحسين جودة التصنيع والكمية، من مهامه استكشاف أخطاء المعدات الكهربائية والروبوتية والأتمتة.

مهندس ميكاترونكس في مجال الاتصالات والمعدات:

تشمل هذه الوظيفة عدة أنواع من الوظائف مثل

1. مهندس الجهد العالي، مهندس كابلات، مهندس شبكات، تركيب وصيانة وإصلاح الهواتف وشبكات الكمبيوتر وكابلات الألياف الضوئية والأنظمة الكهربائية،

• يتراوح معدل الراتب لمثل هذه الوظيفة 70 ألف دولار سنوياً.

مهندس ميكاترونكس في الزراعة والأغذية والغابات:

بعد التخرج من تكنولوجيا هندسة الميكاترونكس، يمكن المتابعة في المجال الزراعي في تصميم البيوت الزجاجية أو البلاستيكية التي تزيد من إنتاجية الغذاء. أو برامج التحكم لإدارة أنظمة الري، أو باستخدام أنظمة هندسية تحمي الغابات.

يتراوح معدل الراتب سنويا لهذه الوظيفة 55 ألف دولار.

مهندس ميكاترونكس في التكنولوجيا الحيوية وعلوم الحياة وتصميم المعدات الطبية:

يمكن استخدام المعرفة والمهارة التي تعلمها بتكنولوجيا الآلات أن يستخدمها في هندسة الميكاترونكس لتحسين المعدات السريرية والاجراءات الجراحية والأطراف الصناعية، من أكثر المجالات التي يدخل الطلاب لدراسة الميكاترونكس.

يتراوح معدل الراتب سنوياً لهذا الاختصاص 80 ألف دولار.

مهندس ميكاترونكس في الطاقة:

عمل المهندس هنا له علاقة في الطاقة الشمسية وطاقة الرياح والوقود الحيوي والطاقة المائية وتقنيات الطاقة الحرارية، تعتبر الطاقة المتجددة صناعة مزدهرة حيث سيجد خريجوا الميكاترونكس العديد من الفرص لإستخدام مهاراتهم الهندسية في المساعدة في صنع ابتكارات مثيرة واختبار وتحسين المكونات المستخدمة في توربينات الرياح والألواح الشمسية، يصل  معدل راتب المهندس في هذا العمل 150 ألف دولار سنوياً.

مهندس ميكاترونكس في مجال النقل والخدمات اللوجستية:

يمكن لخريجي الميكاترونكس من العمل في مجال النقل والخدمات اللوجستية ، تتضمن هذه المهن العمل مع آلات مصممة وبُنى تحتية حاسوبية قوية وعمليات ومعدات نقل معقدة. يبلغ متوسط الراتب 65 ألف دولار سنوياً.

مهندس ميكاترونكس في الأمن الداخلي والدفاع:

من مهامه تصميم وبناء وتعديل واختبار وصيانة التقنيات الروبوتية والطائرات، بالإضافة الى التقنيات الذكية المستخدمة في المراقبة والعمليات الأرضية ومراقبة الحدود، يتراوح معدل الراتب 90 ألف دولار سنوياً.

مهارات يجب أن يتمتع بها مهندس الميكاترونكس:

• حل المشاكل المعقدة: تحديد المشاكل المعقدة ومراجعة المعلومات ذات الصلة لتطوير وتقييم الخيارات وتنفيذ الحلول.
• التفكير النقدي: استخدام المنطق والاستدلال لتحديد نقاط القوة والضعف في الحلول البديلة أو الاستنتاجات أو النتائج.
• اتخاذ القرارات: النظر في التكاليف والفوائد النسبية للإجراءات المحتملة لأختيار الأنسب.
• القراءة: فهم الجمل المكتوبة والفقرات في الوثائق المتعلقة بالعمل .
• تصميم: المعدات لتوليد أو تكييف المعدات وتعلم التكنولوجيا لتلبية احتياجات المستخدم.
• تعلّم أشياء جديدة « التعلّم النشط » : فهم الآثار المترتبة على المعلومات الجديدة سواء لحل المشاكل القديمة أو المستقبلية.
• الرياضيات: استخدام الرياضيات لحل المشاكل.
• فهم وتحليل النظام: تحديد كيفية عمل النظام وكيف ستؤثر التغيرات في الظروف والعمليات والبيئة على النتائج.
• تقييم النظام : تحديد مقاييس أو مؤشرات أداء النظام والإجراءات اللازمة لتحسين أو تصحيح الأداء.
• تحليل مراقبة الجودة : إجراء الاختبارات والتفتيش على المنتجات أو الخدمات أو العمليات لتقييم الجودة والأداء.
• الاستماع الفعال : الاهتمام الكامل لما يقوله الآخرون ، وتخصيص الوقت لفهم النقاط التي يتم طرحها وعدم المقاطعة في الاوقات الغير مناسبة.
• إدارة المشاريع : أداء مهام إدارة المشروع والواجبات الهندسية في الدعم المباشر وتوجيه فريق الهندسة في تصميم النماذج الأولية واختبارها. 
• إدارة الوقت بنجاح : من الأمور المهمة توجيه عمل الفريق ضمن الوقت المحدد لاتمام المهمة بنجاح.
• تحليل العمليات : تحليل الاحتياجات ومتطلبات المنتج لإنشاء تصميم مناسب.
• الاقناع : التأثير على الآخرين واقناعهم بتغيير آرائهم أو سلوكهم عند الحاجة.
• التوجيه : توجيه الآخرين وتعليمهم في كيفية القيام بشئ ما  دون الوقوع بأخطاء.
• تصميم التكنولوجيا : توليد أو تكييف المعدات والتكنولوجيا لتلبية احتياجات المستخدم.
• العلم : استخدام القواعد والأساليب العلمية في حل المشاكل التي قد تصادف العمل.
• التشغيل والتحكم : المعرفة والتحكم في عمليات المعدات والأنظمة.

العلوم المطلوبة لتكون مهندس ميكاترونكس ناجح:

1. التصميم : معرفة تقنيات التصميم والأدوات والمبادئ التي ينطوي عليها إنتاج الخطط الدقيقة والمخططات والرسومات والنماذج.
2. الميكانيكا : معرفة الآلات والادوات بمافي ذلك تصاميمها واستخدامها وصيانتها وإصلاحها عند حدوث مشكلة فيها.
3. أجهزة الكمبيوتر والالكترونيات : معرفة لوحات الدوائر والمعالجات والرقائق والمعدات الالكترونية وأجهزة وبرامج الكمبيوتر.
4. الانتاج والمعالجة : معرفة المواد الخام وعمليات الانتاج ومراقبة الجودة والتكاليف والتقنيات الاخرى.
5. الادارة والتنظيم : المعرفة بمبادئ الاعمال والإدارة المشاركة في التخطيط الاستراتيجي وتخصيص الموارد وأساليب الانتاج وتنسيق الافراد والموارد.
6. لغة البرمجة : تعلم لغة البرمجة python – Linux يسُتفاد منها في تطوير البرامج والويب وزيادة كفاءة في الحصول على البيانات من خلال تطوير البرامج واختبار التحقق من صحة التصاميم.
7. الأنظمة الكهربائية : لابد من التعلم للاستفادة من تنظيم كل من الرسومات الكهربائية والميكانيكية والتحقق من الملصقات الصحيحة للتوصيلات الكهربائية ، لإصلاح الانظمة الهيدروليكية واستكشاف الأعطال وإصلاحها.
8. اتقان برنامج FEA : برنامج يمكنه محاكاة الظاهرة الفيزيائية بمساعدة الإجراءات العددية ، تساعد fea على تحليل العناصر المحددة وتطوير منتجات أفضل وفعّالة من حيث التكلفة.
9. اتقان برنامج Labview : هو عبارة عن منصة برمجة مرئية تساعد المهندسين على الانتقال من التصميم الى الاختبار ، ومن الأنظمة الصغيرة الى الأنظمة الكبيرة ، يتضمن مجموعة شاملة من الأدوات للاختباروالتجميع والتحليل والعرض والقياس والمراقبة وتخزين البيانات.
10. برامج مهمة جداً للبرمجة يجب تعلمها C ، C++ ، Matlab وهي لغات برمجية للأغراض العامة تستخدم لإنشاء تطبيقات عالية الأداء ، تساعد المبرمج على السيطرة على موارد الذاكرة والنظام.
11. إتقان برنامج  AutoCAD: يساعد مهندس الميكاترونكس لأن آلات التجميع الآلي مصممة بالتفصيل بإستخدام AutoCAD، كذلك يساعده في انتاج المطبوعات وتخطيط الاراضي.

مهارات تخص العمل [ مهنية ] تجعل من مهندس الميكاترونكس ناجحاً في عمله:

• الابتكار : تتطلب الوظيفة الإبداع والتفكير بالبديل لتطوير أفكار جديدة وإجابات للمشاكل المتعلقة بالعمل.
• التفكير التحليلي: تحليل المعلومات واستخدام المنطق لمعالجة القضايا والمشاكل المتعلقة.
• المبادرة: الرغبة في تحمل المسؤوليات والتحديات.
• المثابرة: الثبات والمثابرة في مواجهة العقبات.
• الانتباه الى التفاصيل: توخي الحذر بشأن التفاصيل والشمول في إكمال مهام العمل.
• التعاون: يجب أن يكون لطيفاً متعاوناً مع الآخرين في الوظيفة.
• ضبط النفس: عمل المهندس في مجال الميكاترونكس يتطلب الحفاظ على رباطة الجأش والتحكم في العواطف والسيطرة على الغضب وتجنب السلوك العدائي حتى في المواقف الصعبة.
• القدرة على التكييف: « المرونة » تتطلب الوظيفة الانفتاح على التغيير سواءً كان إيجابياً أو سلبياً ،وتنوع كبير في مكان العمل.
• تحمل الإجهاد: العمل تحت الظروف الصعبة وقبول النقد والتعامل معه بهدوء وفعالية ، ومعرفة كيفية التعامل مع المواقف شديدة التوتر.
• الإنجاز: يجب إنشاء أهداف لإنجازها والعمل بجد لإتقانها في وقتها.
• القيادة: يجب أن تتوفر روح المنافسة والقيادة وتولي المسؤولية وتقييم الآراء والتوجيه.
• الاهتمام بالآخرين: يجب أن يكون مهتماً لإحتياجات الآخرين ومشاعرهم ، خاصة إن كانوا فريق عمل واحد.

دراسة هندسة الميكاترونكس في أذربيجان:

لمّا كان مجال هندسة الميكاترونكس مجالٌ ناشئ وهو ضروري للعلوم والتقنيات الحديثة.

فقد أولت دولة أذربيجان أهمية كبرى في تعلّم هذا الاختصاص. حيث أن هندسة الميكاترونكس مزيج بين

1. الهندسة الميكانيكية
2. الهندسة الكهربائية
3. وعلوم الكمبيوتر

وذلك لتصميم وبناء وتشغيل الآلات الذكية.

درجة البكالوريوس المقدمة في الجامعات التقنية في أذربيجان التخصصة في تدريس هندسة الميكاترونكس والروبوتات؛ هي عبارة عن برامج متعددة التخصصات، يُدمَج التعلم في الفصول الدراسية مع الأنشطة القائمة على المختب، مما يمكّن الطلاب على التدريب في المكونات والأنظمة والتكنولوجيا المستخدمة في وظائف الميكاترونكس في العالم الحقيقي.

الرسوم الدراسية لدراسة هندسة الميكاترونكس والروبوتات في أذربيجان تبدأ من 2500 الى 6000 دولار 

مواد يتم تعينها للطلاب في درجة البكالوريوس:

• عمليات التصنيع
• مبادئ الرقابة الصناعية
• دراسة الأدوات والدوائر والمكونات وتقنيات التحكم
• الإحصاء
• أنظمة التحكم الميكاترونية وأجهزة التحكم
• المنطقية القابلة للبرمجة
• الفيزياء العملية
• الديناميكيات والسوائل
• الخصائص الفيزيائية والكيميائية للمواد المستخدمة في الصناعة
• عناصر تصميم الآلة وعلم الحركة
• التحكم في العمليات في أتمتة المصنع
• صناعة الحاسب المتكاملة