S這wnik Robotyki…od A do Z…

S這wnik Robotyki



S這wnik Robotyki : "A"


ACOUSTIC PROXIMITY SENSOR [CZUJNIK ZBLI浩NIOWY AKUSTYCZNY]

Akustyczny czujnik zbli瞠niowy mo瞠 by wykorzystywany przez robota do wykrywania obecno軼i i okre郵ania odleg這軼i od obiektu lub bariery z bliskiej odleg這軼i. Dzia豉 w oparciu o interferencj fali akustycznej. Zasada jest podobna do sonaru; ale zamiast mierzy op騧nienie czasowe mi璠zy transmisj impulsu a jego echem, system analizuje zale積o嗆 fazow mi璠zy fal transmitowan a fal odbit. Gdy sygna akustyczny o jednej, dobrze okre郵onej, sta貫j cz瘰totliwo軼i (a zatem pojedynczej, dobrze okre郵onej, sta貫j d逝go軼i fali) odbija si od obiektu w pobli簑, fala odbita 陰czy si z fal padaj帷, tworz帷 naprzemienne strefy, w kt鏎ych energia akustyczna dodaje i anuluje w fazie. Je郵i zar闚no robot, jak i obiekt s nieruchome, strefy te pozostaj nieruchome. Z tego powodu strefy nazywane s falami stoj帷ymi. Je郵i robot porusza si wzgl璠em obiektu, fale stoj帷e zmieniaj po這瞠nie. Nawet niewielkie przesuni璚ie wzgl璠nego po這瞠nia robota i wykrywanego obiektu mo瞠 spowodowa znaczn zmian we wzorcu fal stoj帷ych. Efekt ten staje si bardziej wyra幡y wraz ze wzrostem cz瘰totliwo軼i fali akustycznej, poniewa d逝go嗆 fali jest odwrotnie proporcjonalna do cz瘰totliwo軼i. Charakterystyka i skuteczno嗆 akustycznego czujnika zbli瞠niowego zale篡 od tego, jak dobrze obiekt lub bariera odbija fale akustyczne. Solidna betonowa 軼iana jest 豉twiejsza do wykrycia ni sofa obita materia貫m. Odleg這嗆 mi璠zy robotem a przeszkod jest czynnikiem; og鏊nie rzecz bior帷, akustyczny czujnik zbli瞠niowy dzia豉 lepiej, gdy odleg這嗆 maleje, a gorzej wraz ze wzrostem odleg這軼i. Wa積a jest r闚nie ilo嗆 ha豉su akustycznego w 鈔odowisku roboczym robota. Im wy窺zy poziom ha豉su, tym bardziej ograniczony jest zakres dzia豉nia czujnika i tym bardziej prawdopodobne s b喚dy lub fa連zywe alarmy. Fale ultrad德i瘯owe zapewniaj wyj徠kow dok豉dno嗆 z bliskiej odleg這軼i, w niekt鏎ych przypadkach mniejszej ni 1 cm. S造szalny d德i瘯 mo瞠 umo磧iwi dzia豉nie systemu w odleg這軼iach rz璠u kilku metr闚. Jednak sygna造 d德i瘯owe mog denerwowa osoby, kt鏎e musz pracowa w pobli簑 maszyny.

AKTYWNY MECHANIZM AKORDOWY (ACM)

Aktywny mechanizm akordowy (ACM) to chwytak robota, kt鏎y dostosowuje si do kszta速闚 nieregularnych obiekt闚. ACM jest zbudowany jak ludzki kr璕os逝p. Typowy ACM sk豉da si z wielu ma造ch, sztywnych konstrukcji po陰czonych zawiasami, jak pokazano na ilustracji.



Dok豉dno嗆, z jak ACM mo瞠 dostosowa si do nieregularnego obiektu, zale篡 od wielko軼i i liczby sekcji. Im mniejsze sekcje, tym wi瘯sza precyzja. ACM wywiera r闚nomierny nacisk na ca貫j swojej d逝go軼i. Ci郾ienie to mo積a zwi瘯szy lub zmniejszy, zgodnie z wymaganym zadaniem. Jednym z zastosowa ACM jest ustawianie lub uk豉danie delikatnych obiekt闚 bez ich uszkadzania. Inn aplikacj jest zbieranie owoc闚 i warzyw.

ACTUATOR [SIΜWNIK]

Element wykonawczy jest urz康zeniem, kt鏎e porusza jednym lub wi瘯sz liczb po陰cze i obs逝guje chwytak lub efektor ko鎍owy w ramieniu robota. Proste si這wniki sk豉daj si z silnik闚 elektrycznych i przek豉dni, nap璠闚 kablowych lub nap璠闚 豉鎍uchowych. Bardziej zaawansowane si這wniki wymagaj u篡cia hydrauliki, pneumatyki lub interakcji magnetycznych. Silniki krokowe s powszechnie stosowane jako roboty. Niekt鏎e ramiona robota mog dzia豉 z jednym si這wnikiem; inne wymagaj dw鏂h lub wi璚ej. Liczba si這wnik闚 potrzebnych do wykonania danego zadania zale篡 od liczby stopni swobody, liczby stopni obrotu i wsp馧rz璠nej geometrii ramienia robota.

ADAPTIVE SUSPENSION VEHICLE [POJAZD Z ADAPTACYJNYM ZAWIESZENIEM] (ASV)

Pojazd z adaptacyjnym zawieszeniem (ASV) to wyspecjalizowany robot, kt鏎y nap璠za si mechanicznymi ko鎍zynami. Porusza si na kilku nogach jak gigantyczny owad. Zapewnia to doskona陰 stabilno嗆 i zwrotno嗆. ASV mo瞠 przenosi kilkaset kilogram闚 i porusza si z pr璠ko軼i 2 do 4 m / s. Sama maszyna ma mas od 2 do 3 ton metrycznych. Ma wielko嗆 ma貫j ci篹ar闚ki i mo瞠 przewozi kierowc lub kierowc. Konstrukcja i konstrukcja robota z nogami jest znacznie trudniejsza ni robota nap璠zanego na ko豉ch lub na g御ienicach, ale przynosi to korzy嗆: ASV mo瞠 porusza si na znacznie trudniejszym terenie ni jakikolwiek pojazd z ko豉mi lub nap璠em g御ienicowym.

ADHESION GRIPPER [CHWYTAK PRZYCZEPNO列I]

Chwytak przyczepno軼i to efektor ko鎍owy robota, kt鏎y chwyta przedmioty dos這wnie si do nich przyczepiaj帷. W najbardziej prymitywnej formie chwytak ten sk豉da si z pr皻a, kuli lub innego sta貫go obiektu pokrytego dwustronn ta鄉. Rzep mo積a r闚nie zastosowa, je郵i chwytane przedmioty s r闚nie wyposa穎ne. G堯wn zalet chwytaka kleju jest to, 瞠 jest prosty. Dop鏦i klej zachowuje swoj "lepko嗆", b璠zie dzia豉 bez konserwacji. Istniej jednak pewne ograniczenia. Najwa積iejszy jest fakt, 瞠 kleju nie mo積a 豉two wy陰czy w celu zwolnienia uchwytu na obiekcie. Nale篡 zastosowa inne 鈔odki, takie jak urz康zenia blokuj帷e chwytany obiekt na miejscu.

ALGORYTM

Algorytm to precyzyjna, krok po kroku procedura, dzi瘯i kt鏎ej mo積a znale潭 rozwi您anie problemu. Algorytmy mo積a zazwyczaj przedstawi w formie schematu blokowego. Wszystkie programy komputerowe s algorytmami. Roboty wykonuj okre郵one zadania, post瘼uj帷 zgodnie z algorytmami, kt鏎e m闚i im dok豉dnie, gdzie i kiedy si przenie嗆. W wydajnym algorytmie ka盥y krok jest niezb璠ny, nawet je郵i wydaje si, 瞠 jest boczny lub cofa si. Algorytm musi zawiera sko鎍zon liczb krok闚. Ka盥y krok musi by wyra瘸lny cyfrowo, aby komputer m鏬 go wykona. Chocia algorytm mo瞠 zawiera wielokrotnie powtarzane p皻le, ca造 proces musi by wykonywalny w sko鎍zonym czasie. Chocia 瘸den algorytm nie jest niesko鎍zenie z這穎ny, istniej takie, kt鏎e wymaga造by milion闚 lat, aby by造 wykonywane przez cz這wieka, ale mog by wykonane przez komputer w kilka sekund.

ALL-TRANSLATIONAL SYSTEM

Uk豉d all-translation to schemat, w kt鏎ym osie wsp馧rz璠nych pozostaj sta貫 lub sta貫 w absolutnym sensie, gdy robot si porusza. Typowym przyk豉dem jest uk豉d w tr鎩wymiarowej (3-D) kartezja雟kiej geometrii wsp馧rz璠nych, w kt鏎ej osie s zdefiniowane jako p馧noc / po逝dnie, wsch鏚 / zach鏚 i g鏎a / d馧. System all-translacyjny w danym 鈔odowisku niekoniecznie stanowi system all-translacyjny w innym 鈔odowisku. Rozwa禦y uk豉d kartezja雟ki, w kt鏎ym o x jest p馧noc / po逝dnie, o y jest wsch鏚 / zach鏚, a o z jest g鏎a / d馧. Jest to w pe軟i translacyjne, zgodnie z definicj i w odniesieniu do ma貫go regionu na Ziemi. Jednak ten schemat traci absolutno嗆 w odniesieniu do ca貫j planety lub wi瘯szego Wszech鈍iata, poniewa Ziemia jest obracaj帷 si kul, a nie sta陰 p豉szczyzn euklidesow. W przypadku braku zestawu obiekt闚 fizycznych do odniesienia, system all-translacyjny mo瞠 by utrzymany za pomoc 鈔odk闚 bezw豉dno軼iowych. 砰roskop jest najcz瘰tszym sposobem osi庵ni璚ia tego.

ALTERNATYWNA TECHNOLOGIA KOMPUTEROWA

Badacze sztucznej inteligencji (AI) od lat debatuj, czy mo磧iwe jest zbudowanie maszyny o inteligencji por闚nywalnej z inteligencj cz這wieka. Niekt鏎zy naukowcy uwa瘸j, 瞠 alternatywna technologia komputerowa mo瞠 stanowi 軼ie磬 poszukiwania sztucznej inteligencji na poziomie ludzkim.

Procesy cyfrowe

Komputery osobiste korzystaj z cyfrowej technologii komputerowej. J瞛yk operacyjny, znany jako j瞛yk maszynowy, sk豉da si tylko z dw鏂h mo磧iwych stan闚, cyfr 1 i 0, reprezentowanych przez wysokie i niskie napi璚ie elektroniczne. Bez wzgl璠u na to, jak z這穎na jest funkcja, grafika lub program, dzia豉nia komputera cyfrowego zawsze mo積a podzieli na te dwa stany logiczne. Komputery cyfrowe mog by szybkie i wydajne. Mog pracowa z ogromn ilo軼i danych, przetwarzaj帷 je z milionami cyfr na sekund. Istniej jednak pewne rzeczy, w kt鏎ych komputery cyfrowe nie s dobre. Niekt鏎zy badacze uwa瘸j, 瞠 inne podej軼ia do informatyki zas逝guj na uwag, mimo 瞠 jak dot康 technologia cyfrowa odnosi sukcesy.

Procesy analogowe

Podczas gdy maszyna cyfrowa rozk豉da wszystko na dyskretne bity (cyfry binarne), analogowa technologia komputerowa stosuje zupe軟ie inne podej軼ie. Pomy郵 o pierwiastku kwadratowym z 2. Nie mo積a tego przedstawi jako stosunek liczb ca趾owitych. Komputer cyfrowy to obliczy i uzyska warto嗆 oko這 1,414, jednak reprezentacja liczby dziesi皻nej pierwiastka kwadratowego z 2 nigdy nie mo瞠 by dok豉dna. Najlepsze, co mo瞠 zrobi maszyna cyfrowa, to zbli篡 si do jej prawdziwej warto軼i. Pierwiastek kwadratowy z 2 to d逝go嗆 przek徠nej kwadratu mierz帷a 1 jednostk z boku. Mo瞠sz go zbudowa za pomoc narz璠zi klasycznej geometrii (sztuka analogowa) i uzyska dok豉dne odwzorowanie. Ale nie mo瞠sz tego u篡 w arytmetyce, poniewa u篡wasz warto軼i liczbowej 1.414. W ten spos鏏 po鈍i璚asz u篡teczno嗆 ilo軼iow dla doskona這軼i jako軼iowej. By mo瞠 podobne dawanie i przyjmowanie oka瞠 si konieczne w d捫eniu do opracowania komputera, kt鏎y b璠zie przypomina cz這wieka. Koncepcje analogowe zosta造 dostosowane do projektowania komputer闚; w rzeczywisto軼i by豉 to jedna z pierwszych metod obliczeniowych. W ostatnich latach zosta w du瞠j mierze zignorowany.

Optyka

安iat這 widzialne, podczerwie (IR) i ultrafiolet (UV) oferuj interesuj帷e mo磧iwo軼i dla przysz這軼i technologii komputerowej. Na CD-ROM (dysk kompaktowy, pami耩 tylko do odczytu) stosuje si technologi optyczn w celu zwi瘯szenia ilo軼i danych, kt鏎e mog by przechowywane w danej przestrzeni fizycznej. Ma貫 wg喚bienia na plastikowej dyskietce powoduj odbijanie lub poch豉nianie wi您ki laserowej na powierzchni. Umo磧iwia to kodowanie wielu megabajt闚 danych na dyskietce o 鈔ednicy mniejszej ni 15 cm. Dane mog by przesy豉ne z ekstremalnymi pr璠ko軼iami i wieloma kana豉mi za pomoc laser闚 we w堯knach szklanych. Jest to znane jako 鈍iat這wodowa transmisja danych i jest obecnie stosowane w niekt鏎ych systemach telefonicznych. Przewody w komputerach mog kiedy zosta zast徙ione 鈍iat這wodami. Cyfrowe stany logiczne, reprezentowane obecnie przez impulsy elektryczne lub pola magnetyczne, by造by reprezentowane przez przepuszczalno嗆 鈍iat豉. Niekt鏎e materia造 bardzo szybko zmieniaj swoje w豉軼iwo軼i optyczne i mog utrzymywa dany stan przez d逝gi czas.

Dane atomowe

W miar post瘼u technologii uk豉d闚 scalonych coraz wi璚ej cyfrowych bramek logicznych zosta這 upakowanych w coraz mniejszej przestrzeni fizycznej. Ponadto dzi瘯i udoskonaleniom no郾ik闚 magnetycznych ro郾ie pojemno嗆 dysk闚 twardych i dyskietek. Wed逝g konwencjonalnej nauki najmniejsz mo磧iw jednostk do przechowywania danych jest pojedynczy atom lub cz御teczka subatomowa. Rozwa dyskietk magnetyczn. Logika 1 mo瞠 by reprezentowana przez atom "praw stron do g鏎y", z magnetycznym biegunem p馧nocnym skierowanym w g鏎, a magnetyczny biegun po逝dniowy skierowanym w d馧. Wtedy logika 0 by豉by reprezentowana przez ten sam atom "do g鏎y nogami" z bieguny magnetyczne odwr鏂one. Inn mo磧iwo軼i jest pami耩 jednoelektronowa (SEM). Przyk豉dem SEM jest substancja, w kt鏎ej obecno嗆 nadmiaru elektronu w atomie reprezentuje logik 1, a elektrycznie oboj皻ny stan atomu reprezentuje logik 0. Niekt鏎zy naukowcy s康z, 瞠 chipy komputerowe mog kiedy by uprawiane w laboratorium, w spos鏏 podobny do kultury eksperymentalnej bakterie i wirusy s hodowane. Dla takiego urz康zenia powsta豉 nawet nazwa: biochip.

Nanotechnologia

W miar jak uk豉dy scalone staj si coraz bardziej upakowane w ma貫 pakiety, moc komputera ro郾ie. Ale staje si r闚nie mo磧iwe tworzenie coraz mniejszych komputer闚. Dzi瘯i molekularnej technologii komputerowej - budowie uk豉d闚 scalonych cz御teczka po cz御teczce zamiast wytrawiania materia逝 z dala od uk豉du scalonego - mo瞠 by mo磧iwe zbudowanie komputer闚 tak ma造ch, 瞠 b璠 mog造 kr捫y w ludzkim ciele. Wyobra sobie roboty z przeciwcia豉mi, kontrolowane przez centralny komputer, kt鏎e s tak ma貫 jak bakterie. Za堯禦y, 瞠 komputer centralny jest zaprogramowany do niszczenia niekt鏎ych organizm闚 chorobotw鏎czych. Taka maszyna by豉by czym w rodzaju sztucznej bia貫j krwinki. Nanotechnologia to dziedzina bada po鈍i璚ona rozwojowi i programowaniu maszyn mikroskopowych. Przedrostek nano- oznacza jedn miliardow (10-9 lub 0,000000001). Oznacza to r闚nie "wyj徠kowo ma造". Skomputeryzowane nanoroboty mog montowa wi瘯sze komputery, oszcz璠zaj帷 ludziom wiele pracy zwi您anej obecnie z produkcj maszyn. Nanotechnologia umo磧iwi豉 ju noszenie komputera na nadgarstku, a nawet komputera osadzonego gdzie w ciele.

Sieci neuronowe

Technologia sieci neuronowej wykorzystuje filozofi projektowania, kt鏎a r騜ni si radykalnie od tradycyjnych komputer闚 cyfrowych. Sieci neuronowe s dobre w wykrywaniu wzorc闚, co jest wa積e przy prognozowaniu. Zamiast pracowa z dyskretnymi cyframi binarnymi, sieci neuronowe pracuj z relacjami mi璠zy zdarzeniami. O ile nie wyst徙i awaria, cyfrowa maszyna wykonuje precyzyjne operacje na danych. To wymaga czasu, ale wynik jest zawsze taki sam, je郵i dane wej軼iowe pozostaj sta貫. Nie dotyczy to sieci neuronowej. Sie neuronowa mo瞠 dzia豉 szybciej ni maszyna cyfrowa. Aby osi庵n望 szybko嗆, po鈍i璚a si precyzj. Sieci neuronowe mog uczy si na swoich b喚dach. Wed逝g niekt鏎ych naukowc闚 technologia ta stanowi odwr鏂enie uwagi i odwr鏂enie uwagi od sprawdzonego g堯wnego nurtu; wed逝g innych naukowc闚 jest to bardzo obiecuj帷e.

AMUSEMENT ROBOT [ZABAWNY ROBOT]

Robot rozrywkowy to robot hobby przeznaczony do rozrywki lub hazardu. Czasami firmy u篡waj ich do prezentowania nowych produkt闚 i przyci庵ania klient闚. S powszechne na targach, szczeg鏊nie w Japonii. Mimo 瞠 s zwykle ma貫, cz瘰to maj wyrafinowane kontrolery. Przyk豉dem robota rozrywkowego jest mysz mechaniczna (nie myli z urz康zeniem wskazuj帷ym komputera), kt鏎a porusza si po labiryncie. Najprostsze takie urz康zenie zderza si losowo, dop鏦i nie znajdzie si przez przypadek. Bardziej wyrafinowana mysz robotyczna porusza si wzd逝 jednej 軼iany labiryntu, a si pojawi. Ta technika b璠zie dzia豉 z wi瘯szo軼i labirynt闚, ale nie ze wszystkimi. Najbardziej zaawansowane roboty rozrywkowe to androidy lub maszyny z ludzkim wygl康em. Roboty tego typu mog wita klient闚 w sklepach, obs逝giwa windy lub demonstrowa produkty na konwencjach. Niekt鏎e roboty rozrywkowe mog pomie軼i ludzkich je寮嬈闚.

ANALOGOWY RUCH

Termin ruch analogiczny odnosi si do zmiennej lub wielko軼i, kt鏎a mo瞠 mie niesko鎍zon liczb warto軼i w pewnym zakresie. Jest to w przeciwie雟twie do zmiennych cyfrowych lub wielko軼i, kt鏎e mog mie tylko sko鎍zon liczb warto軼i dyskretnych w danym zakresie. Zatem analogiczne sterowanie jest reprezentatywne dla tak zwanego ruchu p造nnego lub ci庵貫go. Osoba poruszaj帷a si swobodnie po pokoju, zmieniaj帷a pozycj w dowolnym punkcie w okre郵onym regionie ma zdolno嗆 ruchu analogicznego. Ludzkie rami mo瞠 przemieszcza si w niesko鎍zon liczb pozycji w p造nny i ci庵造 spos鏏, w pewnym obszarze przestrzeni. To tak瞠 jest ruch analogowy. Wiele robot闚 mo瞠 jednak przemieszcza si tylko do niekt鏎ych punkt闚 wzd逝 linii, na p豉szczy幡ie lub w kosmosie. Ten ruch jest cyfrowy. Niekt鏎e roboty mog porusza si w analogiczny spos鏏, ale niezb璠ny sprz皻 jest na og馧 bardziej skomplikowany ni w przypadku ruchu cyfrowego.



ANALITYCZNY SILNIK

Silnik analityczny by prymitywn maszyn obliczeniow zaprojektowan przez Charlesa Babbage′a w XIX wieku. Babbage nigdy nie uko鎍zy zadania zbudowania tego urz康zenia do perfekcji, ale pomys polega na wykorzystaniu kart dziurkowanych do wykonywania i drukowania oblicze w spos鏏 podobny do pierwszych komputer闚 cyfrowych. Babbage jest uwa瘸ny za pierwszego in篡niera pracuj帷ego nad prawdziwym cyfrowym kalkulatorem. Jednym z g堯wnych problem闚 Babbage by這 to, 瞠 pr康 nie by dost瘼ny. Maszyny musia造 u篡wa wy陰cznie cz窷ci mechanicznych. Zu篡wa造 si one przy cz瘰tym, powtarzalnym u篡waniu. Innym problemem by這 to, 瞠 Babbage lubi ca趾owicie demontowa rzeczy, aby zacz望 od nowa od nowych projekt闚, zamiast oszcz璠za swoje stare maszyny, aby mie na uwadze swoje niedoci庵ni璚ia przy projektowaniu nowych. Podczas fazy badawczo-rozwojowej silnika analitycznego niekt鏎zy s康zili, 瞠 odkryto sztuczn inteligencj (AI). Hrabina Lovelace posun窸a si nawet do napisania programu dla maszyny. Maszyna Babbage′a stanowi豉 punkt zwrotny w ludzkich postawach wobec maszyn. Ludzie zacz瘭i wierzy, 瞠 "inteligentne maszyny" by造 nie tylko mo磧iwe w teorii, ale tak瞠 praktyczne.

ANDROID

Android to robot o ludzkiej postaci. Typowy android ma obrotow g這wic wyposa穎n w czujniki po這瞠nia. Widzenie maszynowe obuoczne pozwala androidowi dostrzec g喚bi, tym samym lokalizuj帷 obiekty w dowolnym miejscu w du篡m pomieszczeniu. Mo積a r闚nie w陰czy rozpoznawanie mowy i syntez mowy. Ze wzgl璠u na sw鎩 quasi-ludzki wygl康, androidy s szczeg鏊nie odpowiednie do stosowania tam, gdzie s dzieci. Istniej pewne problemy mechaniczne przy projektowaniu robot闚 humanoidalnych. Dwuno積e roboty s niestabilne. Nawet tr鎩no積e konstrukcje, cho bardziej stabilne, s dwuno積e, gdy jedna z n鏬 znajduje si nad ziemi. Ludzie maj wrodzone poczucie r闚nowagi, ale t funkcj trudno zaprogramowa w maszynie. W ten spos鏏 android zwykle nap璠za si nap璠em ko這wym lub g御ienicowym w podstawie. Windy mog by u篡wane, aby ruchomy android m鏬 dosta si z pod這gi na pod這g w budynku. Istnieje technologia dla w pe軟i funkcjonalnych ramion, ale programowanie potrzebne do ich dzia豉nia nie zosta這 jeszcze op豉cone dla ma造ch robot闚. Nie opracowano jeszcze Androida, nawet na najmodniejszych deskach kre郵arskich, kt鏎e mo積a by pomyli z osob, jak pokazano w ksi捫kach science fiction i filmach. Roboty humanoidalne ciesz si popularno軼i, szczeg鏊nie w Japonii. Jeden z najs造nniejszy nazywa si Wasubot. Gra na organach z finezj profesjonalnego muzyka. Ten robot sta si idolem na japo雟kim show Expo 85. Demonstracja pokaza豉, 瞠 maszyny mog by atrakcyjne zar闚no pod wzgl璠em estetycznym, jak i funkcjonalnym.

ANIMIZM

Ludzie w niekt鏎ych krajach, zw豉szcza w Japonii, wierz, 瞠 si豉 篡cia istnieje w takich rzeczach, jak kamienie, jeziora i chmury, a tak瞠 w ludziach, zwierz皻ach i ro郵inach. To przekonanie nazywa si animizmem. Ju w po這wie dziewi皻nastego wieku wymy郵ono maszyn, kt鏎a mia豉 by w pewnym sensie o篡wiona. To by silnik analityczny Charlesa Babbage′a. W tamtym czasie bardzo niewiele os鏏 powa積ie my郵a這, 瞠 urz康zenie wykonane z k馧 i k馧 z瑿atych mo瞠 mie 篡cie, jednak dzisiejsze ogromne komputery i obietnica budowania coraz bardziej wyrafinowanych komputer闚 co roku wyprowadzi造 to pytanie ze 鈍iata science fiction . Komputery mog robi rzeczy, kt鏎ych ludzie nie potrafi. Na przyk豉d nawet prosty komputer osobisty (PC) mo瞠 ustali warto嗆 π (pi), stosunek obwodu ko豉 do jego 鈔ednicy, do milion闚 miejsc po przecinku. Roboty mo積a zaprogramowa do robienia rzeczy tak skomplikowanych, jak wymy郵anie, jak przedosta si przez labirynt lub uratowa osob z p這n帷ego budynku. W ostatnich latach programowanie osi庵n窸o taki stopie, 瞠 komputery mog uczy si na swoich b喚dach, dzi瘯i czemu nie pope軟iaj 瘸dnego konkretnego b喚du wi璚ej ni raz. Jest to jedno z kryteri闚 inteligencji, ale niewielu zachodnich in篡nier闚 lub naukowc闚 uwa瘸 to samo za cech charakterystyczn 篡cia.

ANTROPOMORFIZM

Czasami maszyny lub inne przedmioty maj cechy, kt鏎e wydaj si nam podobne do ludzkich. Dotyczy to szczeg鏊nie zaawansowanych komputer闚 i robot闚. Pope軟iamy antropomorfizm, gdy my郵imy o komputerze lub robocie jak o cz這wieku. Na przyk豉d androidy s 豉twe do antropomorfizacji. Filmy i powie軼i science fiction cz瘰to wykorzystuj antropomorfizmy. Przyk豉d antropomorfizmu w odniesieniu do komputera wyst瘼uje w powie軼i i filmie 2001: A Space Odyssey. W tej historii statek kosmiczny jest kontrolowany przez "Hala", komputer, kt鏎y popada w urojenia i pr鏏uje zabi ludzkich astronaut闚. Niekt鏎zy in篡nierowie uwa瘸j, 瞠 wyrafinowane roboty i komputery maj ju ludzkie cechy, poniewa mog optymalizowa problemy i / lub uczy si na b喚dach. Inni jednak twierdz, 瞠 kryteria 篡cia s znacznie bardziej rygorystyczne. W豉軼iciele robot闚 osobistych czasami my郵 o maszynach jako o towarzyszach. W tym sensie takie roboty faktycznie s jak ludzie, poniewa mo積a ich polubi.

ARTICULATED GEOMETRY [GEOMETRIA PRZEGUBOWA]

Ramiona robota mog si porusza na r騜ne sposoby. Niekt鏎e mog osi庵n望 tylko pewne dyskretne lub okre郵one pozycje i nie mog zatrzyma si na 瘸dnej pozycji po鈔edniej. Inni mog porusza si p造nnymi, zamiataj帷ymi ruchami i s w stanie dotrze do dowolnego punktu w okre郵onym regionie. Jedn z metod ruchu ramienia robota jest geometria przegubowa. S這wo "przegubowe" oznacza "podzielone na sekcje przez stawy". Ten typ ramienia robota przypomina rami cz這wieka. Wszechstronno嗆 jest zdefiniowana w kategoriach liczby stopni swobody. Mo瞠 istnie na przyk豉d obr鏒 podstawy, wysoko嗆 i zasi璕. Istnieje kilka r騜nych geometrii przegubowych dla dowolnej liczby stopni swobody. Ilustracja pokazuje jeden schemat ramienia robota, kt鏎y wykorzystuje geometri przegubow.



ARTIFICIAL INTELLIGENCE [SZTUCZNA INTELIGENCJA]

Definicja tego, co stanowi sztuczn inteligencj (AI) jest r騜na w鈔鏚 in篡nier闚. Nie ma powszechnie akceptowanej umowy dotycz帷ej jej dok豉dnego znaczenia. Programowanie robot闚 mo積a podzieli na poziomy, zaczynaj帷 od najmniej skomplikowanego i przechodz帷 do teoretycznego, raczej mglistego poziomu AI. Rysunek przedstawia czteropoziomowy schemat programowania



Sztuczna inteligencja na najwy窺zym poziomie obejmuje w豉軼iwo軼i, zachowania i zadania oraz obejmuje roboty z funkcjami takimi jak: •  Poczuj zmienne fizyczne, takie jak 鈍iat這 i d德i瘯 •  Generuj obrazy w wysokiej rozdzielczo軼i (system wizyjny) •  Opracuj koncepcj rzeczywisto軼i (model 鈍iata) •  Okre郵 optymalny lub najskuteczniejszy spos鏏 dzia豉nia •  Ucz si na b喚dach z przesz這軼i •  Utw鏎z plan w danej sytuacji, a nast瘼nie post瘼uj zgodnie z nim •  Zmodyfikuj plan w miar zmian zachodz帷ych w 鈔odowisku •  Kontynuuj dwustronne rozmowy z lud幟i lub innymi maszynami •  Wnioskuj rozwi您ania na podstawie ograniczonych lub niepe軟ych informacji •  Opracuj nowe sposoby rozwi您ywania starych problem闚 •  Przeszukaj baz wiedzy pod k徠em konkretnych fakt闚 lub rozwi您a •  Zaprogramuj si •  Popraw swoje w豉sne projekty Sztuczna inteligencja jest trudna do oszacowania; najbardziej kusz帷ym standardem jest por闚nanie "inteligencji maszynowej" z inteligencj ludzk. Na przyk豉d inteligentnej maszynie mo積a podda test ilorazowi inteligencji (IQ) podobny do test闚 zaprojektowanych do pomiaru inteligencji ludzkiej. W tej interpretacji poziom AI wzrasta, gdy robot lub komputer staje si bardziej "ludzki" w swoich reakcjach na otaczaj帷y 鈍iat. Kolejny schemat obejmuje korzystanie z gier wymagaj帷ych strategii wybiegaj帷ej w przysz這嗆, takich jak warcaby lub szachy.

ARTIFICIAL STIMULUS [SZTUCZNY BODZIEC]

Sztuczny bodziec to metoda prowadzenia robota po okre郵onej 軼ie盧e. Na przyk豉d zautomatyzowany pojazd kierowany (AGV) wykorzystuje pole magnetyczne do pod捫ania pewnymi trasami w swoim otoczeniu. R騜ne punkty orientacyjne mo積a wykorzysta jako sztuczne bod嬈e. Nie ma potrzeby osadzania przewod闚 lub magnes闚 w pod這dze, jak ma to miejsce w przypadku AGV. Robota mo積a zaprogramowa tak, aby pod捫a za 軼ian po prawej (lub lewej) stronie, a dotrze do miejsca docelowego, na przyk豉d w celu znalezienia wyj軼ia z labiryntu. Za lampami w suficie korytarza mog znajdowa si czujniki 鈍iat豉 i kierunku. Po kraw璠zi jezdni mo積a wizualnie sprawdzi r騜nic jasno軼i mi璠zy nawierzchni drogi a poboczem. Innym sposobem zapewnienia wskaz闚ek jest u篡cie lampy ostrzegawczej. Mo瞠 to by wi您ka podczerwieni (IR) lub widzialna lub zestaw 廝鏚e ultrad德i瘯闚. Za pomoc ultrad德i瘯闚 robot mo瞠 zmierzy r騜nic czasu propagacji z r騜nych 廝鏚e, aby znale潭 swoj pozycj na otwartej przestrzeni, je郵i nie ma 瘸dnych przeszk鏚. Istnieje wiele sposob闚 oznaczania obiekt闚 w celu ich identyfikacji. Jedn z metod jest kod kreskowy, kt鏎y stosuje si do ustalania cen i identyfikacji produkt闚 w sklepach detalicznych, a drug jest pasywny transponder typu przymocowanego do towar闚, aby zapobiec kradzie篡 w sklepie.

ASIMOVA : TRZY PRAWA

W jednym ze swoich wczesnych opowiada science fiction p這dny pisarz Izaak Asimow po raz pierwszy wspomnia o s這wie "robotyka" wraz z trzema podstawowymi zasadami, kt鏎ych musz przestrzega wszystkie roboty. Zasady, zwane obecnie trzema prawami Asimova, s nast瘼uj帷e.

•  Robot nie mo瞠 zrani ani pozwoli na obra瞠nia jakiejkolwiek istoty ludzkiej.

•  Robot musi przestrzega wszystkich rozkaz闚 ludzi, z wyj徠kiem rozkaz闚 sprzecznych z Pierwszym Prawem.

•  Robot musi si chroni, z wyj徠kiem przypadk闚, gdy by這by to sprzeczne z Pierwszym Prawem lub Drugim Prawem.

Chocia regu造 te zosta造 po raz pierwszy ukute w latach 40. XX wieku, nadal s uwa瘸ne za dobre standardy zachowania robotycznego.

ASSEMBLY ROBOT [ROBOT MONTA烙WY]

Robot monta穎wy to ka盥y robot, kt鏎y montuje produkty, takie jak samochody, sprz皻 AGD lub sprz皻 elektroniczny. Niekt鏎e roboty monta穎we dzia豉j samodzielnie; wi瘯szo嗆 z nich jest wykorzystywana w zautomatyzowanych zintegrowanych systemach produkcyjnych (AIMS), wykonuj帷ych powtarzaln prac z du膨 pr璠ko軼i i przez d逝gi czas. Wiele robot闚 monta穎wych ma posta ramion robota. Rodzaj ustawienia po陰czenia zale篡 od zadania, kt鏎e musi wykona robot. Wsp鏊ne ustalenia s nazywane zgodnie z typem stosowanego uk豉du wsp馧rz璠nych. Z這穎no嗆 ruchu w robocie monta穎wym wyra瘸 si w kategoriach liczby stopni swobody. Aby prawid這wo wykona swoj prac, robot monta穎wy musi mie wszystkie cz窷ci, z kt鏎ymi wsp馧pracuje, umieszczone dok豉dnie w odpowiednich miejscach. Zapewnia to, 瞠 robot mo瞠 z kolei podnie嗆 ka盥 cz窷 w procesie monta簑, przechodz帷 do w豉軼iwego zestawu wsp馧rz璠nych. Tolerancja b喚du jest niewielka. W niekt鏎ych systemach monta穎wych r騜ne komponenty s oznaczone etykietami identyfikacyjnymi, takimi jak kody kreskowe, aby robot m鏬 znale潭 ka盥 cz窷 poprzez wyzerowanie na etykiecie.

ATTRACTION GRIPPER [CHWYTAK PRZYCI:AJ。Y]

Chwytak przyci庵aj帷y to efektor ko鎍owy robota, kt鏎y chwyta przedmioty za pomoc przyci庵ania elektrycznego lub magnetycznego. Zasadniczo stosuje si magnesy; s逝膨 temu magnesy trwa貫 lub elektromagnesy. Elektromagnesy maj t zalet, 瞠 mo積a je w陰cza / wy陰cza, dzi瘯i czemu obiekt mo積a wygodnie zwolni bez konieczno軼i zabezpieczania go za pomoc zewn皻rznych 鈔odk闚. Odwrotnie, magnesy trwa貫 maj t zalet, 瞠 wymagaj minimalnej konserwacji. Podobnie jak chwytak samoprzylepny, chwytak przyci庵aj帷y jest zasadniczo prosty. Istniej dwa podstawowe problemy z tego typu efektorem ko鎍owym. Po pierwsze, aby chwytak przyci庵ania magnetycznego dzia豉, chwytany przez niego przedmiot musi zawiera materia ferromagnetyczny, taki jak 瞠lazo lub stal. Po drugie, pole magnetyczne wytwarzane przez efektor ko鎍owy mo瞠 trwale namagnesowa obiekty, kt鏎ymi si zajmuje. W niekt鏎ych przypadkach nie stanowi to problemu, ale w innych przypadkach mo瞠 powodowa problemy.


AUTOMATED GUIDED VEHICLE [ZAUTOMATYOWANY POJAZD KIEROWANY]

Zautomatyzowany pojazd kierowany (AGV) to w霩ek robota, kt鏎y dzia豉 bez kierowcy. W霩ek ma silnik elektryczny i jest prowadzony przez pole magnetyczne wytwarzane przez drut na pod這dze lub tu pod pod這g (patrz ilustracja). Alternatywnie AGV mo瞠 dzia豉 na zestawie szyn. W zautomatyzowanych systemach AGV s stosowane do doprowadzania komponent闚 do linii monta穎wych. AGV mog r闚nie s逝篡 jako pomocnicy w szpitalach, przynosz帷 pacjentom 篡wno嗆 i inne nieistotne przedmioty, lub jako mechaniczni pracownicy wykonuj帷y rutynowe obowi您ki w domu lub biurze. M闚iono o przerabianiu samochod闚 na samochody AGV, kt鏎e pod捫aj za drutami osadzonymi w nawierzchni drogi. To zabra這by cz窷 pracy kierowcy, pozwalaj帷 komputerom sterowa pojazdem i regulowa jego pr璠ko嗆. Ka盥y samoch鏚 mia豚y w豉sny komputer. W mie軼ie ruch by豚y nadzorowany przez jeden lub wi璚ej komputer闚 centralnych. W przypadku awarii komputera ca造 ruch zostanie zatrzymany. To praktycznie wyeliminowa這by wypadki. To, czy spo貫cze雟two zaakceptuje tego rodzaju system na og鏊n skal, dopiero si oka瞠.





AUTOMATYZACJA

Termin automatyzacja odnosi si do systemu, w kt鏎ym niekt鏎e lub wszystkie procesy s wykonywane przez maszyny, zw豉szcza roboty. Zasoby automatyzacji obejmuj:

•  Roboty dzia豉j szybko.

•  Roboty s precyzyjne.

•  Roboty s niezawodne, je郵i s dobrze zaprojektowane i utrzymywane.

•  Roboty s zdolne do ogromnej si造 fizycznej.

Przewagi ludzkich operator闚 nad robotami obejmuj nast瘼uj帷e fakty:

•  Ludzie mog rozwi您a niekt鏎e problemy, kt鏎ych nie potrafi maszyny.

•  Ludzie maj wi瘯sz tolerancj na zamieszanie i b喚dy.

•  Ludzie mog wykonywa pewne zadania, kt鏎ych roboty nie mog.

•  Ludzie s potrzebni do nadzorowania system闚 robotycznych.

AUTOMAT

Automat to prosty robot, kt鏎y wykonuje zadanie lub zestaw zada bez skomplikowanej kontroli komputera. Automaty istniej ju od ponad 200 lat. Wczesnym przyk豉dem automatu by豉 "mechaniczna kaczka" zaprojektowana przez J. de Vaucansona w XVIII wieku. Wykorzystano go do rozrywki odbiorc闚 w Europie. Wydawa這 z siebie kwakanie i wydawa這 si, 瞠 je i pije. Vaucanson u篡 robota, by zebra pieni康ze na swoj prac. Ka盥ego grudnia niekt鏎zy ambitni ludzie buduj na swoich podw鏎kach wystawy 鈍i徠eczne, sk豉daj帷e si z maszyn w postaci ludzi i zwierz徠. Maszyny te nie maj "m霩g闚", poniewa po prostu stosuj si do procedur mechanicznych. Chocia obserwowanie ich jest przyjemne, urz康zenia te nie s precyzyjne, a ruchy, kt鏎e mog wykona, s ograniczone. Niekt鏎e z tych maszyn mog wygl康a na androidy, ale w rzeczywisto軼i s niczym wi璚ej ni ruchomymi pos庵ami.

AUTONOMICZNY ROBOT

Autonomiczny robot jest samowystarczalny, ma w豉sny kontroler i nie jest zale積y od komputera centralnego dla jego polece. Porusza si w 鈔odowisku pracy z w豉sn moc, zwykle tocz帷 si na ko豉ch lub nap璠zie g御ienicowym. Autonomia robota mo瞠 pocz徠kowo wydawa si wielkim atutem: je郵i robot funkcjonuje sam w systemie, to gdy zawiod inne cz窷ci systemu, robot b璠zie dzia豉, jednak w systemach, w kt鏎ych stosuje si wiele identycznych robot闚, autonomia jest nieefektywna . Z ekonomicznego punktu widzenia lepiej jest umie軼i programy w jednym centralnym komputerze, kt鏎y kontroluje wszystkie roboty. Roboty owadowe dzia豉j w ten spos鏏. Proste roboty, takie jak te na liniach monta穎wych, nie s autonomiczne. Im bardziej z這穎ne zadanie i im wi璚ej r騜nych rzeczy musi zrobi robot, tym wi瘯sza mo瞠 mie autonomia. Najbardziej zaawansowane autonomiczne roboty maj sztuczn inteligencj (AI).

AXIS INTERCHANGE [WYMIANA OSI]

Wymiana osi to transpozycja osi wsp馧rz璠nych w zrobotyzowanym uk豉dzie wykorzystuj帷ym geometri kartezja雟k. Wymiana osi mo瞠 obejmowa dwie lub wszystkie trzy osie. Ilustracja pokazuje przyk豉d, w kt鏎ym transponowane s osie lewa / prawa (zwykle x) i g鏎a / d馧 (zwykle z). Nie jest to jedyny spos鏏, w jaki mo瞠 mie miejsce wymiana lewo / prawo kontra g鏎a / d馧; jedna lub obie osie mog by r闚nie odwr鏂one. Oczywi軼ie istnieje wiele mo磧iwo軼i wymiany osi w tr鎩wymiarowym uk豉dzie kartezja雟kim. Wymiana osi mo瞠 powodowa u篡teczne zmiany ruch闚 robota. Schemat programowania pojedynczego ruchu mo瞠 skutkowa bardzo r騜nymi obwiedniami roboczymi i wzorami ruchu, w zale積o軼i od tego, jak zdefiniowane s osie. Niezale積ie od transpozycji osi, zawsze istnieje zgodno嗆 jeden-do-jednego pomi璠zy punktami w obu koperty robocze, pod warunkiem, 瞠 programowanie ruchu jest wykonane poprawnie. W zale積o軼i od rodzaju zastosowanego systemu robotycznego zamiana osi mo瞠 zmieni lub ograniczy obwiedni robocz. Pewne punkty po這瞠nia lub pewne rodzaje ruchu, kt鏎e s mo磧iwe w jednym schemacie wsp馧rz璠nych, mog by niemo磧iwe w drugim.



AXIS INVERSION [ODWR笏ENIE OSI]

Odwr鏂enie osi jest odwr鏂eniem orientacji jednej lub wi璚ej osi wsp馧rz璠nych w systemie robotycznym wykorzystuj帷ym geometri kartezja雟k. Gdy ruchy robota s programowane przy u篡ciu schematu kartezja雟kiego (lub prostok徠nego), r騜nica mi璠zy operacjami prawor璚znymi i lewor璚znymi polega jedynie na odwr鏂eniu lub odwr鏂eniu wsp馧rz璠nych w jednej z osi. Zasadniczo lew / praw osi w schemacie kartezja雟kim jest o x. Odwr鏂enie wsp馧rz璠nych na tej osi jest form inwersji pojedynczej osi. Ilustracja pokazuje dwie tr鎩wymiarowe kartezja雟kie siatki wsp馧rz璠nych. W g鏎nym przyk豉dzie przedstawiono schemat prawor璚zny. Dolny rysunek pokazuje lewor璚zny odpowiednik. Oznaczenia wsp馧rz璠nych s identyczne, z tym wyj徠kiem, 瞠 s odbiciami lustrzanymi w odniesieniu do osi x. Wszystkie dzia造 reprezentuj t sam odleg這嗆 jednostkow w obu przypadkach. Podczas gdy lewy i prawy s odwr鏂one w tym przyk豉dzie, zmys造 g鏎a / d馧 i prz鏚 / ty pozostaj takie same. W niekt鏎ych systemach konieczne jest odwr鏂enie dw鏂h, a nawet wszystkich trzech osi, aby uzyska po膨dany ruch robota. Schematy te mo積a nazwa inwersj dwuosiow lub inwersj trzyosiow.



AZIMUTH-RANGE NAVIGATION [NAWIGACJA W ZAKRESIE AZYMUTU]

Fale elektromagnetyczne (EM) lub akustyczne odbijaj si od r騜nych obiekt闚. Ustalaj帷 kierunki, z kt鏎ych przesy豉ne s sygna造 EM lub akustyczne, oraz mierz帷 czas potrzebny impulsom na przemieszczenie si z po這瞠nia nadajnika do celu i z powrotem, robot mo瞠 zlokalizowa obiekty w swoim 鈔odowisku pracy. Bie膨ce zmiany informacji o azymucie (namiocie kompasu) i zasi璕u (odleg這軼i) dla ka盥ego obiektu w 鈔odowisku pracy mog by wykorzystywane przez sterownik robota do nawigacji. Klasycznym systemem nawigacji w zakresie azymutu jest konwencjonalny radar, kt鏎y sk豉da si z nadajnika, anteny kierunkowej, odbiornika i wy鈍ietlacza. Nadajnik wytwarza impulsy mikrofalowe EM, kt鏎e s propagowane w w御kiej wi您ce. Fale elektromagnetyczne uderzaj w obiekty z r騜nych odleg這軼i. Im wi瘯sza odleg這嗆 do celu, tym d逝窺ze jest op騧nienie przed otrzymaniem echa. Antena nadawcza jest obracana, dzi瘯i czemu mo積a obserwowa wszystkie 這篡ska azymutu. Podstawowa konfiguracja schematu zakresu azymutu jest pokazana na ilustracji. Robot znajduje si na 鈔odku wy鈍ietlacza. Namiary azymutu s wskazane w stopniach zgodnie z ruchem wskaz闚ek zegara od prawdziwej p馧nocy i s zaznaczone na ca造m obwodzie. Odleg這嗆 lub zasi璕 jest wskazywana przez przesuni璚ie promieniowe. Niekt鏎e systemy zakresu azymutu mog wykrywa zmiany cz瘰totliwo軼i zwracanych EM lub impuls闚 akustycznych wynikaj帷e z efektu Dopplera. Dane te s wykorzystywane do pomiaru pr璠ko軼i zbli瘸nia si lub cofania obiekt闚. Sterownik robota mo瞠 korzysta z tych informacji, wraz z danymi pozycji zapewnianymi przez schemat zakresu azymutu, do nawigacji z這穎nego 鈔odowiska.




Powr鏒

S這wnik Robotyki : "B"


BACK LIGHTING [TYLNE O名IETLENIE]

W zrobotyzowanym systemie wizyjnym pod鈍ietlenie odnosi si do o鈍ietlenia obiekt闚 w 鈔odowisku pracy przy u篡ciu 廝鏚豉 鈍iat豉 zasadniczo zgodnego z obiektami, ale bardziej od niego oddalonego. 安iat這 ze 廝鏚豉 nie odbija si zatem od powierzchni obserwowanych obiekt闚. O鈍ietlenie tylne jest stosowane w sytuacjach, w kt鏎ych szczeg馧y powierzchni obserwowanych obiekt闚 nie s interesuj帷e ani istotne dla robota, ale wa積y jest kszta速 wy鈍ietlanego obrazu. Pod鈍ietlenie jest r闚nie korzystne w niekt鏎ych sytuacjach z p馧przezroczystymi lub p馧przezroczystymi obiektami, kt鏎ych struktura wewn皻rzna musi zosta przeanalizowana. Promienie 鈍ietlne przechodz帷e przez p馧przezroczysty lub p馧przezroczysty obiekt mog ujawni szczeg馧y, kt鏎ych nie potrafi o鈍ietlenie przednie lub boczne.

BACK PRESSURE SENSOR [CZUJNIK PREZCIWCI吉IENIA]

Czujnik przeciwci郾ienia to urz康zenie, kt鏎e wykrywa i mierzy moment obrotowy, jaki przyk豉da silnik robota w danym momencie. Czujnik wytwarza sygna, zwykle napi璚ie zmienne zwane napi璚iem wstecznym, kt鏎e ro郾ie wraz ze wzrostem momentu obrotowego. Napi璚ie wsteczne s逝篡 jako ujemne sprz篹enie zwrotne w celu ograniczenia momentu obrotowego przy這穎nego przez silnik. Podczas pracy silnika robota napotyka on op鏎 mechaniczny zwany przeciwci郾ieniem. Op鏎 ten zale篡 od r騜nych czynnik闚, takich jak ci篹ar podnoszonego przedmiotu lub tarcie obiektu poruszaj帷ego si po powierzchni. Moment obrotowy jest bezpo鈔edni funkcj odporno軼i mechanicznej. Wraz ze wzrostem momentu obrotowego ro郾ie r闚nie przeciwci郾ienie, jakie napotyka silnik. I odwrotnie, wraz ze wzrostem przeciwci郾ienia ro郾ie r闚nie moment obrotowy silnika niezb璠ny do uzyskania danego wyniku. Czujniki ci郾ienia wstecznego i systemy sprz篹enia zwrotnego s逝膨 do ograniczenia si造 przy這穎nej przez chwytak robota, rami, wiertark, m這tek lub inne urz康zenie. Mo瞠 to zapobiec uszkodzeniu przedmiot闚 obs逝giwanych przez robota. Pomaga tak瞠 zapewni bezpiecze雟two osobom pracuj帷ym wok馧 robota. Towarzysz帷a ilustracja jest funkcjonalnym schematem blokowym dzia豉nia czujnika przeciwci郾ienia i powi您anej p皻li ujemnego sprz篹enia zwrotnego, kt鏎a reguluje przy這穎ny moment obrotowy.



BACKWARD CHAINING [WNIOSKOWANIE W TYβ

Wnioskowanie w ty to logiczny proces, kt鏎y mo積a zastosowa w sztucznej inteligencji (AI). Zamiast pracowa z danymi, kt鏎e zosta造 dostarczone z wyprzedzeniem, komputer 膨da danych. W ten spos鏏 komputer otrzymuje tylko informacje potrzebne do rozwi您ania problemu. Nie marnuje si pami璚i na przechowywanie niepotrzebnych danych. Wnioskowanie w ty jest szczeg鏊nie u篡teczny w systemach eksperckich, kt鏎e s programami zaprojektowanymi, aby pom鏂 w rozwi您ywaniu specjalistycznych problem闚 w nieznanych dziedzinach. Dobrym przyk豉dem jest program diagnostyki medycznej. ㄠczenie wsteczne mo瞠 by r闚nie przydatne w elektronicznym rozwi您ywaniu problem闚, prognozowaniu pogody, analizie koszt闚, a nawet pracy detektywa policji.

BALISTYCZNA KONTROLA

Kontrola balistyczna jest form zrobotyzowanego sterowania ruchem, w kt鏎ej 軼ie磬a lub trajektoria urz康zenia jest obliczana lub programowana ca趾owicie wcze郾iej. Po ustaleniu 軼ie磬i nie s wprowadzane dalsze poprawki. Termin wywodzi si z podobie雟twa do oblicze balistycznych do celowania broni i pocisk闚. G堯wnymi zaletami kontroli balistycznej s prostota i umiarkowane koszty. Zrobotyzowany manipulator z kontrol balistyczn nie musi nosi czujnik闚; robot mobilny z kontrol balistyczn nie potrzebuje w豉snego urz康zenia pok豉dowego , komputera. G堯wnym ograniczeniem jest fakt, 瞠 kontrola balistyczna nie pozwala na szybkie, zlokalizowane lub nieoczekiwane zmiany w 鈔odowisku pracy.

BANDWIDTH [PASMO]

Szeroko嗆 pasma odnosi si do ilo軼i przestrzeni cz瘰totliwo軼i lub przestrzeni widma, kt鏎ej wymaga sygna, aby by wyra幡ie przesy豉ny i odbierany. Szeroko嗆 pasma jest og鏊nie definiowana jako r騜nica cz瘰totliwo軼i mi璠zy dwoma punktami po這wy mocy w nadawanym lub odbieranym sygnale danych, jak pokazano na ilustracji. Wszystkie sygna造 maj sko鎍zon, niezerow szeroko嗆 pasma. 畝den sygna nie mo瞠 by przesy豉ny w niesko鎍zenie ma貫j szczelinie przestrzeni widmowej. Zasadniczo szeroko嗆 pasma sygna逝 jest proporcjonalna do pr璠ko軼i, z jak dane s wysy豉ne i odbierane. W systemach cyfrowych pr璠ko嗆 danych jest oznaczana w bitach na sekund (bps), kilobitach na sekund (kb / s), megabit闚 na sekund (Mb / s) lub gigabit闚 na sekund (Gb / s), gdzie

1 kbps = 1000 bps = 103 bps

1 Mbps = 1000 kbps = 106 bps

1 Gbps = 1000 Mbps = 109 bps

Wraz ze wzrostem dopuszczalnej przepustowo軼i maksymalna pr璠ko嗆 transmisji danych ro郾ie wprost proporcjonalnie. Poniewa dozwolona szeroko嗆 pasma jest ograniczona, maksymalna pr璠ko嗆 danych spada wprost proporcjonalnie.



BAR CODING [KOD KRESKOWY]

Kod kreskowy to metoda znakowania obiekt闚. Etykiety z kodami kreskowymi lub znaczniki s szeroko stosowane w sklepach detalicznych do ustalania cen i identyfikacji towar闚. Znacznik z kodem kreskowym ma charakterystyczny wygl康, z r闚noleg造mi liniami o r騜nej szeroko軼i i odst瘼ach (patrz ilustracja). Urz康zenie wyposa穎ne w laser skanuje znacznik, pobieraj帷 dane identyfikacyjne. Urz康zenie czytaj帷e nie musi by doprowadzane bezpo鈔ednio do znacznika; mo瞠 dzia豉 z pewnej odleg這軼i.


Znaczniki z kodem kreskowym to jedna z metod oznaczania obiekt闚, aby robot m鏬 je zidentyfikowa. To znacznie upraszcza proces rozpoznawania. Na przyk豉d ka盥y element w zestawie narz璠zi mo積a oznakowa przy u篡ciu naklejek z kodem kreskowym, z unikalnym kodem dla ka盥ego narz璠zia. Gdy kontroler robota m闚i maszynie, 瞠 potrzebuje okre郵onego narz璠zia, robot mo瞠 wyszuka odpowiedni znacznik i wykona ruchy zgodnie z podprogramem programu dla tego narz璠zia. Nawet je郵i narz璠zie zostanie zgubione, o ile znajduje si w obszarze roboczym robota lub w zakresie ruchu, mo積a je 豉two znale潭.

BEACON
Sygna nawigacyjny to urz康zenie pomagaj帷e robotom w nawigacji. Sygna造 nawigacyjne mo積a podzieli na pasywne lub aktywne. Lustro jest dobrym przyk豉dem pasywnej latarni. Nie wytwarza w豉snego sygna逝; odbija jedynie promienie 鈍ietlne, kt鏎e go uderzaj. Robot wymaga nadajnika, takiego jak lampa b造skowa lub wi您ka laserowa, oraz odbiornika, takiego jak fotokom鏎ka. Odleg這嗆 do ka盥ego zwierciad豉 mo積a okre郵i na podstawie czasu potrzebnego na dostanie si lampy b造skowej do lustra i powr鏒 do robota. Poniewa to op騧nienie jest wyj徠kowo kr鏒kim przedzia貫m czasu, du瘸 pr璠ko嗆 potrzebna jest aparatowi pomiarowemu. Przyk豉dem aktywnego sygna逝 nawigacyjnego jest nadajnik radiowy. Kilka nadajnik闚 mo積a umie軼i w r騜nych miejscach, a ich sygna造 s zsynchronizowane, dzi瘯i czemu wszystkie s dok豉dnie w fazie. Gdy robot si porusza, wzgl璠na faza sygna堯w jest r騜na. Korzystaj帷 z komputera wewn皻rznego, robot mo瞠 okre郵i swoj pozycj, por闚nuj帷 fazy sygna堯w z sygna堯w nawigacyjnych. Przy aktywnych sygnalizatorach robot nie potrzebuje nadajnika, ale sygnalizatory musz mie 廝鏚這 mocy i by odpowiednio ustawione.

BEHAVIOR [ZACHOWANIE]

W robotyce zachowanie odnosi si do przetwarzania danych czujnika na okre郵one ruchy, sekwencje ruch闚 lub zadania. Istniej trzy g堯wne typy: zachowanie odruchowe, zachowanie reaktywne i zachowanie 鈍iadome. Zachowanie zwrotne jest najprostsz i najszybsz form zachowania robotycznego. Czujniki mog by i cz瘰to s pod陰czone bezpo鈔ednio do manipulator闚, uk豉d闚 nap璠owych lub innych urz康ze mechanicznych. Oko elektryczne, kt鏎e uruchamia alarm w豉maniowy, jest dobrym przyk豉dem urz康zenia wykorzystuj帷ego zachowanie zwrotne. Gdy wi您ka 鈍iat豉 zostaje przerwana, nast瘼uje przerwanie pr康u elektrycznego, co powoduje uruchomienie elektronicznego prze陰cznika, kt鏎y przyk豉da moc do emitera akustycznego. Reaktywne zachowanie obejmuje prymitywny rodzaj inteligencji maszynowej; zakres lub charakter dzia豉nia zmienia si w zakresie zale積ym od jednego lub wi璚ej parametr闚 w 鈔odowisku pracy. Przyk豉dem reakcji reaktywnej jest dzia豉nie czujnika przeciwci郾ienia, w kt鏎ym wielko嗆 momentu przyk豉danego przez rami robota lub efektora ko鎍owego zmienia si w zale積o軼i od oporu mechanicznego oferowanego przez manipulowany obiekt. 安iadome zachowanie obejmuje sztuczn inteligencj (AI), w kt鏎ej kontroler robota wykonuje z這穎ne zadania, takie jak gra w szachy lub dokonywanie wybor闚 zale積ych od wielu czynnik闚, kt鏎ych nie mo積a przewidzie.

BIASED WYSZUKIWANIE

Wyszukiwanie biased to analogiczna metoda, za pomoc kt鏎ej robot mobilny mo瞠 znale潭 miejsce docelowe lub cel, najpierw spogl康aj帷 w bok, a nast瘼nie "zeruj帷". Ilustracja pokazuje stronniczy schemat wyszukiwania, z kt鏎ego wodniak mo瞠 skorzysta w mglisty dzie. W pewnej odleg這軼i od linii brzegowej wodniak nie widzi doku, ale ma do嗆 dobry pomys na to, gdzie si znajduje. Dlatego podej軼ie jest celowo oddalone z jednej strony (w tym przypadku z lewej) doku. Gdy brzeg pojawia si w polu widzenia, p造wak skr璚a w prawo i pod捫a za nim, a do znalezienia doku. Aby robot m鏬 efektywnie korzysta z tej techniki, musi zaznajomi si ze swoim otoczeniem, podobnie jak wodniak z grubsza wie, gdzie b璠zie dok. Odbywa si to poprzez programowanie na poziomie zada, prymitywn form sztucznej inteligencji (AI).



BINARNE WYSZUKIWANIE

W komputerze cyfrowym wyszukiwanie binarne, zwane tak瞠 wyszukiwaniem dychotomizuj帷ym, jest metod lokalizowania elementu w du篡m zestawie element闚. Ka盥a pozycja w zestawie ma przypisany klawisz numeryczny. Liczba klawiszy jest zawsze pot璕 2. Dlatego, gdy jest wielokrotnie dzielona na po堯wki, ko鎍owym wynikiem jest zawsze pojedynczy klucz. Na przyk豉d, je郵i na li軼ie znajduje si 16 pozycji, mog one by ponumerowane od 1 do 16. Je郵i jest 21 pozycji, mo積a je ponumerowa od 1 do 21, przy czym cyfry od 22 do 32 s klawiszami "oboj皻nymi" (niezaj皻ymi). 秧dany klawisz numeryczny jest najpierw por闚nywany z najwy窺zym numerem na li軼ie. Je郵i 膨dany klucz jest mniejszy ni po這wa najwy窺zej liczby na li軼ie, w闚czas pierwsza po這wa listy jest akceptowana, a druga po這wa jest odrzucana. Je郵i 膨dany klucz jest wi瘯szy ni po這wa najwy窺zej liczby na li軼ie, w闚czas druga po這wa listy jest akceptowana, a pierwsza po這wa jest odrzucana. Proces ten powtarza si, za ka盥ym razem wybieraj帷 po這w listy i odrzucaj帷 drug po這w, a pozostanie tylko jeden element. Ten element jest po膨danym kluczem. Ilustracja pokazuje przyk豉d wyszukiwania binarnego w celu wybrania jednego elementu z listy 21. Klucze s oznaczone wype軟ionymi kwadratami, z wyj徠kiem po膨danego klawisza 21, kt鏎y jest zaznaczony zacienionym k馧kiem. jako otwarte kwadraty

BINAURALNA OBSΣGA MASZYNY

Dwuuszne s造szenie maszynowe wykorzystuje dwa przetworniki d德i瘯u, rozmieszczone w pewnej minimalnej odleg這軼i od siebie, w celu okre郵enia kierunku, z kt鏎ego nadchodz fale akustyczne. Odbywa si to poprzez por闚nanie wzgl璠nej fazy i / lub wzgl璠nej g這郾o軼i nadchodz帷ych front闚 falowych w przetwornikach. Uk豉d ucha / m霩gu cz這wieka przetwarza informacje akustyczne z du膨 dok豉dno軼i, umo磧iwiaj帷 zlokalizowanie 廝鏚豉 d德i瘯u z niezwyk陰 dok豉dno軼i, nawet gdy 廝鏚豉 nie mo積a zobaczy. Po wyposa瞠niu w czu貫 przetworniki, obw鏚 zwany komparatorem faz i wyrafinowany sterownik robot mo瞠 zrobi to samo. W dwuusznym s造szeniu maszynowym dwa przetworniki d德i瘯u s umieszczone po obu stronach "g這wy" robota. Komparator faz mierzy wzgl璠n faz i intensywno嗆 sygna堯w z dw鏂h przetwornik闚. Dane te s przesy豉ne do kontrolera, pozwalaj帷 robotowi, z pewnymi ograniczeniami, okre郵i kierunek, z kt鏎ego dochodzi d德i瘯 (patrz ilustracja). Je郵i system jest zdezorientowany, g這wa robota mo瞠 si obraca, dop鏦i nie zostanie wyeliminowane zamieszanie i nie zostanie osi庵ni皻e znacz帷e 這篡sko.



BINOKULARNEJ MASZYNY WIZJA

Obuoczne widzenie maszynowe jest analogi do obuocznego widzenia cz這wieka. Czasami nazywa si to widzeniem stereoskopowym. U ludzi widzenie obuoczne pozwala postrzega g喚bi. Jednym okiem, to znaczy w przypadku widzenia jednoocznego, cz這wiek mo瞠 wywnioskowa g喚bi do pewnego stopnia na podstawie perspektywy. Prawie wszyscy mieli jednak okazj by oszukiwani, patrz帷 na scen z zakrytym lub zablokowanym okiem. Pobliski s逝p i daleka wie瘸 mog wydawa si by blisko siebie, podczas gdy w rzeczywisto軼i s one setki metr闚 od siebie. W przypadku robota widzenie obuoczne wymaga wyrafinowanego mikroprocesora. Wnioski dokonywane przez ludzi na podstawie tego, co widz dwoje oczu, s niezwykle skomplikowane. Ilustracja pokazuje podstawow koncepcj widzenia obuocznego. Podstawowe znaczenie dla dobrego widzenia robot闚 przez lornetk maj:

•  Czujniki wizualne o wysokiej rozdzielczo軼i
•  Zaawansowany sterownik robota
•  Programowanie, w kt鏎ym robot dzia豉 na podstawie polece, na podstawie czego to widzi



BIN PICKING PROBLEM [PROBLEM Z WYBIERANIEM POJEMNIKA]

Problem polegaj帷y na podnoszeniu pojemnik闚 stanowi wyzwanie dla zrobotyzowanego systemu wizyjnego, w kt鏎ym maszyna musi wybra konkretny obiekt z grupy obiekt闚. Podstawowe systemy wizyjne mog widzie tylko kontury obiekt闚; brak percepcji g喚bi. Patrz帷 z r騜nych punkt闚 widzenia przez taki system wizyjny, wygl康 obiektu mo瞠 si znacznie r騜ni.



Ilustracja przedstawia przyk豉d cylindrycznej szklanki do picia. Patrz帷 dok豉dnie z boku, wygl康a jak prostok徠 i jego wn皻rze (po lewej). Z g鏎y lub z do逝 wygl康a jak ko這 i jego wn皻rze (鈔odek). Pod po鈔ednim k徠em ma kszta速 podobny do pokazanego po prawej stronie. Problem rozpoznawania obiekt闚 jest spot璕owany, gdy okre郵ony obiekt musi zosta pobrany z kosza zawieraj帷ego wiele innych obiekt闚. Niekt鏎e, wi瘯szo嗆 lub wszystkie po膨dane obiekty mog by zas這ni皻e przez inne obiekty. Jednym z najwi瘯szych wyzwa w rozwoju sztucznej inteligencji (AI) jest umo磧iwienie robotom rozwi您ania tego rodzaju problem闚. Jednym ze sposob闚 pomocy robotowi w wybieraniu przedmiot闚 z kosza jest nadanie ka盥emu przedmiotowi kodu. Mo積a tego dokona za pomoc kod闚 kreskowych lub pasywnych transponder闚.

BIOCHIP

Biochip to uk豉d scalony (IC) wytworzony z 篡wej materii lub z niej za pomoc proces闚 biologicznych. Termin ten zosta r闚nie zasugerowany dla uk豉d闚 scalonych wytwarzanych przy u篡ciu technik na郵aduj帷ych spos鏏, w jaki natura 陰czy atomy. Sugerowano, 瞠 ludzki m霩g jest tak naprawd wyrafinowanym komputerem. Ka盥y komputer cyfrowy, bez wzgl璠u na to, jak skomplikowany, jest zawsze zbudowany z pojedynczych bramek logicznych. To samo mo積a powiedzie o ludzkim m霩gu. Natura sk豉da m霩g (lub dowoln inn 篡w materi), 陰cz帷 protony, neutrony i elektrony razem w okre郵one, z g鏎y okre郵one wzory. Ka盥y proton jest identyczny z ka盥ym innym protonem; to samo dotyczy neutron闚 i elektron闚. Bloki konstrukcyjne s proste. Spos鏏, w jaki s one 陰czone, jest skomplikowany. Opieraj帷 si na tych przes豉nkach, uzasadnione jest za這瞠nie, 瞠 komputer mo瞠 by "hodowany" tak inteligentny jak ludzki m霩g. Niekt鏎zy badacze patrz na spos鏏, w jaki natura buduje rzeczy, aby uzyska pomys造 na budow ulepszonych uk豉d闚 scalonych. Ostatecznym celem jest biochip, kt鏎y wyrasta i ewoluuje jako ro郵ina, ze specjalnie zaprojektowanego "ziarna".

BIOLOGICZNY ROBOT

Robot biologiczny jest hipotetyczn maszyn pochodz帷 z klonowania z 篡wych organizm闚 i hodowan w 鈔odowisku laboratoryjnym w celu wykonania okre郵onej funkcji lub zestawu funkcji. Przeprowadzono badania w tej dziedzinie, chocia prawdziwe roboty biologiczne nie zosta造 jeszcze sfabrykowane lub doros造. Roboty biologiczne s逝篡造 jako postacie w opowiadaniach science fiction. Mo磧iwo軼i stwarzane przez to poj璚ie s ograniczone jedynie wyobra幡i. Istniej pytania i problemy etyczne w badaniach robot闚 biologicznych. Kwestie te budz tak powa積e obawy, 瞠 niekt鏎zy naukowcy odmawiaj pracy w tej dziedzinie.

BIOMECHANIZM

Biomechanizm to mechaniczne urz康zenie, kt鏎e symuluje prac pewnej cz窷ci 篡wego cia豉. Przyk豉dami biomechanizm闚 s mechaniczne d這nie, r璚e i nogi, znane w medycynie jako protezy. Zw豉szcza termin ten dotyczy robot闚, kt鏎e nie tylko wykonuj funkcje swoich 篡wych odpowiednik闚, ale r闚nie wygl康aj jak one. Termin biomechanizm mo積a r闚nie stosowa w odniesieniu do niekt鏎ych funkcji organizmu. Mo積a zatem m闚i o strukturze przedramienia i d這ni, nazywaj帷 go biomechanizmem. Anatomia cz這wieka okaza豉 si w rzeczywisto軼i doskona造m modelem do projektowania urz康ze robotycznych.

BIOMECHATRONIKA

S這wo biomechatronika to skr鏒 s堯w biologia, mechanika i elektronika. Dziedzina biomechatroniki jest cz窷ci wi瘯szej dziedziny robotyki i sztucznej inteligencji (AI). W szczeg鏊no軼i biomechatronika obejmuje urz康zenia elektroniczne i mechaniczne, kt鏎e kopiuj ludzkie cz窷ci cia豉 i ich funkcje. Biomechatronika zyska豉 wi瘯sz uwag w Japonii ni w Stanach Zjednoczonych. W Japonii niekt鏎zy badacze robot闚 atakuj swoje problemy religijn gorliwo軼i. Japo雟cy in篡nierowie robotyki nie tylko chcieliby budowa roboty, kt鏎e mog robi wszystko, co ludzie mog robi, ale niekt鏎zy chc, aby ich roboty r闚nie wygl康a造 jak ludzie. Ostatecznym urz康zeniem biomechatronicznym jest Android. Naukowcy og鏊nie zgadzaj si, 瞠 inteligentny android nie b璠zie rozwijany przez wiele lat. Do problemu tworzenia android闚 mo積a podej嗆 z dw鏂h kierunk闚. Z jednej strony roboty biologiczne mog by hodowane w laboratoriach poprzez proces klonowania. Ta idea jest zas這ni皻a g喚bokimi problemami etycznymi. Z drugiej strony in篡nierowie mog pr鏏owa zbudowa robota mechanicznego o zr璚zno軼i i inteligencji cz這wieka. R闚nie to poj璚ie rodzi pytania etyczne, ale w mniejszym stopniu.

BIPED ROBOT [ROBOT DWUNO烤Y]

Dwuno積y robot to robot o dw鏂h nogach, kt鏎y s逝篡 do podparcia i nap璠u zwykle, ale nie zawsze, takie roboty maj ramiona i g這w, wi璚 s androidami. Fizycznie dwuno積e roboty s niestabilne, chyba 瞠 s wyposa穎ne w specjalistyczne systemy r闚nowa瞠nia. Ludzie mog sobie poradzi dwiema nogami, poniewa m霩g i ucho wewn皻rzne stanowi razem system sprz篹enia zwrotnego zapewniaj帷y dobre poczucie r闚nowagi. Ludzkie poczucie r闚nowagi mo積a powieli elektromechanicznie, ale projekty s wyrafinowane i drogie. Roboty, kt鏎e u篡waj n鏬 do nap璠u, maj na og馧 cztery lub sze嗆 n鏬, poniewa te konstrukcje oferuj lepsz wewn皻rzn stabilno嗆 ni uk豉d dwuno積y.

BITOWEJ MAPY GRAFIKA

W robotycznym systemie wizyjnym obraz mo瞠 by z這穎ny z tysi璚y ma造ch kwadratowych element闚. Im mniejsze elementy, zwane pikselami, tym wi璚ej szczeg馧闚 obraz mo瞠 pokaza dla danego rozmiaru obrazu. Obrazy wykonane w ten spos鏏 to grafika z mapowaniem bit闚, znana r闚nie jako grafika rastrowa. Na ekranie komputera widziany obraz jest wzorem pikseli w cienkiej, splecionej siatce. Mo瞠sz obserwowa te piksele, je郵i przyciemnisz monitor, dzi瘯i czemu prawie nie zobaczysz obrazu (to wa積e!), A nast瘼nie przyjrzysz mu si uwa積ie przez powi瘯szaj帷 soczewk o du瞠j mocy. Komputer przechowuje bitmapy obraz闚 graficznych jako szeroki wachlarz logicznych wzlot闚 i upadk闚 (jedynki i zera). Aby uzyska obraz z tej tablicy bit闚, komputer wykorzystuje funkcj zwan map bit闚. Grafika z mapowaniem bit闚 zawsze generuje przybli瞠nia scen lub obiekt闚. Jest tak, poniewa ka盥y piksel jest kwadratem i mo瞠 przyjmowa tylko okre郵one warto軼i cyfrowe. Je郵i liczba pikseli na obrazie jest bardzo du瘸, przybli瞠nie stanowi dobr reprezentacj rzeczywisto軼i w wi瘯szo軼i przypadk闚. Jednak szczeg馧owo嗆 uzyskiwana za pomoc grafiki z mapowaniem bit闚 jest zawsze ograniczona przez rozdzielczo嗆 obrazu. Grafika z mapowaniem bit闚 tworzy artefakt zwany jaggies lub aliasingiem, swoisty "cyfrowy" wygl康 kraw璠zi renderowanych obiekt闚. Pionowe i poziome linie wygl康aj dobrze, ale krzywe i przek徠ne s szorstkie za pomoc "z瑿闚 pi造". zosta zmniejszone za pomoc oprogramowania antyaliasingowego lub redukcji kserokopii, ale lepszym sposobem jest u篡cie grafiki obiektowej.

BLACKBOARD SYSTEM

System tablicowy wykorzystuje sztuczn inteligencj (AI), aby pom鏂 komputerowi rozpoznawa d德i瘯i lub obrazy. Przychodz帷y sygna jest przetwarzany na posta cyfrow za pomoc przetwornika analogowo-cyfrowego (ADC). Dane cyfrowe s wprowadzane do obwodu pami璚i odczytu / zapisu zwanego tablic. Nast瘼nie dane cyfrowe s oceniane przez r騜ne programy specjalistyczne. Og鏊ny schemat przedstawiono na schemacie.



Do rozpoznawania mowy specjalno軼iami s d德i瘯i samog這skowe, d德i瘯i sp馧g這skowe, gramatyka, sk豉dnia, kontekst i inne zmienne. Na przyk豉d program specjalizuj帷y si w kontek軼ie mo瞠 ustali, czy m闚ca chce powiedzie "zwa篡", "spos鏏", "dwa", "te" lub "do". Inny program informuje kontroler o zako鎍zeniu zdania i rozpocz璚iu nast瘼nego. Inny program mo瞠 odr騜ni stwierdzenie od pytania. Korzystaj帷 z tablicy jako forum, obwody specjalne "debatuj" o najbardziej prawdopodobne i logiczne interpretacje tego, co s造cha lub ogl康a. "S璠zia" zwany specjalist ds. Ogniskowania mediuje. Do rozpoznawania obiekt闚 specjalno軼iami mog by kszta速, kolor, rozmiar, tekstura, wysoko嗆, szeroko嗆, g喚boko嗆 i inne wskaz闚ki wizualne. Jak komputer wie, czy przedmiotem jest fili瘸nka na stole lub wie瘸 ci郾ie w odleg這軼i mili? Czy to jasna lampa, czy s這鎍e? Czy to dwuno積e stworzenie to robot, manekin czy osoba? Podobnie jak w przypadku rozpoznawania mowy, tablica s逝篡 jako miejsce dyskusji.

BLADDER GRIPPER [CHWYTAK P犴HERZA]

Chwytak p璚herza lub r瘯a p璚herza to wyspecjalizowany robotyczny efektor ko鎍owy, kt鏎y mo瞠 by u篡wany do chwytania, podnoszenia i przemieszczania przedmiot闚 w kszta販ie pr皻a lub cylindr闚. G堯wnym elementem chwytaka jest nadmuchiwana, cylindryczna tuleja w kszta販ie p帷zka, kt鏎a przypomina mankiet powszechnie stosowany w aparacie do pomiaru ci郾ienia krwi. Tuleja jest tak ustawiona, 瞠 otacza przedmiot, kt鏎y ma by chwycony, a nast瘼nie tuleja jest pompowana, a b璠zie wystarczaj帷o ciasna, aby wykona po膨dane zadanie. Nacisk wywierany przez tulej mo積a mierzy i regulowa za pomoc czujnik闚 si造. Chwytaki p璚herza s przydatne w post瘼owaniu z delikatnymi przedmiotami. Nie dzia豉j one jednak szybko i mog dzia豉 tylko z obiektami w raczej w御kim zakresie rozmiar闚 fizycznych.

BONGARDA PROBLEM

Problem Bongarda, nazwany na cze嗆 jego wynalazcy, jest metod oceny, jak dobrze robotyczny system wizyjny potrafi rozr騜nia wzorce. Rozwi您anie takich problem闚 wymaga pewnego poziomu sztucznej inteligencji (AI). Przyk豉d problemu Bongarda pokazano na ilustracji. Istniej dwie grupy sze軼iu skrzynek. Wszystkie pola po lewej maj ze sob co wsp鏊nego; te po prawej maj t sam wsp鏊n cech, ale w innym stopniu lub w inny spos鏏. Aby rozwi您a problem, system wizyjny (lub Ty) musi odpowiedzie na trzy pytania:

•  Co 陰czy zawarto嗆 p鏊 po lewej stronie ci篹kiej pionowej linii?
•  Co 陰czy zawarto嗆 p鏊 po prawej stronie wiersza?
•  Jaka jest r騜nica mi璠zy zawarto軼i pude po przeciwnych stronach ci篹kiej, pionowej linii?

W tym przypadku pola po lewej zawieraj po cztery kropki lub linie proste; te po prawej zawieraj po pi耩 kropek lub proste linie. R騜nica mi璠zy polami po lewej stronie a polami po prawej stronie polega zatem na liczbie kropek lub linii prostych w nich zawartych



BOOLEAN ALGEBRA

Algebra boolowska to system logiki matematycznej wykorzystuj帷y liczby 0 i 1 z operacjami AND (mno瞠nie), OR (dodawanie) i NOT (negacja). Kombinacje tych operacji to NAND (NIE AND) i NOR (NOT OR). Funkcje logiczne s wykorzystywane w projektowaniu cyfrowych uk豉d闚 logicznych. W algebrze logicznej X i Y s zapisywane XY lub X * Y. NOT X jest zapisany lini lub tyld nad ilo軼i lub jako znak minus, po kt鏎ym nast瘼uje ilo嗆. X LUB Y jest zapisany X + Y. Tabela pokazuje warto軼i tych funkcji, gdzie 0 oznacza "fa連z", a 1 oznacza "prawd". Stwierdzenia po obu stronach znaku r闚no軼i s logicznie r闚nowa積e.



BRANCHING [ROZGA佖IENIE]

Rozga喚zienie odnosi si do procedur lub program闚, kt鏎e maj punkty, w kt鏎ych inteligentny sterownik robota musi wybiera spo鈔鏚 alternatyw. Zastan闚 si nad robotem na linii monta穎wej produkuj帷ej samochody. Zadaniem robota jest wk豉danie ko逍ak闚 w dwa prawe ko豉. (Identyczny robot wykonuje t sam prac po lewej stronie). Za堯禦y, 瞠 20 procent samochod闚 jest wyposa穎nych w ko逍aki w kolorze z這tym (G); pozosta貫 s wyposa穎ne w srebrne (S). Robot powinien wstawia ko逍aki w nast瘼uj帷ej kolejno軼i: SS SS SS SS GG SS SS SS SS GG SS SS i tak dalej. Co pi徠a para ko逍ak闚 jest z這ta. Za ka盥ym razem, gdy ma zosta wstawiona para hubcap, komputer musi dokona wyboru. Zatem procedura znajduje si w punkcie rozga喚zienia dla ka盥ej pary hubcap. Co pi徠y raz nale篡 dokona wyboru, sterownik robota wybiera z這te ko逍aki. W przeciwnym razie wybiera srebrne. Ta sekwencja jest zaprogramowana w sterowniku. Logiczny proces przebiega podobnie do schematu na do陰czonej ilustracji.



Za堯禦y, 瞠 wyst瘼uje usterka, w kt鏎ej kontroler robota lub sprz皻 pomija lub pomija pojedynczy hubcap. Spowoduje to, 瞠 robot postrzega sekwencj samochod闚, wi璚 my郵i, 瞠 do ka盥ego zestawu tylnych k馧 przyby nowy samoch鏚. Wkr鏒ce przednie ko這 samochodu otrzyma srebrn ko逍ak, a tylne ko這 tego samego samochodu otrzyma z這t. Nast瘼ny samoch鏚 otrzyma z這t ko逍ak na przednim kole i srebrny na tylnym kole. Nast瘼stwa b璠 powtarzane w k馧ko, psuj帷 dwa na pi耩 samochod闚 lub 40 procent samochod闚 zje盥瘸j帷ych z linii monta穎wej.

BURN-IN

Przed u篡ciem jakiegokolwiek systemu elektronicznego lub elektromechanicznego nale篡 podda go procesowi wypalenia. Zwykle wymaga to ci庵貫go dzia豉nia systemu przez kilka godzin, dni lub tygodni. W niekt鏎ych przypadkach wadliwy system ulega awarii wkr鏒ce po przej軼iu do trybu online. Jednak w wielu przypadkach awaria nie wyst瘼uje, dop鏦i nie up造nie znaczny czas. Przerywane awarie mog si nie ujawni, dop鏦i nie minie wiele godzin ci庵貫go nadzoru. Proces wypalania mo瞠 wyeliminowa systemy z problemami wczesnej awarii, minimalizuj帷 awarie w czasie rzeczywistym.

S這wnik Robotyki : "C"


CABLE DRIVE [NAP犵 KABLOWY]

Nap璠 kablowy to metoda przenoszenia energii mechanicznej w systemie robotycznym z urz康zenia wykonawczego do manipulatora lub efektora ko鎍owego. Ten rodzaj nap璠u mo瞠 by r闚nie stosowany w uk豉dach nap璠owych z nap璠em na ko豉 oraz w niekt鏎ych urz康zeniach wskazuj帷ych. System sk豉da si z kabla lub sznurka i zestawu k馧 pasowych. G堯wnym atutem nap璠u kablowego jest jego prostota. G堯wnym ograniczeniem jest to, 瞠 kabel mo瞠 郵izga si na ko豉ch lub ko豉ch pasowych, a z czasem kabel mo瞠 si zdegenerowa, a ostatecznie p瘯n望 bez ostrze瞠nia. Ka盥y, kto utkn掖 na autostradzie z powodu awarii paska wentylatora samochodowego, mo瞠 za鈍iadczy, 瞠 problemy, kt鏎e mo瞠 to powodowa.

CAPACITIVE PRESSURE SENSOR [POJEMNO列IOWY CZUJNIK CI吉IENIA]

Pojemno軼iowy czujnik ci郾ienia sk豉da si z dw鏂h metalowych p造t oddzielonych warstw nieprzewodz帷ej (dielektrycznej) pianki. Powsta造 zmienny kondensator jest po陰czony r闚nolegle z cewk; obw鏚 indukcyjno軼i / pojemno軼i (LC) okre郵a cz瘰totliwo嗆 oscylatora. Je郵i obiekt uderzy w czujnik, odst瘼y mi璠zy p造tami chwilowo si zmniejszaj. Zwi瘯sza to pojemno嗆, powoduj帷 spadek cz瘰totliwo軼i oscylatora. Kiedy obiekt odsuwa si od przetwornika, piana odskakuje, p造tki powracaj do pierwotnego odst瘼u, a cz瘰totliwo嗆 oscylatora wraca do normy. Ilustracja jest funkcjonalnym schematem blokowym pojemno軼iowego czujnika ci郾ienia. Wyj軼ie czujnika mo積a przekonwertowa na dane cyfrowe za pomoc konwertera analogowo-cyfrowego (ADC), a nast瘼nie przes豉 do sterownika robota. Czujniki ci郾ienia mo積a montowa w r騜nych miejscach na robocie mobilnym, takich jak prz鏚, ty i boki. Nast瘼nie, na przyk豉d, fizyczny nacisk na czujnik z przodu robota mo瞠 wys豉 sygna do kontrolera, kt鏎y ka瞠 maszynie cofn望 si.



Pojemno軼iowy czujnik ci郾ienia mo積a oszuka przez masywne przewodz帷e lub p馧przewodnikowe obiekty w jego pobli簑. Je郵i taka masa zbli瘸 si do przetwornika, pojemno嗆 zmienia si, nawet je郵i nie nast徙i bezpo鈔edni kontakt. Zjawisko to znane jest jako pojemno嗆 cia豉. Kiedy tego efektu nale篡 unika, do wykrywania ci郾ienia mo積a zastosowa elastomer. Zjawisko to mo瞠 by jednak przydatne do wykrywania zbli瞠niowego.

CAPACITIVE PROXIMITY SENSOR [POJEMNO列IOWY CZUJNIK ZBLI浩NIOWY]

Pojemno軼iowy czujnik zbli瞠niowy wykorzystuje wzajemn pojemno嗆, kt鏎a wyst瘼uje pomi璠zy lub mi璠zy obiektami blisko siebie. Pojemno軼iowy czujnik zbli瞠niowy wykorzystuje oscylator o cz瘰totliwo軼i radiowej (RF), detektor cz瘰totliwo軼i i metalow p造tk pod陰czon do obwodu oscylatora, jak pokazano na schemacie. Oscylator jest zaprojektowany w taki spos鏏, 瞠 zmiana pojemno軼i p造ty w stosunku do 鈔odowiska powoduje zmian cz瘰totliwo軼i. Ta zmiana jest wykrywana przez detektor cz瘰totliwo軼i, kt鏎y wysy豉 sygna do urz康zenia steruj帷ego robotem. W ten spos鏏, je郵i system jest odpowiednio zaprojektowany, robot mo瞠 unikn望 wpadania na przedmioty. W niekt鏎ych detektorach indukowana pojemno嗆 powoduje ca趾owite zatrzymanie oscylacji.



Przedmioty przewodz帷e pr康 do pewnego stopnia, takie jak okablowanie domu, ludzie, samochody lub lod闚ki, s 豉twiej wykrywane przez przetworniki pojemno軼iowe ni rzeczy, kt鏎e nie przewodz, takie jak drewniane krzes豉 i drzwi. Dlatego te inne rodzaje czujnik闚 zbli瞠niowych s niezb璠ne, aby robot dobrze nawigowa w z這穎nym 鈔odowisku, takim jak dom lub biuro.

CARTESIAN COORDINATE GEOMETRY [GEOMETRIA WSP茛RZ犵NYCH KARTESYJSKICH]

Kartezja雟ka geometria wsp馧rz璠nych jest powszechn metod, za pomoc kt鏎ej manipulator robota (rami) mo瞠 si porusza. Termin ten wywodzi si z kartezja雟kiego lub prostok徠nego uk豉du wsp馧rz璠nych u篡wanego do tworzenia wykres闚 funkcji matematycznych. Alternatywnie ten schemat ruchu nazywa si prostok徠n geometri wsp馧rz璠nych. Rysunek przedstawia kartezja雟ki uk豉d wsp馧rz璠nych w dw鏂h wymiarach. Osie s do siebie prostopad貫. W tym przypadku s one w g鏎 / w d馧 (w pionie) i w lewo / w prawo (w poziomie). Istniej r闚nie tr鎩wymiarowe (3-D) systemy kartezja雟kie. W systemie tr鎩wymiarowym istniej trzy osie liniowe, przy czym ka盥a o jest prostopad豉 do pozosta造ch dw鏂h. Manipulator pokazany na ilustracji mo積a przekonwertowa na tr鎩wymiarow geometri kartezja雟k, umo磧iwiaj帷 pionowy pr皻 przesuwanie si do przodu i do ty逝 (na stronie i na zewn徠rz) wzd逝 poziomej 軼ie磬i.



CENTRALIZED CONTROL [SCENTRALIZOWANA KONTROLA]

W systemie zawieraj帷ym wi璚ej ni jednego robota scentralizowane sterowanie odnosi si do nadzoru nad wszystkimi poszczeg鏊nymi robotami przez jednego kontrolera. Komunikacja mi璠zy kontrolerem a robotami odbywa si zwykle za pomoc 鈔odk闚 bezprzewodowych, takich jak radio, chocia mo積a zastosowa inne 鈔odki, takie jak przew鏚 elastyczny lub kable 鈍iat這wodowe. Ten typ systemu robotycznego jest nieco analogiczny do sieci komputerowej klient-serwer. W centralnie sterowanym systemie robotycznym g堯wny komputer pe軟i rol quasi-ludzkiego operatora. W niekt鏎ych systemach poszczeg鏊ne roboty s cz窷ciowo autonomiczne i zawieraj w豉sne kontrolery; pozwala to systemowi na utrzymanie pe軟ej wydajno軼i przez pewien czas, nawet w przypadku przerwy w jednym lub wi瘯szej liczbie 陰czy komunikacyjnych. Jest to znane jako cz窷ciowo scentralizowane sterowanie. Innym przyk豉dem cz窷ciowo scentralizowanego sterowania jest system, w kt鏎ym ka盥y robot odbiera zestaw instrukcji od sterownika, przechowuje te instrukcje, a nast瘼nie wykonuje je niezale積ie od sterownika centralnego. W niekt鏎ych systemach robotycznych poszczeg鏊ne jednostki s ca趾owicie i stale zale積e od centralnego sterownika i nie mog dzia豉, je郵i po陰czenie komunikacyjne zostanie przerwane. M闚i si, 瞠 taki system wykorzystuje w pe軟i scentralizowan kontrol.

CHAIN DRIVE [NAP犵 x哸UCHOWY]

Nap璠 豉鎍uchowy to metoda przenoszenia energii mechanicznej w systemie robotycznym z elementu wykonawczego do manipulatora lub efektora ko鎍owego. Mo瞠 by r闚nie stosowany w uk豉dach nap璠owych z nap璠em ko這wym. System sk豉da si z 豉鎍ucha i zestawu k馧 z ko豉mi 豉鎍uchowymi. G堯wnym atutem nap璠u 豉鎍uchowego jest jego prostota. Mo瞠 zapewni dodatkow przyczepno嗆 w por闚naniu z nap璠em linowym, poniewa 豉鎍uch prawdopodobnie nie 郵izga si na z瑿atkach. Kolejnym atutem jest fakt, 瞠 zmienn pr璠ko嗆 i moc mo積a uzyska za pomoc k馧 z瑿atych o r騜nych rozmiarach, w po陰czeniu z mechanizmem zmiany bieg闚. Z drugiej strony 豉鎍uch mo瞠 spa嗆 z k馧 豉鎍uchowych. ζ鎍uch wymaga smarowania i konserwacji, a jego dzia豉nie mo瞠 by ha豉郵iwe. Typowy przyk豉d nap璠u 豉鎍uchowego mo積a znale潭 w ka盥ym rowerze.

CCD MATRYCA

Matryca CCD to kamera, kt鏎a przekszta販a 鈍iat這 widzialne obrazu w sygna造 cyfrowe. Niekt鏎e matryce CCD dzia豉j r闚nie z podczerwieni (IR) lub ultrafioletem (UV). Zwyk貫 aparaty cyfrowe dzia豉j na zasadzie podobnej do CCD. Obraz skupiony na siatk闚ce ludzkiego oka lub na kamerze konwencjonalnego aparatu jest obrazem analogowym. Mo瞠 mie niesko鎍zenie wiele konfiguracji i niesko鎍zenie wiele odmian odcienia, jasno軼i, kontrastu i nasycenia. Komputer cyfrowy potrzebuje jednak obrazu cyfrowego, aby zrozumie i ulepszy to, co "widzi". Binarne sygna造 cyfrowe maj tylko dwa mo磧iwe stany: wysoki i niski lub 1 i 0. Mo積a uzyska doskona貫 przybli瞠nie obrazu analogowego w postaci wysokich i niskich sygna堯w cyfrowych. Umo磧iwia to programowi komputerowemu przetworzenie obrazu, ukazuj帷 szczeg馧y i funkcje, kt鏎e w innym przypadku by造by niemo磧iwe do wykrycia. Na ilustracji przedstawiono uproszczony schemat blokowy matrycy CCD. Obraz spada na matryc zawieraj帷 tysi帷e lub miliony male鎥ich czujnik闚. Ka盥y czujnik wytwarza jeden piksel (element obrazu). Komputer (nie pokazano) mo瞠 wykorzystywa wszystkie triki charakterystyczne dla ka盥ego dobrego programu graficznego. Opr鏂z renderowania obraz闚 o wysokim kontra軼ie lub fa連zywych kolorach, CCD i komputer razem mog wykrywa i rozwi您ywa obrazy znacznie s豉biej ni jest to mo磧iwe w przypadku konwencjonalnych film闚 z kamer lub bardziej prymitywnych rodzaj闚 kamer wideo. To sprawia, 瞠 CCD jest u篡teczny w robotach, kt鏎e musz stosowa noktowizor.



CHECKERS AND CHESS [WARCABY I SZACHY]

Komputer mo積a zaprogramowa do gry w warcaby. Doskona造 program zosta stworzony przez Arthura Samuela, w kt鏎ym komputer mo瞠 nie tylko gra w gr ruch po ruchu, ale mo瞠 tak瞠 patrze w przysz這嗆 lub przewidywa, aby zobaczy mo磧iwe konsekwencje ruchu. Warcaby to do嗆 prosta gra planszowa. Jest bardziej z這穎ny ni k馧ko i krzy篡k, ale o wiele mniej wyrafinowany ni szachy. Ka盥y, kto gra w k馧ko i krzy篡k, odkry, 瞠 zawsze mo積a uzyska przynajmniej remis (remis). Jest to tak elementarne, 瞠 licealista z pewnym do鈍iadczeniem programistycznym mo瞠 zmusi komputer do gry w k馧ko i krzy篡k. W tej grze maszyna musi patrze tylko o jeden ruch do przodu. Strategia wybiegania obejmuj帷a wi璚ej ni jeden ruch wymaga pewnej ilo軼i praktyki lub nauki. Komputery mo積a jednak zaprogramowa tak, aby uczy造 si na w豉snych b喚dach. Program kontrolny Artura Samuela wykorzystuje strategi wybierania wielu ruch闚 tak skutecznie, 瞠 nawet najlepsi ludzcy gracze na 鈍iecie nie s w stanie pokona swojej maszyny. Istnieje inny schemat, kt鏎y mo積a zastosowa do gry w warcaby: przyj望 og鏊ny plan gry. Og鏊ne strategie mo積a og鏊nie podzieli na defensywne lub ofensywne. Programy defensywne / ofensywne wymagaj przewidywania tylko jednego ruchu. Szachy zosta造 wykorzystane do opracowania i przetestowania inteligencji maszyn. Jedna z pierwszych maszyn do gry w szachy zosta豉 opracowana przez Rand Corporation w 1956 roku. Szachy to z這穎na gra. Komputer musi patrze w przysz這嗆 wi璚ej ni jeden ruch, aby zagra w dobr gr w szachy. Wiele strategii wybiegaj帷ych w przysz這嗆 wraz z uczeniem maszynowym mo瞠 umo磧iwi komputerowi granie w szachy na poziomie umiej皻no軼i por闚nywalnym z mistrzami. Program opracowany przez Rand Corporation by w stanie udowodni pewne twierdzenia matematyczne. To kolejny dobry spos鏏 na przetestowanie inteligencji komputera.

CZYSTY POK粑

Czysty pok鎩 to komora specjalnie zaprojektowana i obs逝giwana w celu zminimalizowania zanieczyszcze w powietrzu. W niekt鏎ych bran瘸ch wa積e jest, aby kurz, brud, bakterie i inne cz御tki by造 ograniczone do absolutnego minimum. Dobrym przyk豉dem jest produkcja uk豉d闚 scalonych (IC) do system闚 elektronicznych i komputerowych. Roboty maj znaczn przewag nad lud幟i w tych 鈔odowiskach. Je郵i zostan zachowane pewne 鈔odki ostro積o軼i, 鈔odowisko w pomieszczeniu mo瞠 by utrzymywane w czysto軼i, jednocze郾ie wpuszczaj帷 ludzi. Ludzie, kt鏎zy wchodz do takiego pomieszczenia, musz najpierw za這篡 szczelne kombinezony, r瘯awiczki i buty. Pok鎩, do kt鏎ego wchodz tylko roboty, a nie ludzie, zawsze mo瞠 by odrobin czystszy. Zanieczyszczenie w czystym pomieszczeniu jest mierzone liczb cz御tek o okre郵onej wielko軼i w 1 litrze (1000 centymetr闚 sze軼iennych) powietrza. Alternatywnie, metr sze軼ienny jest u篡wana jako standardowa jednostka obj皻o軼i.

CHYΜMIERZ

Klinometr to urz康zenie do pomiaru stromo軼i pochy貫j powierzchni. Roboty mobilne u篡waj klinometr闚, aby unika pochy這軼i, kt鏎e mog造by spowodowa, 瞠 przechyl si za daleko, a nawet przewr鏂 si. Pod這ga w budynku jest prawie zawsze pozioma. Zatem jego nachylenie wynosi zero. Ale czasami s pochy這軼i, takie jak rampy. Dobrym przyk豉dem jest rodzaj rampy wykorzystywanej do w霩k闚 inwalidzkich, w kt鏎ej bardzo ma豉 wysoko嗆 zmiany nast瘼uje. Tocz帷y si robot nie mo瞠 wspina si po schodach, ale mo瞠 korzysta z rampy dla w霩k闚 inwalidzkich, pod warunkiem, 瞠 rampa nie jest tak stroma, 瞠 zak堯ca r闚nowag robota lub powoduje jego rozlanie lub upuszczenie. Klinometr wytwarza sygna elektryczny za ka盥ym razem, gdy jest przechylony. Im wi瘯szy k徠 nachylenia, tym wi瘯sza jest moc elektryczna, jak pokazano po lewej stronie wykresu. Klinometr mo瞠 r闚nie wykaza, czy nachylenie spada, czy podnosi. Nachylenie w d馧 mo瞠 powodowa ujemne napi璚ie na wyj軼iu przetwornika, a nachylenie w g鏎 dodatnie napi璚ie, jak pokazano po prawej stronie wykresu.



CLOSED-LOOP CONTROL [STEROWANIE W P邛LI ZAMKNI邛EJ]

Sterowanie w p皻li zamkni皻ej jest form sterowania ruchem manipulatora robota, w kt鏎ym 軼ie磬a lub trajektoria urz康zenia jest cz瘰to korygowana. Po rozpocz璚iu ruchu czujnik pozycji wykrywa mo磧iwe b喚dy na trajektorii. W przypadku wykrycia b喚du czujnik wysy豉 sygna, kt鏎y dzia豉 przez obw鏚 sprz篹enia zwrotnego, aby przywr鏂i manipulatorowi kurs. Termin ten wywodzi si z faktu, 瞠 obwody sprz篹enia zwrotnego i sygna steruj帷y stanowi razem p皻l zamkni皻. G堯wnym atutem sterowania w p皻li zamkni皻ej jest dok豉dno嗆. Ponadto sterowanie w p皻li zamkni皻ej mo瞠 kompensowa szybkie, zlokalizowane lub nieoczekiwane zmiany w 鈔odowisku pracy. G堯wnymi wadami s wi瘯szy koszt i z這穎no嗆 ni prostsze systemy, takie jak kontrola balistyczna.

CLOSED-LOOP SYSTEM [SYSTEM P邛KLI ZAMKNI邛EJ]

System zamkni皻ej p皻li to zestaw urz康ze, kt鏎e reguluj jego zachowanie. Zamkni皻e p皻le mo積a znale潭 w wielu rodzajach maszyn, od silnika w samochodzie (regulator) do kontroli wzmocnienia w odbiorniku radiowym (automatyczna kontrola poziomu). System z zamkni皻 p皻l, znany r闚nie jako serwomechanizm, ma pewne mo磧iwo軼i w陰czenia mechanicznego sprz篹enia zwrotnego od wyj軼ia do wej軼ia. Czujnik na ko鎍u wyj軼iowym generuje sygna, kt鏎y jest wysy豉ny z powrotem do wej軼ia w celu regulacji zachowania maszyny. Dobrym przyk豉dem tego jest czujnik przeciwci郾ienia. Innym przyk豉dem jest sterowanie manipulatorem robota w p皻li zamkni皻ej.

COEXISTENCE [WSP茛ISTNIENIE]

Termin wsp馧istnienie odnosi si do zaprogramowanych interakcji mi璠zy robotami owadowymi, kt鏎e maj wsp鏊ne 鈔odowisko pracy. Roboty w takim systemie nie komunikuj si bezpo鈔ednio ze sob, ale wszystkie komunikuj si z centralnym sterownikiem. Istniej trzy og鏊ne schematy: nie鈍iadome wsp馧istnienie, 鈍iadome wsp馧istnienie i inteligentne wsp馧istnienie. W nie鈍iadomym wsp馧istnieniu 瘸den z robot闚 nie jest 鈍iadomy istnienia 瘸dnego z pozosta造ch. W tym sensie, gdy dwa roboty spotykaj si ze sob, ka盥a maszyna uwa瘸 sw鎩 odpowiednik za przeszkod. Wi瘯szo嗆 robot闚 mobilnych jest zaprogramowana tak, aby unika przeszk鏚 i zagro瞠, zachowuj帷 minimaln odleg這嗆, powiedzmy, 1 m. Tak wi璚, je郵i w danym 鈔odowisku jest wiele robot闚 i wszystkie maj nie鈍iadome wsp馧istnienie, zwykle trzymaj si od siebie z daleka. Je郵i "g瘰to嗆 zaludnienia" robota jest umiarkowana do wysokiej, maszyny maj tendencj do r闚nomiernego rozmieszczania w 鈔odowisku pracy przez ca造 czas. W 鈍iadomym wsp馧istnieniu roboty mobilne mog odr騜nia przeszkody lub zagro瞠nia od innych robot闚. W tego typu systemach roboty s zaprogramowane tak, aby reagowa造 lub zachowywa造 si w okre郵ony, ale prosty spos鏏 w stosunku do swoich odpowiednik闚. Najcz瘰tsze zachowanie polega na tym, 瞠 robot wykonuje okre郵ony zestaw ruch闚, gdy wyczuwa blisko嗆 innego robota, a inny zestaw ruch闚, gdy wyczuwa blisko嗆 nierobotycznej przeszkody lub zagro瞠nia. Przyk豉dem mo瞠 by zatrzymanie maszyny i odwr鏂enie kierunku, je郵i zbli篡 si do przeszkody; ale je郵i zbli篡 si do innego robota, zatrzymuje si, czeka sekund, a je郵i drugi robot pozostaje na drodze, skr璚a w prawo o 90 , idzie 1 m, nast瘼nie skr璚a w lewo o 90 i wznawia ruch w pierwotnym kierunku. W inteligentnym wsp馧istnieniu, podobnie jak w 鈍iadomym wsp馧istnieniu, roboty mog rozr騜nia przeszkody, zagro瞠nia i inne roboty, jednak zaprogramowana reakcja jest bardziej wyrafinowana. Na przyk豉d ka盥y robot mo積a zaprogramowa tak, aby nie zbli瘸 si do 1 m od innego robota. Je郵i takie podej軼ie wyst徙i, wyzwalaj帷 reakcj unikania, robot jest zaprogramowany do poruszania si w kierunku odpowiadaj帷ym 鈔ednim kierunkom wszystkich innych robot闚 w systemie. Ka盥y robot uzyskuje te og鏊ne informacje od kontrolera.

COGNITIVE FATIGUE [ZM犴ZENIE POZNAWCZE]

Zm璚zenie poznawcze jest form wyczerpania psychicznego, kt鏎ego do鈍iadczaj niekiedy u篡tkownicy system闚 teleobecno軼i. Wi瘯szo嗆 system闚 zdalnie sterowanych musi zagra瘸 realizmowi, aby zachowa ograniczenia narzucone przez dost瘼n szeroko嗆 pasma i dopuszczalny koszt. W typowym systemie teleobecno軼i kamery zwykle nie maj widzenia peryferyjnego. Op騧nienia propagacji sygna逝 mog powodowa problemy z op騧nieniem (op騧nienie czasowe mi璠zy dow鏚ztwem a reakcj), szczeg鏊nie gdy teleoperacja odbywa si na du瞠 odleg這軼i. Rozdzielczo嗆 obrazu (szczeg馧y) i cz瘰totliwo嗆 od鈍ie瘸nia (liczba klatek wideo na sekund) s og鏊nie zagro穎ne. Systemy audio s og鏊nie lepsze ni systemy wideo, poniewa niezb璠ne pasma s mniejsze, ale wra瞠nia dotykowe s s豉be lub nieobecne. Objawy zm璚zenia poznawczego obejmuj w璠ruj帷 uwag, senno嗆, b鏊 g這wy i dra磧iwo嗆. Problemy te mog powodowa b喚dy w dzia豉niu urz康zenia.

COGNIZANT FAILURE [AWARIA POZNAWCZA]

Awaria poznawcza jest cech inteligencji maszyny, w kt鏎ej zawi鏚 podsystem lub program jest zast瘼owany przez jeden na wy窺zym poziomie, przy jednoczesnym zapewnieniu, 瞠 wszystkie procesy b璠 dzia豉造 p造nnie bez niepo膨danych skutk闚 ubocznych. W nieskomplikowanych systemach cz窷 wysokiego poziomu systemu mo瞠 tymczasowo przej望 zadania cz窷ci ni窺zego poziomu, bez wzgl璠u na szczeg馧y zdarzenia. W scenariuszach, w kt鏎ych mo磧iwo軼i s r騜norodne i zmienne, czasami wymagane s pewne dodatkowe kroki proceduralne, kt鏎e zwykle nie s konieczne, aby zapewni p造nne dzia豉nie podczas naprawy urz康zenia lub podsystemu ni窺zego poziomu. Rozwa przypadek inteligentnego domu wyposa穎nego w czujniki dymu, czujniki ciep豉, 陰cze telefoniczne do stra篡 po瘸rnej i zestaw tryskaczy. Co powinien zrobi system, je郵i psotne dziecko z suszark do w這s闚 uruchomi czujnik ciep豉, powoduj帷 fa連zywy alarm? Niezbyt wyrafinowany system wywo逝je stra po瘸rn i uruchamia tryskacze, powoduj帷 zak這potanie i niepotrzebne uszkodzenie mebli. Wyrafinowany system mo瞠 zapobiec tym niepo膨danym rzeczom, pod warunkiem, 瞠 w豉軼iciel domu lub jaki system wykrywania zapasowego jest obecny w celu ustalenia, 瞠 faktycznie nie ma ognia. W豉軼iciel lub system zapasowy musi by 鈍iadomy faktu, 瞠 alarm jest fa連zywy. Nast瘼nie system zraszaczy mo積a wy陰czy, mo積a zadzwoni do stra篡 po瘸rnej, aby anulowa alarm, a czujnik wykroczenia, je郵i zosta uszkodzony, mo積a wy陰czy do czasu jego wymiany. (Dziecko mo瞠 by r闚nie dyscyplinowane, chocia jest to obowi您kiem w豉軼iciela domu ludzkiego).

CZUJNIK KOLORU

Wiele robotycznych system闚 wizyjnych dzia豉 tylko w skali szaro軼i. Wykrywanie kolor闚 mo積a doda w podobny spos鏏, jak w telewizji (TV). Wykrywanie kolor闚 mo瞠 pom鏂 robotowi w okre郵eniu to窺amo軼i lub charakteru obiektu. Czy obserwowana pozioma powierzchnia to pod這ga czy trawiasty dziedziniec? (Je郵i jest zielony, to prawdopodobnie jest to trawiasty dziedziniec.) Czasami obiekty maj regiony o r騜nych kolorach, kt鏎e maj identyczn jasno嗆 jak w systemie skali szaro軼i. Takie obiekty mo積a lepiej analizowa za pomoc systemu rozpoznawania kolor闚 ni za pomoc systemu wizyjnego, kt鏎y widzi tylko odcienie szaro軼i. Rysunek pokazuje schemat blokowy systemu wykrywaj帷ego kolory. Wykorzystywane s trzy kamery w skali szaro軼i. Ka盥a kamera ma filtr koloru w obiektywie. Jeden filtr jest czerwony, inny jest zielony, a drugi jest niebieski. S to trzy podstawowe kolory promiennego 鈍iat豉. Wszystkie mo磧iwe odcienie, jasno軼i i nasycenia sk豉daj si z tych trzech kolor闚 w r騜nych proporcjach. Sygna造 z trzech kamer s przetwarzane przez mikrokomputer, a wynik jest podawany do sterownika robota.



CMOS

CMOS , to nazwa technologii stosowanej w urz康zeniach cyfrowych, takich jak komputery. Dwa rodzaje tranzystor闚 polowych (FET) pracuj razem, w tandemie i w ogromnej liczbie, na jednym uk豉dzie scalonym (IC). G堯wnym atutem technologii CMOS w robotyce jest fakt, 瞠 urz康zenia mog dzia豉 skutecznie przy niewielkich pr康ach elektrycznych. Tak wi璚 dobrze zaprojektowane obwody CMOS pobieraj bardzo ma這 energii z zasilacza, co pozwala na u篡cie baterii. Kolejn zalet technologii CMOS jest to, 瞠 dzia豉 ona niezwykle szybko. Mo瞠 przetwarza wiele danych w kr鏒kim czasie. Wad urz康ze CMOS jest to, 瞠 mo積a je 豉two uszkodzi przez elektryczno嗆 statyczn. Urz康zenia tego typu musz by przechowywane z ko趾ami osadzonymi w przewodz帷ym materiale piankowym i / lub zapakowane w specjalny plastik odporny na gromadzenie si 豉dunk闚 elektrostatycznych. Podczas konstruowania lub serwisowania urz康ze przy u篡ciu CMOS technicy musz zachowa 鈔odki ostro積o軼i, aby unikn望 obecno軼i 豉dunk闚 elektrostatycznych na r瘯ach i na instrumentach, takich jak sondy i lutownice. Zazwyczaj zapewnia si to fizycznie 陰cz帷 cia這 technika z dobrym uziemieniem elektrycznym.

COMPLEX-MOTION PROGRAMMING [PROGRAMOWANIE KOMPLEKSOWE]

Gdy maszyny staj si inteligentniejsze, programowanie staje si coraz bardziej wyrafinowane. Nie zbudowano jeszcze 瘸dnej maszyny, kt鏎a mia豉by inteligencj zbli穎n do inteligencji cz這wieka. Niekt鏎zy badacze uwa瘸j, 瞠 prawdziwa sztuczna inteligencja (AI), na poziomie zbli穎nym do ludzkiego m霩gu, nigdy nie zostanie osi庵ni皻a. Programowanie robot闚 mo積a podzieli na poziomy, zaczynaj帷 od najmniej skomplikowanego i przechodz帷 do teoretycznego poziomu prawdziwej sztucznej inteligencji. Rysunek pokazuje czteropoziomowy schemat. Poziom 2, tu poni瞠j poziomu zadania, ale powy瞠j poziomu ruchu prostego, nazywa si programowaniem ruchu z這穎nego. Roboty na tym poziomie mog wykonywa zestawy ruch闚 w okre郵onych sekwencjach.



COMPLIANCE [ZGODNO汎]

Zgodno嗆 to stopie, w jakim efektor ko鎍owy robota lub manipulator porusza si lub ust瘼uje, gdy przy這穎na zostanie do niego si豉. Mo積a to wyrazi jako軼iowo (u篡waj帷 okre郵e takich jak "spr篹ysty" lub "sztywny") lub ilo軼iowo w kategoriach przesuni璚ia na jednostk si造 (np. Milimetr闚 na niuton). M闚i si, 瞠 robot jest zgodny, je郵i na jego ruchy mechaniczne maj wp造w si造 zewn皻rzne, w tym ci郾ienie liniowe lub moment obrotowy. Zgodno嗆 mo瞠 wyst瘼owa wzd逝 jednej, dw鏂h lub trzech osi lub w sensie rotacyjnym. Zasadniczo zgodny robot powinien zosta dostosowany, aby zachowanie jego manipulator闚 i efektor闚 ko鎍owych ogranicza這 obci捫enie jego komponent闚 do minimum. Jednym ze sposob闚 osi庵ni璚ia tego jest czujnik przeciwci郾ienia.

COMPOSITE VIDEO SIGNAL [ZΜ烙NY SYGNA WIDEO]

Z這穎ny sygna wideo to kszta速 fali, kt鏎y moduluje telewizor (TV) lub no郾ik wideo. Z這穎ny sygna zawiera inteligencj wideo, a tak瞠 impulsy synchronizacji, wygaszania i synchronizacji. Szeroko嗆 pasma wynosi zwykle 6 MHz (6 megaherc闚) dla konwencjonalnych sygna堯w szybkiego skanowania i oko這 3 kHz (3 kiloherce) dla sygna堯w wolnego skanowania. Kamera wideo, taka jak orthicon lub vidicon, wytwarza sygna szybkiego skanowania. Niekt鏎e zrobotyzowane systemy wizyjne generuj i analizuj z這穎ne sygna造 wideo. Ilustracja pokazuje przebieg dla pojedynczej linii kolorowego sygna逝 obrazu. Zwykle jest 525 lub 625 linii w pe軟ej klatce dla standardowego szybkiego wideo. W robotycznych systemach wizyjnych zalet jest u篡cie wi瘯szej liczby linii na klatk ni jest to standardowe w przypadku telewizji w celu uzyskania lepszej rozdzielczo軼i obrazu.



COMPUTER MAP [MAPA KOMPUTERA]

Autonomiczny robot musi mie wyczucie, gdzie znajduje si w stosunku do otaczaj帷ych obiekt闚, aby nie wpada na przedmioty i aby m鏬 znale潭 to, czego szuka. Aby by這 to mo磧iwe, kontroler robota mo瞠 wykona komputerow map swojego 鈔odowiska. Mapy komputerowe mog by generowane za pomoc radaru, sonaru lub systemu wizyjnego. Taka mapa mo瞠 istnie w dw鏂h lub trzech wymiarach. Dwuwymiarow (2-D) komputerow map obiekt闚 w pokoju mo積a wygenerowa dla p豉skiej p豉szczyzny 1 m nad pod這g. Kilka map 2-D, reprezentuj帷ych r騜ne wysoko軼i nad pod這g, mo積a po陰czy, aby utworzy z這穎n map tr鎩wymiarow (3-D). Bardziej zaawansowana metoda generowania tr鎩wymiarowej mapy komputerowej polega na u篡ciu wsp馧rz璠nych sferycznych. Sferyczny uk豉d wsp馧rz璠nych okre郵a azymut (namiar kompasu), wysoko嗆 (k徠 powy瞠j poziomu) i zasi璕 (odleg這嗆 promieniowa). Aby taka mapa spe軟i豉 swoje zadanie, nale篡 wykona setki, a nawet tysi帷e indywidualnych sondowa lub obserwacji. Te sondowania lub obserwacje powinny by rozmieszczone r闚nomiernie wok馧 p馧kuli powy瞠j poziomu w przypadku robot闚 l康owych lub wok馧 pe軟ej kuli w przypadku robot闚 podwodnych, powietrznych lub kosmicznych. W przestrzeni kosmicznej nale篡 wybra p豉szczyzn odniesienia, kt鏎a b璠zie s逝篡 jako "pozioma". Im wi瘯sza liczba sondowa, tym lepsza jest rozdzielczo嗆 mapy.

CONFIGURATION SPACE [PRZESTRZE KONFIGURACJI] (C-SPACE)

Przestrze konfiguracji (w skr鏂ie C-space) to schemat, w kt鏎ym lokalizacja i orientacja robota s okre郵ane wzgl璠em innych obiekt闚 w jego otoczeniu. Idealnie, C-space powinna u篡wa minimalnej liczby wsp馧rz璠nych niezb璠nych do wykonania tego zadania. Eliminuje to nadmiarowo嗆, kt鏎a zu篡wa pami耩 kontrolera i mo瞠 powodowa zamieszanie. Zastan闚 si nad mobilnym robotem zaprojektowanym do dzia豉nia na pojedynczym pi皻rze budynku. Ca趾owity obszar fizyczny, w kt鏎ym ten robot istnieje (przestrze 鈍iata), jest tr鎩wymiarowy (3-D). Stanowi to trzy stopnie swobody, kt鏎e mo積a rozpatrywa w kategoriach wsp馧rz璠nych kartezja雟kich (prostok徠nych) x (p馧noc / po逝dnie), y (wsch鏚 / zach鏚) i z (g鏎a / d馧). Orientacja lub po這瞠nie robota mo瞠 wymaga maksymalnie trzech dodatkowych stopni swobody: p (nachylenie), r (przechylenie) i w (odchylenie). Na p豉skiej p豉szczy幡ie pod這gi po這瞠nie robota mo瞠 by oznaczony wsp馧rz璠nymi dwuwymiarowymi (2-D). W opisanym powy瞠j systemie kartezja雟kim s to x i y. Je郵i jednak postawa wymaga okre郵enia ka盥ego z p, r i w, przestrze C wymaga pi璚iu stopni swobody: x, y, p, r i w. Jednak p, r i w mog nie wszystkie by wa積e w przypadku 2-D. Mo瞠 to jeszcze bardziej zmniejszy liczb stopni swobody w przestrzeni C.

CZUJNIK KONTAKTOWY

Czujnik kontaktowy to urz康zenie, kt鏎e wykrywa przedmioty, przeszkody lub bariery za pomoc bezpo鈔edniego kontaktu fizycznego. Czujniki kontaktowe mo積a r闚nie wykorzysta do pomiaru przy這穎nej si造 lub momentu obrotowego. W robotyce do takich urz康ze nale膨 "w御y" i czujniki ci郾ienia. Prostota jest g堯wnym atutem wykrywania kontaktu, gdy jest u篡wana do okre郵ania obecno軼i lub nieobecno軼i obiektu. W celu dok豉dnego pomiaru si造 lub momentu obrotowego, zw豉szcza gdy taka si豉 lub moment obrotowy musz by regulowane, wymagany jest system z zamkni皻 p皻l.

CONTEXT [KONTEKST]

Kontekst to 鈔odowisko, w kt鏎ym u篡wane jest s這wo. Jest to wa積e w systemach rozpoznawania mowy, takich jak te u篡wane w robotach osobistych lub zabezpieczaj帷ych zaprojektowanych do reagowania na polecenia m闚ione. Wszyscy s造szeli wyra瞠nie "poza kontekstem". Kiedy s這wo jest u篡wane poza kontekstem, powstaje fraza lub zdanie, kt鏎e nie maj sensu. Co gorsza, mo瞠 to oznacza co, co nie jest zamierzone. w kontek軼ie, fraza lub zdanie s technicznie w porz康ku, ale s interpretowane jako nonsens lub w niew豉軼iwy spos鏏. Aby poprawnie interpretowa wypowiedzi m闚ione i odpowiada na nie, komputer lub robot ze sztuczn inteligencj musi zna kontekst, w kt鏎ym ka盥e s這wo jest u篡wane. Ludzie maj wrodzone poczucie kontekstu; maszyny nie. To sprawia, 瞠 projektowanie i programowanie skutecznych system闚 rozpoznawania mowy jest niezwykle wyrafinowanym biznesem.

CI:Χ RUCH

Rami robota mo瞠 porusza si p造nnie lub dyskretnie. P造nne ruchy manipulatora robot闚 wykorzystuj ruch ci庵造. Aby robot m鏬 porusza si po g豉dkiej, ci庵貫j 軼ie盧e, ka盥y punkt na drodze musi teoretycznie by przechowywany w pami璚i sterownika. Oczywi軼ie nie jest to dos這wnie mo磧iwe, poniewa ci庵豉 軼ie磬a zawiera niesko鎍zon liczb punkt闚. Ruch 軼ie磬i ci庵貫j wykorzystuje funkcje matematyczne, a nie zbiory punkt闚, do zdefiniowania chwilowej pozycji manipulatora robota. W metodzie funkcji pozycja chwilowa jest zapisywana jako zbi鏎 funkcji matematycznych. Taki ruch jest naprawd ci庵造, poniewa faktycznie przechodzi przez niesko鎍zon liczb punkt闚. Jest to mo磧iwe dzi瘯i g豉dkiej naturze funkcji matematycznych. Ta zasada jest analogiem do ruchu robota grafiki wektorowej w komputerach

CONTROLLER [KONTROLER]

W robocie kontrolerem jest komputer, kt鏎y nadzoruje i kontroluje obs逝g i ruch maszyny. Ilustracja jest funkcjonalnym schematem blokowym sterownika. Sercem kontrolera jest jednostka centralna (CPU), kt鏎a jest podobna do CPU w komputerze osobistym. Instrukcje przemieszczania s przechowywane w pami璚i o dost瘼ie swobodnym (RAM) i / lub na no郾iku pami璚i, takim jak dysk twardy. Interfejs wykonuje kilka czynno軼i, a przede wszystkim pozwala mikrokomputerowi komunikowa si z operatorem lub prze這穎nym. Poprzez interfejs mo磧iwe jest przeprogramowanie pami璚i w celu zmiany instrukcji ruchu. Repertuar dzia豉 lub funkcji robota mo積a wy鈍ietli na ekranie monitora. Mog r闚nie wyst瘼owa r騜ne wska幡iki awarii. Niekt鏎e z bardziej wyrafinowanych interfejs闚 maj okno uczenia, kt鏎e pozwala operatorowi na przeprogramowanie ruch闚 i 軼ie磬i robota.



CONTROL TRADING [KONTROLA TRANSAKCJI]

Kontrola transakcji jest ograniczon form zrobotyzowanego zdalnego sterowania w systemie kt鏎y wykorzystuje teleoperacj. Operator instruuje robota, aby wykona okre郵one, kompletne zadanie, takie jak odkurzanie pokoju lub koszenie trawnika. Maszyna nast瘼nie wykonuje ca貫 zadanie bez dalszych instrukcji lub nadzoru ze strony cz這wieka. Handel kontrolny ma oczywiste aktywa. Operator nie musi stale monitorowa post瘼u pracy maszyny, chocia zaleca si okresowe sprawdzanie, aby upewni si, 瞠 nie wyst徙i powa積a awaria. W ten spos鏏 pojedynczy operator mo瞠 nadzorowa prac kilku robot闚y w tym samym czasie. Kolejnym atutem jest fakt, 瞠 op騧nienie lub op騧nienie spowodowane op騧nieniami propagacji sygna逝 nie stanowi powa積ego problemu. Handel kontrolny jest idealny na przyk豉d w teleoperacji robota na Marsie lub teleoperacji mi璠zyplanetarnej sondy kosmicznej. Jeszcze innym atutem jest to, 瞠 du瘸 szeroko嗆 pasma sygna逝 nie jest wymagana, szczeg鏊nie w przypadku 陰cza wysy豉j帷ego do maszyny; polecenia mog sk豉da si z zakodowanych wiadomo軼i o stosunkowo ma貫j liczbie bajt闚. G堯wnym ograniczeniem handlu kontrolami jest fakt, 瞠 nie mo積a oczekiwa, 瞠 robot b璠zie walczy z nag造mi, nieprzewidzianymi zmianami w 鈔odowisku pracy. Maszyna wykonuje zaprogramowany zestaw operacji przy za這瞠niu, 瞠 鈔odowisko b璠zie wsp馧pracowa. W scenariuszach, w kt鏎ych 鈔odowisko pracy robota podlega cz瘰tym zmianom, kontrola dzielona jest na og馧 lepsza ni handel kontrolami.

COOPERATION [WSP茛PRACA]

Wsp馧praca to konstruktywna lub synergiczna interakcja robot闚 w systemie. Mo瞠 przybiera r騜ne formy, w zale積o軼i od sposobu i zakresu komunikacji robot闚 oraz stopnia autonomii ka盥ej maszyny. W nieaktywnej wsp馧pracy roboty niekoniecznie musz si komunikowa. Wa積e jest jednak, aby ka盥y robot m鏬 odr騜ni inne roboty od og鏊nych obiekt闚 w otoczeniu. Zapobiega to niepo膨danym warunkom, takim jak kolizje mi璠zy robotami, wielu robotom pr鏏uj帷ym wykona to samo zadanie w tym samym czasie i w tym samym miejscu, oraz nier闚nomiernemu rozmieszczeniu maszyn w 鈔odowisku pracy. Opr鏂z zdolno軼i do unikania konflikt闚 z r闚ie郾ikami, ka盥y robot w systemie nieaktywnym wsp馧pracuj帷ym nie musi zwraca szczeg鏊nej uwagi na inne. W dobrze zaprojektowanym systemie tego rodzaju wsp馧praca przebiega naturalnie. W aktywnej wsp馧pracy roboty mog si wzajemnie rozpoznawa, a w niekt鏎ych przypadkach r闚nie komunikowa si ze sob i pomaga sobie nawzajem. Aktywna wsp馧praca mo瞠 obejmowa "lu幡e", w kt鏎ych maszyny s 鈍iadome swojego istnienia i funkcji, ale nie komunikowa si "ciasno", w kt鏎ym ka盥y robot mo瞠 komunikowa si z dowolnym lub wszystkimi innymi urz康zeniami.Niekt鏎e systemy mo積a zaprojektowa tak, aby wykazywa造 mobilno嗆 kooperacyjn, w kt鏎ej dwa lub wi璚ej robot闚 mo瞠 陰czy si w "specjalne zespo造", aby radzi sobie ze z這穎nymi lub trudnymi zadaniami, kt鏎ych pojedynczy robot nie mo瞠 wykona. Specjalna forma aktywnej wsp馧pracy obejmuje scentralizowane sterowanie, w kt鏎ym wszystkie roboty zale膨 od nadzoru pojedynczego kontrolera.

CORRESPONDENCE [ZGODNO汎]

W dwuocznym obrazie maszynowym termin zgodno嗆 odnosi si do skupienia obu kamer wideo lub receptor闚 w tym samym punkcie przestrzeni. Dzi瘯i temu percepcja wideo jest poprawna. Je郵i dwoje "oczu" nie jest skupione w tym samym punkcie, zdolno嗆 maszyny do postrzegania g喚bi jest ograniczona. Ludzkie poczucie zgodno軼i mo積a zmyli, patrz帷 na siatk kropek lub na kawa貫k papieru milimetrowego. Ilustracja pokazuje dwa sposoby, w jakie ludzkie oczy lub system widzenia maszynowego mo積a oszuka takim wzorem. Ten problem jest og鏊nie ograniczony do obserwacji regularnych wzor闚 kropek, kwadrat闚 lub innych identycznych obiekt闚. Rzadko wyst瘼uje w z這穎nych scenach, w kt鏎ych kszta速y geometryczne si nie powtarzaj. Po lewej stronie na ilustracji oba czujniki wideo (pokazane jako ga趾i oczne) patrz w ten sam punkt. Tak wi璚 g喚boko嗆 jest postrzegana poprawnie, nawet je郵i widoki obiektu wydaj si nieco inne z powodu r騜nicy k徠a widzenia przez kt鏎ykolwiek czujnik. Na rysunkach po鈔odku i po prawej lewy czujnik patrzy na jeden obiekt w zestawie, podczas gdy prawy czujnik patrzy na inny. Poniewa wszystkie obiekty s r闚nomiernie rozmieszczone, wydaje si, 瞠 s ustawione w jednej linii, tak jak postrzegane przez system wizyjny. Je郵i manipulator robota reaguje na te nieprawid這we informacje, prawdopodobne s b喚dy pozycjonowania.



CRYPTANALYSIS [KRYPTANALIZA]

Kryptoanaliza jest sztuk prze豉mywania szyfr闚, kt鏎e s schematami przetwarzania sygna堯w wykorzystywanymi do powstrzymywania nieupowa積ionych os鏏 przed przechwytywaniem komunikacji lub uzyskiwaniem dost瘼u do wra磧iwych danych. Za pomoc komputer闚 kryptoanaliza sta豉 si znacznie bardziej skomplikowana ni kiedy. Komputer mo瞠 testowa r騜ne rozwi您ania kodu znacznie szybciej ni zespo造 ludzkie. Poza tym mo積a zastosowa sztuczn inteligencj (AI), aby dowiedzie si, co my郵i wr鏬. Usprawnia to proces 豉mania szyfr闚. Pozwala kryptoanalitykowi lub 豉maczowi kodu zapozna si z og鏊nym schematem szyfru, a tym samym pomaga kryptoanalitykowi zrozumie subtelno軼i kodu szybciej. Jednym z pierwszych kryptoanalityk闚 korzystaj帷ych z komputera by Alan Turing, znany jako pionier sztucznej inteligencji. Na pocz徠ku lat 40. XX wieku, podczas II wojny 鈍iatowej, Niemcy opracowali zaawansowan maszyn o nazwie Enigma, kt鏎a kodowa豉 sygna造 wojskowe. Maszyna i jej kody zak堯ca造 alianckie kryptoanalityki, dop鏦i Alan Turing nie zaprojektowa jednego z pierwszych prawdziwych komputer闚 do dekodowania sygna堯w. Gdy komputery staj si coraz pot篹niejsze, mog tworzy bardziej z這穎ne szyfry. Ale mog r闚nie wymy郵i coraz bardziej wyrafinowane schematy deszyfrowania. W wojnie przewaga szyfrowania / deszyfrowania idzie w bok dzi瘯i bardziej zaawansowanej technologii AI.

CYBERNETYKA

Termin cybernetyka odnosi si do nauki o d捫eniu do celu lub samoregulacji. Dziedziny robotyki i sztucznej inteligencji s specjalno軼iami w dziedzinie cybernetyki. Roboty sterowane komputerowo, kt鏎e wchodz w interakcje z ich 鈔odowiskiem, to maszyny cybernetyczne. Przyk豉dem procesu cybernetycznego jest nalewanie fili瘸nki kawy. Za堯禦y, 瞠 kto m闚i do osobistego robota: "Przynie mi fili瘸nk kawy i upewnij si, 瞠 jest gor帷a". W pami璚i kontrolera robota znajduj si dane dotycz帷e wygl康u fili瘸nki kawy, drogi do kuchni, kszta速u dzbanka do kawy oraz procedury interpretacji temperatury wzgl璠nej, dzi瘯i czemu robot wie, co osoba rozumie przez "gor帷y" . " Osobisty robot musi przej嗆 niewiarygodnie skomplikowany proces, aby zrobi fili瘸nk kawy. Staje si to widoczne, gdy pr鏏uje si zapisa ka盥y krok w rygorystycznej formie.

CYBORG

S這wo cyborg jest skr鏒em "cybernetyczny" i "organizm". W robotyce termin odnosi si do cz這wieka, kt鏎ego cia這 sk豉da si g堯wnie lub nawet g堯wnie z element闚 robotycznych, ale kt鏎y wci捫 篡je biologicznie. Je郵i dana osoba otrzymuje jedn robotyczn r瘯 lub r瘯, nazywa si to bioniczn cz窷ci cia豉 lub protez. Science fiction przenosi to poj璚ie do tego stopnia, 瞠 osoba powa積ie ranna mo瞠 zosta zrekonstruowana znacznie, a nawet prawie ca趾owicie, z cz窷ci bionicznych. Taka istota by豉by prawdziwym cyborgiem. Technologia jest daleka od stworzenia cyborg闚, ale niekt鏎zy naukowcy uwa瘸j, 瞠 kiedy b璠 powszechne. Kilku futuryst闚 wyobra瘸 sobie spo貫cze雟two z這穎ne z ludzi, cyborg闚, inteligentnych robot闚 i komputer闚. Nazywa si to spo貫cze雟twem cybota. Podczas gdy entuzjazm dla idei spo貫cze雟twa cybota jest wysoki w Japonii, zainteresowanie USA i Europy jest nieco mniejsze. Amerykanie i Europejczycy uwa瘸j roboty za s逝膨ce g堯wnie do cel闚 przemys這wych, ale Japo鎍zycy uwa瘸j je za w pewnym sensie 篡we . By mo瞠 dlatego Japo鎍zycy s o wiele bardziej aktywni w opracowywaniu robot闚 podobnych do ludzi.

CYLINDRICAL COORDINATE GEOMETRY [CYLINDRYCZNA GEOMETRIA WSP茛RZ犵NYCH]

Geometria wsp馧rz璠nych cylindrycznych, znana r闚nie jako cykliczna geometria wsp馧rz璠nych, to schemat prowadzenia ramienia robota w trzech wymiarach. Cylindryczny uk豉d wsp馧rz璠nych to uk豉d biegunowy z dodatkow wsp馧rz璠n dodan do elewacji. Za pomoc tego systemu pozycj punktu mo積a jednoznacznie okre郵i w przestrzeni tr鎩wymiarowej (3-D). W uk豉dzie cylindrycznym u篡wana jest p豉szczyzna odniesienia. Punkt pocz徠kowy zosta wybrany, a tak瞠 o odniesienia, odbiegaj帷a od pocz徠ku w p豉szczy幡ie odniesienia. W p豉szczy幡ie odniesienia po這瞠nie dowolnego punktu mo積a okre郵i pod wzgl璠em zasi璕u lub odleg這軼i od pocz徠ku oraz obrotu podstawy, czyli k徠a mierzonego w kierunku przeciwnym do ruchu wskaz闚ek zegara od osi odniesienia. Wsp馧rz璠na rz璠nej jest dodatnia (powy瞠j p豉szczyzny odniesienia), ujemna (poni瞠j niej) lub zero (w niej). Ilustracja pokazuje rami robota wyposa穎ne w cylindryczn geometri wsp馧rz璠nych




Powr鏒

S這wnik Robotyki : "D"


DANYCH KOMPRESJA

Kompresja danych to metoda maksymalizacji ilo軼i informacji cyfrowych, kt鏎e mog by przechowywane w danym miejscu lub wysy豉ne w okre郵onym czasie. Pliki tekstowe i programowe mo積a skompresowa, zast瘼uj帷 cz瘰to u篡wane s這wa i frazy symbolami takimi jak =, #, & lub @, o ile 瘸den z tych symboli nie wyst瘼uje w nieskompresowanym pliku. Po odebraniu danych s one nieskompresowane poprzez zast徙ienie oryginalnych s堯w i zwrot闚 dla symboli. Obrazy cyfrowe mo積a kompresowa na dwa sposoby. W bezstratnej kompresji obrazu szczeg馧y nie s po鈍i璚ane; tylko zb璠ne bity s eliminowane. W stratnej kompresji obrazu niekt鏎e szczeg馧y s tracone, chocia utrata zwykle nie jest znacz帷a. Rozmiar tekstu i program闚 mo積a og鏊nie zmniejszy o oko這 50 procent za pomoc kompresji danych. Obrazy mo積a zmniejszy w znacznie wi瘯szym stopniu, je郵i toleruje si pewn utrat. Niekt鏎e zaawansowane schematy kompresji obrazu mog generowa plik, kt鏎y jest tylko niewielkim u豉mkiem oryginalnego rozmiaru pliku.

DANYCH KONWERSJA

Wiele system闚 komunikacyjnych "digitalizuje" sygna造 analogowe u 廝鏚豉 (koniec nadawczy) i "rozprasza" sygna造 w miejscu docelowym (koniec odbiorczy). Dane cyfrowe mog by przesy豉ne bit po bicie (szeregowo) lub w p璚zkach (r闚nolegle). Konwersja danych to proces zmiany danych mi璠zy formami analogowymi i cyfrowymi lub mi璠zy formami r闚noleg造mi i szeregowymi

Analogowy do cyfrowego

Ka盥y sygna analogowy lub zmienny w spos鏏 ci庵造 mo積a przekszta販i w ci庵 impuls闚, kt鏎ych amplitudy maj sko鎍zon liczb stan闚. Jest to konwersja analogowo-cyfrowa (A / D). Przetwornik A / D lub przetwornik ADC pr鏏kuje chwilow amplitud sygna逝 analogowego i wysy豉 impulsy o poziomach dyskretnych, jak pokazano . Liczba poziom闚 nazywana jest rozdzielczo軼i pr鏏kowania i zwykle jest pot璕 2. Liczba liczba impuls闚 na sekund to cz瘰totliwo嗆 pr鏏kowania. Czas mi璠zy impulsami to interwa pr鏏kowania. W tym przyk豉dzie istnieje osiem poziom闚 reprezentowanych przez trzycyfrowe liczby binarne od 000 do 111.



Zasadniczo minimalna mo磧iwa do zrealizowania cz瘰totliwo嗆 pr鏏kowania cyfrowego jest oko這 dwa razy wi瘯sza ni najwy窺za cz瘰totliwo嗆 danych analogowych. Jest to og鏊na zasada w in篡nierii komunikacyjnej, znana jako twierdzenie Nyquista lub twierdzenie o pr鏏kowaniu. Dla sygna逝 o sk豉dowych tak wysokich jak 3 kHz minimalna cz瘰totliwo嗆 pr鏏kowania wynosi 6 kHz. Komercyjny standard g這su to 8 kHz. W przypadku transmisji muzyki hi-fi standardowa cz瘰totliwo嗆 pr鏏kowania wynosi 44,1 kHz. W systemach komunikacji maszynowej minimalna cz瘰totliwo嗆 pr鏏kowania zale篡 od pr璠ko軼i, z jak dane musz by przesy豉ne mi璠zy punktami, na przyk豉d z centralnego sterownika do robota mobilnego.

Cyfrowe na analogowe

Schemat konwersji cyfrowo-analogowej (D / A) zale篡 od tego, czy sygna jest binarny czy wielopoziomowy. Proces konwersji D / A odbywa si za pomoc przetwornika D / A (DAC). W binarnym przetworniku cyfrowo-analogowym mikroprocesor odwraca proces konwersji A / D wykonywany podczas nagrywania lub transmisji. Wielopoziomowe sygna造 cyfrowe mo積a ponownie przekszta販i do postaci analogowej poprzez "wyg豉dzenie" impuls闚. Mo積a to intuicyjnie zobaczy na rysunku. Wyobra sobie ci庵 impuls闚 wyg豉dzony w ci庵陰 krzyw. Sygna造 cyfrowe nadaj si do wielokrotnego odtwarzania bez utraty integralno軼i. Sygna造 cyfrowe s r闚nie stosunkowo odporne na wp造w szum闚 w obwodach kablowych bezprzewodowych i d逝godystansowych. Z tego powodu, nawet je郵i pocz徠kowe sygna造 wej軼iowe i ko鎍owe sygna造 wyj軼iowe maj charakter analogowy, na przyk豉d ruchome obrazy lub ludzkie g這sy, zastosowanie cyfrowego format w po鈔ednicz帷ym medium. Sygna造 cyfrowe mo積a wyja郾i za pomoc cyfrowego przetwarzania sygna逝 (DSP) w celu zwi瘯szenia stosunku sygna逝 do szumu (S / N), minimalizuj帷 w ten spos鏏 liczb b喚d闚 komunikacji i niezb璠n szeroko嗆 pasma, jednocze郾ie maksymalizuj帷 szybko嗆 przesy豉nia danych. Dotyczy to tego, czy ostateczne sygna造 wej軼iowe i wyj軼iowe s analogowe czy cyfrowe.

Szeregowy a r闚noleg造

Dane binarne mog by wysy豉ne i odbierane pojedynczo po jednej linii lub kanale. To jest szeregowa transmisja danych. Wy窺ze pr璠ko軼i danych mo積a uzyska, stosuj帷 wiele linii lub kana szerokopasmowy, wysy豉j帷 niezale積e sekwencje bit闚 (wysokie i niskie lub 1 i 0) wzd逝 ka盥ej linii lub subkana逝. Jest to r闚noleg豉 transmisja danych. W konwersji r闚noleg貫j do szeregowej (P / S) bity s odbierane z wielu linii lub kana堯w i przesy豉ne pojedynczo wzd逝 jednej linii lub kana逝. Bufor przechowuje bity z r闚noleg造ch linii lub kana堯w, gdy oczekuj na transmisj wzd逝 linii lub kana逝 szeregowego. W konwersji szeregowej na r闚noleg陰 (S / P) bity s odbierane z linii szeregowej lub kana逝 i wysy豉ne partiami wzd逝 kilku linii lub kana堯w. Wyj軼ie konwertera S / P nie mo瞠 i嗆 szybciej ni wej軼ie, ale obw鏚 jest przydatny, gdy konieczne jest po陰czenie mi璠zy urz康zeniem danych szeregowych a urz康zeniem danych r闚noleg造ch. Rysunek 2 ilustruje obw鏚 komunikacyjny, w kt鏎ym konwerter P / S jest u篡wany u 廝鏚豉, a konwerter S / P jest u篡wany w miejscu docelowym. W tym przyk豉dzie znaki danych to 8-bitowe bajty; ilustracja pokazuje przeniesienie jednego znaku

DEGREES OF FREEDOM [STOPNIE SWOBODY]

Termin stopnie swobody odnosi si do liczby r騜nych sposob闚 poruszania si ramienia robota. Wi瘯szo嗆 ramion robot闚 porusza si w trzech wymiarach, ale cz瘰to maj wi璚ej ni trzy stopnie swobody. Mo瞠sz u篡 w豉snego ramienia, aby dowiedzie si, jakie stopnie swobody mo瞠 mie rami robota. Wyci庵nij prawe rami prosto w kierunku horyzontu. Wyci庵nij palec wskazuj帷y, aby wskazywa. Trzymaj帷 r瘯 prosto, odsu j od ramienia. Mo瞠sz porusza r瘯 na trzy sposoby. Ruch w g鏎 i w d馧 nazywa si skokiem, a ruch w prawo i w lewo to odchyleniem. Mo瞠sz tak瞠 obr鏂i ca貫 rami, tak jakby u篡wa go jako 鈔ubokr皻a; to jest roll. Twoje rami ma trzy stopnie swobody: pochylenie, odchylenie i przechylenie. Teraz ruszaj r瘯 tylko z 這kcia. Je郵i stale utrzymujesz rami i rami w tej samej pozycji, zobaczysz, 瞠 staw 這kciowy ma r闚nowag skoku w stawie barkowym. Ale to wszystko (chyba 瞠 tw鎩 這kie jest zwichni皻y). Ludzki 這kie ma jeden stopie swobody. Wyci庵nij r瘯 w kierunku horyzontu, wyprostuj j i przesu tylko nadgarstek. Trzymaj rami nad nadgarstkiem proste i nieruchome. Tw鎩 nadgarstek mo瞠 si zgina w g鏎 i w d馧, a tak瞠 mo瞠 przesuwa si na boki. Ludzka r瘯a ma dwa stopnie swobody w stosunku do ramienia nad ni: wysoko嗆 i odchylenie. Tak wi璚 w sumie system bark / 這kie / nadgarstek ma sze嗆 stopni swobody: trzy w ramieniu, jeden w 這kciu i dwa w nadgarstku. Pewna ilo嗆 obrot闚 jest r闚nie mo磧iwa w ramieniu poni瞠j 這kcia; nie wyst瘼uje to ani w stawie 這kciowym, ani w stawie nadgarstkowym, ale w samym przedramieniu. To zapewnia si鏚my stopie swobody. Trzy stopnie swobody s wystarczaj帷e, aby doprowadzi koniec ramienia robota do dowolnego punktu w jego obwiedni roboczej lub przestrzeni roboczej, w trzech wymiarach. Zatem teoretycznie mo瞠 si wydawa, 瞠 robot nigdy nie powinien potrzebowa wi璚ej ni trzech stopni swobody. Ale dodatkowe mo磧iwe ruchy, zapewniane przez wiele po陰cze, zapewniaj wszechstronno嗆 ramion robota, kt鏎ych nie mogliby osi庵n望 przy zaledwie trzech stopniach swobody.

DEGREES OF ROTATION [STOPNIE OBROTU]

Stopnie obrotu s miar stopnia, w jakim obracane jest z陰cze robota lub zestaw po陰cze robota. Zawsze u篡wany jest jaki punkt odniesienia, a k徠y s okre郵one w stopniach lub radianach w odniesieniu do tego po陰czenia. Obr鏒 w jednym kierunku (zwykle zgodnie z ruchem wskaz闚ek zegara) jest reprezentowany przez k徠y dodatnie; obr鏒 w przeciwnym kierunku okre郵aj k徠y ujemne. Zatem je郵i k徠 X = 58o, odnosi si do obrotu o 58o w kierunku zgodnym z ruchem wskaz闚ek zegara w stosunku do osi odniesienia. Je郵i k徠 Y = 74o, odnosi si do obrotu o 74o w kierunku przeciwnym do ruchu wskaz闚ek zegara. Ilustracja pokazuje rami robota z trzema po陰czeniami. Osiami odniesienia s J1, J2 i J3 dla k徠闚 obrotu X, Y i Z. Poszczeg鏊ne k徠y sumuj si.



Gdy konieczne jest przesuni璚ie ramienia robota do okre郵onej pozycji w obr瑿ie obwiedni roboczej lub regionu w przestrzeni, do kt鏎ego rami mo瞠 dotrze, operator wprowadza dane do komputera. Dane te obejmuj miary k徠闚 X, Y i Z. W przyk豉dzie pokazanym na ilustracji operator okre郵i X = 39o, Y = 75o i Z = 51o. Dla uproszczenia nie s pokazane 瘸dne inne mo磧iwe zmienne parametry, takie jak obr鏒 podstawy, obr鏒 nadgarstka lub przed逝瞠nie / wycofanie odcink闚 liniowych.

DELIBERATION [PLANOWANIE]

Rozwa瘸nie odnosi si do ka盥ej cechy nawigacji robotycznej, kt鏎a wymaga pewnego rodzaju wcze郾iejszego planowania, a nie tylko reakcji na obecno嗆 przeszk鏚 lub zmian w 鈔odowisku pracy. Planowanie deliberatywne jest zwykle 陰czone z innym schematem zwanym planowaniem reaktywnym.

DEPTH MAP [MAPA G牞OKO列I]

Mapa g喚boko軼i, zwana tak瞠 obrazem zasi璕u, jest wyspecjalizowan form mapy komputerowej, renderowan jako obraz w skali szaro軼i 鈔odowiska pracy robota. Jasno嗆 ka盥ego piksela (elementu obrazu) na obrazie jest proporcjonalna do zasi璕u lub odleg這軼i promieniowej do najbli窺zej przeszkody w okre郵onym kierunku. Na niekt鏎ych mapach g喚boko軼i najja郾iejsze piksele odpowiadaj kr鏒kiemu zasi璕owi; w innych najja郾iejsze piksele odpowiadaj dalekiemu zasi璕owi. Typowy obraz zakresu wygl康a jak obraz wideo w skali szaro軼i lub jego negatyw. Jednak po zbadaniu wida r騜nic mi璠zy konwencjonalnym obrazem widzialnym lub podczerwonym (IR) a map g喚bi. Lokalne szczeg馧y obiekt闚, takie jak kontur ludzkiej twarzy, na og馧 nie pokazuj si na mapie g喚boko軼i, nawet je郵i cie, kolor lub promieniowanie cieplne r騜ni si znacznie. Jest to odleg這嗆 promieniowa okre郵ona przez system wykrywania i kre郵enia zasi璕u, kt鏎y wytwarza obraz. Za堯禦y, 瞠 robot porusza si po p豉skim polu lub pustym parkingu, na kt鏎ym stoi ogromna kula. System wykrywania i kre郵enia zasi璕u jest zaprogramowany do tworzenia mapy g喚boko軼i. W polu widzenia systemu jedynymi pojawiaj帷ymi si obiektami s p豉ska powierzchnia i kula. Za堯禦y, 瞠 mapa g喚boko軼i jest taka, 瞠 wzgl璠na jasno嗆 obrazu jest odwrotnie proporcjonalna do odleg這軼i promieniowej.



Mapa g喚boko軼i wygl康a tak, jak pokazano na za陰czonej ilustracji. Kolor pi趾i i powierzchnia, na kt鏎ej spoczywa, oraz pora dnia i nocy, nie maj znaczenia; interpretacja opiera si ca趾owicie na zakresie jako funkcji kierunku w przestrzeni tr鎩wymiarowej.

DERIVATIVE [POCHODNA]

Termin pochodna odnosi si do tempa zmiany funkcji matematycznej. Na przyk豉d pr璠ko嗆 lub szybko嗆 jest pochodn przemieszczenia, a przyspieszenie jest pochodn pr璠ko軼i. Ryc. 1 pokazuje hipotetyczny wykres przemieszczenia w funkcji czasu. Ta funkcja pojawia si jako krzywa. Mo瞠sz my郵e o tym jak o wykresie odleg這軼i przebytej przez robota przyspieszaj帷ego wzd逝 toru liniowego, z przesuni璚iem okre郵onym w metrach i czasem w sekundach. W dowolnym momencie, nazwij to t, pr璠ko嗆 jest r闚na nachyleniu linii stycznej do krzywej w tym momencie. Ta ilo嗆 jest wyra瘸na w liniowych jednostkach przemieszczenia (takich jak metry) na sekund.



W elektronice cyfrowej obw鏚, kt鏎y nieustannie przyjmuje pochodn jako fal wej軼iow, jako funkcja chwilowej amplitudy w funkcji czasu, nazywana jest czynnikiem r騜nicuj帷ym. Przyk豉d dzia豉nia r騜niczki pokazano poi瞠j. Sygna貫m wej軼iowym jest fala sinusoidalna. Wyj軼ie jest zgodne ze spadkiem lub pochodn tej fali; wynikiem jest fala cosinusowa, o tym samym kszta販ie co fala sinusoidalna, ale przesuni皻a o jedn czwart cyklu (90o fazy).



DIFFERENTIAL AMPLIFIER [WZMACNIACZ R荅NICOWY]

Wzmacniacz r騜nicowy to obw鏚 elektroniczny, kt鏎y reaguje na r騜nic amplitudy mi璠zy dwoma sygna豉mi. Niekt鏎e wzmacniacze r騜nicowe r闚nie wytwarzaj wzmocnienie, w wyniku czego powstaje sygna wyj軼iowy, kt鏎ego amplituda zmienia si dramatycznie, gdy amplituda obu sygna堯w wej軼iowych zmienia si tylko nieznacznie. Moc wyj軼iowa jest proporcjonalna do r騜nicy mi璠zy poziomami sygna逝 wej軼iowego. Je郵i amplitudy wej軼iowe s identyczne, w闚czas warto嗆 wyj軼iowa wynosi zero. Nomograf pokazuje, jak zmienia si chwilowa moc wyj軼iowa wzmacniacza r騜nicowego wraz ze zmian chwilowych warto軼i wej軼iowych. Aby znale潭 wynik, umie嗆 prost linijk, tak aby jego kraw璠 przechodzi豉 przez dwa punkty wej軼iowe; wyj軼ie to punkt na 鈔odkowej skali, przez kt鏎y przechodzi linijka. W tym przyk豉dzie obw鏚 nie ma wzmocnienia. Wzmacniacze r騜nicowe s czasami stosowane w robotycznych systemach czujnik闚. Wyj軼ie wzmacniacza w tej sytuacji mo瞠 by wykorzystane jako sygna b喚du, kt鏎y jest wysy豉ny do systemu prowadzenia w celu regulacji ruchu robota mobilnego. Mo瞠 to zapewni, 瞠 robot pod捫a wyznaczon tras w swoim 鈔odowisku pracy, na przyk豉d 軼ie磬, wzd逝 kt鏎ej dwie referencyjne fale akustyczne lub radiowe s dok豉dnie w fazie



DIFFERENTIAL TRANSDUCER [PRZETWORNIK R荅NICOWY]

Przetwornik r騜nicowy jest czujnikiem z dwoma wej軼iami i jednym wyj軼iem. Moc wyj軼iowa jest proporcjonalna do r騜nicy mi璠zy poziomami sygna逝 wej軼iowego. Przyk豉dem jest przetwornik r騜nicy ci郾ie, kt鏎y reaguje na r騜nic ci郾ienia mechanicznego w dw鏂h punktach. Dowoln par przetwornik闚 mo積a pod陰czy w uk豉dzie r騜nicowym. Zwykle wymaga to pod陰czenia przetwornik闚 do wej嗆 wzmacniacza r騜nicowego. Gdy dwie zmienne maj t sam wielko嗆, wyj軼ie przetwornika r騜nicowego wynosi zero. Im wi瘯sza r騜nica wielko軼i wykrywanych efekt闚, tym wi瘯sza jest wydajno嗆. Najwi璚ej wynik闚 wyst瘼uje, gdy jeden z wykrytych efekt闚 jest intensywny, a drugi jest zerowy lub bliski zeru. Niezale積ie od tego, czy wynik jest dodatni czy ujemny, zale篡 od tego, kt鏎y z wykrytych efekt闚 jest wi瘯szy.

DIGITAL IMAGE [OBRAZ CYFROWY]

Obraz cyfrowy, zwany tak瞠 obrazem digitalizowanym, jest odwzorowaniem sceny o d逝go軼iach fal widzialnych, podczerwonych (IR) lub ultrafioletowych (UV) lub za pomoc radaru lub sonaru, w postaci prostok徠nego uk豉du ma造ch kwadrat闚 lub kropek zwanych piksele. Na obrazie cyfrowym w skali szaro軼i ka盥y piksel ma poziom jasno軼i, kt鏎y mo瞠 osi庵n望 dowoln z wielu dyskretnych warto軼i binarnych. Typowe zakresy to od binarnych od 0000 do 1111 (16 odcieni szaro軼i) lub binarnych od 00000000 do 11111111 (256 odcieni szaro軼i). Na kolorowym obrazie cyfrowym ka盥y piksel ma warto嗆 koloru czerwonego, zielonego lub niebieskiego (RGB), a tak瞠 poziom jasno軼i, kt鏎y mo瞠 osi庵n望 dowoln z wielu dyskretnych warto軼i binarnych. Kolorowe obrazy cyfrowe zajmuj znacznie wi璚ej pami璚i lub miejsca do przechowywania danych ni obrazy cyfrowe w skali szaro軼i, poniewa trzy warto軼i kolor闚 mog r騜ni si niezale積ie dla ka盥ego piksela. Liczba pikseli na obrazie cyfrowym okre郵a rozdzielczo嗆. Liczba ta jest og鏊nie reprezentowana przez liczb pikseli w wymiarze poziomym i pionowym. Na przyk豉d na ekranie komputera powszechna rozdzielczo嗆 to 1024 768 (1024 piksele w poziomie i 768 pikseli w pionie). Na widocznym obrazie cyfrowym kolor jest zazwyczaj odwzorowywany w mo磧iwie najbardziej realistyczny spos鏏, jednak przy d逝go軼iach fal IR i UV, a zw豉szcza w przypadku radaru i sonaru, w obrazach cyfrowych cz瘰to stosowane s fa連zywe kolory. Na przyk豉d na obrazie sonaru kolor mo瞠 reprezentowa zasi璕 lub odleg這嗆 mi璠zy robotem a obiektami w jego 鈔odowisku pracy. Czerwony mo瞠 reprezentowa najmniejszy zakres, przechodz帷 w g鏎 przez pomara鎍zowy, 鄴速y, zielony, niebieski, fioletowy, a na koniec bia造, reprezentuj帷 najwi瘯szy (lub niesko鎍zony) zasi璕.

DIGITAL MOTION [RUCH CYFROWY]

W robotyce ruch cyfrowy odnosi si do ruchu ramienia robota, kt鏎y mo瞠 zatrzyma si tylko w niekt鏎ych pozycjach w obr瑿ie obwiedni roboczej. Kontrastuje to z ruchem analogicznym, w kt鏎ym liczba mo磧iwych pozycji jest teoretycznie niesko鎍zona. Mo磧iwe pozycje w systemie zawieraj帷ym ruch cyfrowy musz zosta zaprogramowane w sterowniku robota. Na przyk豉d podstawa ramienia robota mo瞠 obraca si do dowolnej wielokrotno軼i 30o w ca造m okr璕u od 0o do 360o. Umo磧iwia to 12 unikalnych k徠闚 obrotu podstawy. Je郵i wymagana jest wi瘯sza precyzja, mo積a zwi瘯szy przyrost k徠a (10o pozwoli na przyk豉d na 36 unikalnych k徠闚 obrotu podstawy). Gdy rami robota musi zosta obr鏂one do okre郵onej pozycji k徠a podstawy, nale篡 wprowadzi 膨dany k徠 lub stopie do kontrolera robota. Rami nast瘼nie przesuwa si do wyznaczonej pozycji i zatrzymuje si. Silniki krokowe s powszechnie stosowane w robotycznych systemach ruchu cyfrowego. Silniki te poruszaj si w dyskretnych przyrostach, zamiast obraca si w spos鏏 ci庵造.

DIGITAL SIGNAL PROCESSING (DSP) [CYFROWE PRZETWARZANIE SYGNA紟 (DSP)]

Cyfrowe przetwarzanie sygna逝 (DSP) to schemat poprawy dok豉dno軼i danych cyfrowych. Mo積a go wykorzysta do wyja郾ienia lub wzmocnienia wszelkiego rodzaju sygna堯w.

Czyszczenie analogowe

Gdy DSP jest u篡wany w analogowym systemie komunikacyjnym, sygna jest najpierw zmieniany na posta cyfrow poprzez konwersj A / D. Nast瘼nie sygna cyfrowy jest "uporz康kowany", wi璚 czas impulsu i amplituda s 軼i郵e zgodne z protoko貫m. Na koniec sygna cyfrowy jest zmieniany z powrotem na posta analogow za pomoc konwersji cyfrowo-analogowej. Cyfrowe przetwarzanie sygna逝 mo瞠 rozszerzy funkcjonalny zasi璕 obwodu komunikacyjnego, poniewa umo磧iwia odbi鏎 w gorszych warunkach ni by這by to mo磧iwe bez niego. Cyfrowe przetwarzanie sygna逝 poprawia tak瞠 jako嗆 uczciwych sygna堯w, wi璚 sprz皻 odbiorczy lub operator pope軟i mniej b喚d闚. Proces DSP zapewnia r闚nie, 瞠 niezb璠na przepustowo嗆 komunikacji jest ograniczona do minimum.

Cyfrowe porz康ki

W obwodach, kt鏎e u篡waj tylko tryb闚 cyfrowych, konwersja A / D i D / A nie ma znaczenia, ale DSP mo瞠 jednak "uporz康kowa" sygna. Zwi瘯sza to dok豉dno嗆 systemu, a tak瞠 umo磧iwia wielokrotne kopiowanie danych (czyli tworzenie kopii wielopokoleniowych). Obw鏚 DSP minimalizuje zamieszanie mi璠zy stanami cyfrowymi, jak pokazano na ilustracji. Sygna hipotetyczny przed przetwarzaniem pokazano na g鏎ze; sygna po przetworzeniu jest pokazany na dole. Je郵i amplituda wej軼iowa przez pewien czas przekracza okre郵ony poziom, sygna wyj軼iowy jest wysoki (logika 1).



Je郵i amplituda wej軼iowa znajduje si poni瞠j punktu krytycznego przez pewien czas, w闚czas sygna wyj軼iowy jest niski (logiczne 0). Silny wybuch szumu mo瞠 oszuka obw鏚 w przekonaniu, 瞠 sygna jest wysoki, gdy jest naprawd niski; ale og鏊nie b喚dy wyst瘼uj rzadziej w przypadku DSP ni bez niego.

W komputerach i robotach.

System DSP mo積a wytrawi na jednym uk豉dzie scalonym (IC), podobnym rozmiarem do uk豉du pami璚i. Niekt鏎e obwody DSP pe軟i wiele funkcji w systemie komputerowym lub zrobotyzowanym, wi璚 kontroler mo瞠 po鈍i璚i si wykonywaniu swojej podstawowej pracy bez konieczno軼i wykonywania dodatkowych zada. Uk豉d DSP mo瞠 kompresowa i dekompresowa dane, pomaga komputerowi rozpoznawa i generowa mow, t逝maczy z jednego m闚ionego j瞛yka na inny (na przyk豉d z angielskiego na chi雟ki lub odwrotnie) oraz rozpoznawa i por闚nywa wzorce.

DIRECTIONAL TRANSDUCER [PRZETWORNIK KIERUNKOWY]

Przetwornik kierunkowy jest urz康zeniem, kt鏎e wykrywa pewien efekt lub zak堯cenie i wytwarza sygna wyj軼iowy, kt鏎ego amplituda jest r騜na w zale積o軼i od kierunku, z kt鏎ego dochodzi efekt lub zak堯cenie. Przetworniki kierunkowe s szeroko stosowane w robotycznych systemach wykrywania i prowadzenia. Prostym przyk豉dem przetwornika kierunkowego jest wsp鏊ny mikrofon. Mikrofony prawie zawsze s jednokierunkowe, to znaczy najlepiej reaguj w jednym kierunku. Przyk豉dem dwukierunkowego przetwornika jest pozioma antena radiowa znana jako dipol. Niekt鏎e przetworniki s dook鏊ne w okre郵onej p豉szczy幡ie. Przyk豉dem jest pionowa antena radiowa. Dzia豉 r闚nie dobrze we wszystkich kierunkach poziomych. Jednak jego czu這嗆 zmienia si w p豉szczyznach pionowych. Niekt鏎e przetworniki s jednakowo czu貫 we wszystkich mo磧iwych kierunkach; kierunkowy wz鏎 takiego urz康zenia to kula w trzech wymiarach. To jest naprawd dook鏊ny przetwornik.

DIRECTION FINDING [USTALENIE KIERUNKU]

Znalezienie kierunku jest 鈔odkiem lokalizacji i / lub nawigacji, zwykle wykorzystuj帷ym fale radiowe lub akustyczne. Na cz瘰totliwo軼iach radiowych (RF) systemy lokalizacji i nawigacji dzia豉j w zakresie od kilku kiloherc闚 do obszaru mikrofalowego. Systemy akustyczne wykorzystuj cz瘰totliwo軼i od kilkuset herc闚 do kilkuset kiloherc闚.

Por闚nanie sygna堯w

Robot mobilny mo瞠 znale潭 swoj pozycj, por闚nuj帷 sygna造 z dw鏂h sta造ch stacji, kt鏎ych pozycje s znane, jak pokazano na rysunku. Dodaj帷 180o do 這篡sk 廝鏚e X i Y, robot (kwadrat) uzyskuje swoje 這篡ska jako "Widziane" ze 廝鏚e (kropki). Robot mo瞠 okre郵i sw鎩 kierunek i pr璠ko嗆, wykonuj帷 dwa odczyty oddzielone okre郵on ilo軼i czasu. Komputery mog pom鏂 w dok豉dnym okre郵eniu i wy鈍ietleniu po這瞠nia i wektora pr璠ko軼i.



Drugi rysunek przedstawia schemat blokowy akustycznej wyszukiwarki kierunku. W tym przypadku fale akustyczne s ultrad德i瘯ami. Odbiornik ma wska幡ik si造 sygna逝 i serwo, kt鏎e obraca kierunkowy przetwornik ultrad德i瘯owy. Istniej dwa 廝鏚豉 sygna逝 o r騜nych cz瘰totliwo軼iach. Gdy przetwornik jest obracany, aby sygna z jednego 廝鏚豉 by maksymalny, 這篡sko uzyskuje si przez por闚nanie orientacji przetwornika z pewnymi znanymi standardami, takimi jak odczyt kompasu magnetycznego. To samo dotyczy drugiego 廝鏚豉. Komputer u篡wa triangulacji, aby ustali dok豉dn lokalizacj robota.

Wyszukiwanie kierunku radiowego (RDF)

DIRECTION RESOLUTION [ROZDZIELCZO汎 KIERUNKOWA]

Rozdzielczo嗆 kierunkowa odnosi si do zdolno軼i robota do oddzielania dw鏂h obiekt闚, kt鏎e wydaj si, z punktu widzenia robota, le瞠 w prawie tym samym kierunku. Rozdzielczo嗆 kierunku na powierzchni Ziemi nazywana jest r闚nie rozdzielczo軼i azymutu. Ilo軼iowo jest okre郵ony w stopniach, minutach lub sekundach k徠owych. Dwa obiekty mog by tak blisko w tym samym kierunku, 瞠 robot "widzi" je jako jeden i ten sam obiekt, ale je郵i znajduj si w r騜nych odleg這軼iach promieniowych, robot mo瞠 je rozdzieli na podstawie pomiaru odleg這軼i.

DISPLACEMENT ERROR [BㄐD PRZESUNI犴IA]

B陰d przesuni璚ia odnosi si do niedok豉dno軼i po這瞠nia robota, kt鏎a ma miejsce w czasie. B陰d przesuni璚ia mo積a zmierzy w warto軼iach bezwzgl璠nych, takich jak jednostki liniowe lub stopnie 逝ku. Mo積a to r闚nie zmierzy jako procent ca趾owitego przesuni璚ia lub obrotu. Przyk豉dowo, za堯禦y, 瞠 robot mobilny jest zaprogramowany do dzia豉nia z pr璠ko軼i 1500 metr闚 na sekund (m / s) przy azymucie wynosz帷ym 90,00o (na wsch鏚) na p豉skiej powierzchni. Po 10 s mo積a oczekiwa, 瞠 ten robot wyniesie 15,00 m na wsch鏚 od swojej pozycji pocz徠kowej. Je郵i robot napotka nachylenie w g鏎, przemieszczenie mo瞠 by mniejsze ni 15,00 m; je郵i robot napotka opadanie, przemieszczenie mo瞠 by wi瘯sze. Je郵i powierzchnia przechyla si w lewo lub w prawo, mo積a oczekiwa, 瞠 kierunek ruchu zmieni si, powoduj帷, 瞠 robot znajdzie si na p馧nocy lub po逝dniu swojej pozycji, gdyby porusza si po p豉skiej powierzchni. W idealnym scenariuszu nieregularno嗆 terenu nie wp造nie na pr璠ko嗆 ani kierunek maszyny; b陰d przesuni璚ia wyni鏀豚y zatem zero. B喚dy przesuni璚ia mog wynika z kumulacji b喚du kinematycznego w czasie.

DISPLACEMENT TRANSDUCER [PRZETWORNIK PRZEMIESZCZENIA]

Przetwornik przemieszczenia jest urz康zeniem, kt鏎e mierzy przebyt odleg這嗆 lub k徠 lub odleg這嗆 lub k徠 oddzielaj帷e dwa punkty. Niekt鏎e przetworniki przemieszczenia przekszta販aj pr康 elektryczny lub sygna w ruch na pewn odleg這嗆 lub k徠. Przetwornik mierz帷y odleg這嗆 w linii prostej jest przetwornikiem przemieszczenia liniowego. Je郵i mierzy k徠, jest to przetwornik przesuni璚ia k徠owego. Za堯禦y, 瞠 chcesz, aby rami robota obraca這 si o 28o w p豉szczy幡ie poziomej - nie wi璚ej i nie mniej. Wydajesz polecenie kontrolerowi robota, np. "BR = 28" (obr鏒 podstawy = 28o). Sterownik wysy豉 sygna do ramienia robota, aby obraca si zgodnie z ruchem wskaz闚ek zegara. Przetwornik przemieszczenia k徠owego 郵edzi k徠 obrotu, wysy豉j帷 sygna z powrotem do komputera. Sygna ten ro郾ie liniowo w stosunku do k徠a obrotu ramienia. Wydaj帷 polecenie "BR = 28", m闚isz kontrolerowi dwie rzeczy:

1. Rozpocznij obracanie podstawy ramienia.

2. Zatrzymaj obr鏒, gdy rami obr鏂i si o 28o.

Drugi element polecenia okre郵a poziom progowy dla sygna逝 powrotnego. Gdy sygna z przetwornika przemieszczenia ro郾ie, osi庵a ten pr鏬 przy 28o obrotu. Sterownik jest zaprogramowany do zatrzymania uzbrojenia w tym momencie. Istniej inne sposoby na poruszenie ramienia robota, opr鏂z u篡cia przetwornik闚 przemieszczenia. Powy瞠j jest tylko jednym przyk豉dem tego, jak taki przetwornik mo瞠 by u篡ty w systemie robotycznym.

DISTANCE MEASUREMENT [POMIAR ODLEGΜ列I]

Pomiar odleg這軼i, zwany tak瞠 okre郵aniem odleg這軼i, jest schematem, za pomoc kt鏎ego autonomiczny robot mo瞠 nawigowa w swoim 鈔odowisku pracy. Pozwala tak瞠 centralnemu komputerowi 郵edzi lokalizacj robot闚 owadowych. Autonomiczny robot mo瞠 mierzy odleg這嗆 mi璠zy sob a jakim obiektem na kilka sposob闚. Sonar wykorzystuje d德i瘯 lub ultrad德i瘯i, odbijaj帷 fale od przedmiot闚 wok馧 robota i mierz帷 czas powrotu fal. Je郵i robot wyczuje, 瞠 op騧nienie echa jest wyj徠kowo kr鏒kie, wie, 瞠 zbli瘸 si do czego. Fale akustyczne rozprzestrzeniaj si z pr璠ko軼i oko這 335 m / s w suchym powietrzu na poziomie morza. Radar dzia豉 jak sonar, ale wykorzystuje mikrofalowe sygna造 radiowe, a nie fale d德i瘯owe. Mo積a r闚nie zastosowa wi您ki 鈍iat豉, zw豉szcza lasery, w kt鏎ym to przypadku schemat nazywa si ladar. Jednak radio i wi您ki 鈍iat豉 poruszaj si z tak du膨 pr璠ko軼i (300 milion闚 m / s w wolnej przestrzeni), 瞠 trudno jest zmierzy czasy op騧nienia pobliskich obiekt闚. Ponadto niekt鏎e obiekty s豉bo odbijaj fale 鈍ietlne, co utrudnia uzyskanie ech wystarczaj帷o silnych, aby umo磧iwi pomiar odleg這軼i. Stadimetria okre郵a odleg這嗆 do obiektu o znanej wysoko軼i, szeroko軼i lub 鈔ednica poprzez pomiar k徠a, pod jakim obiekt si znajduje w polu widzenia systemu wizyjnego. Do pomiaru odleg這軼i mo積a u篡wa r騜nych sygna堯w nawigacyjnych. Urz康zenia te mog korzysta z d德i瘯u, fal radiowych lub fal 鈍ietlnych.

DISTANCE RESOLUTION [ROZDZIELCZO汎 ODLEGΜ列I]

Rozdzielczo嗆 odleg這軼i jest precyzj zrobotyzowanego systemu dla pomiaru odleg這軼i. Jako軼iowo jest to zdolno嗆 systemu do rozr騜niania dw鏂h obiekt闚, kt鏎e s prawie, ale nie ca趾iem, w tej samej odleg這軼i od robota. Ilo軼iowo mo積a go zmierzy w metrach, centymetrach, milimetrach, a nawet w mniejszych jednostkach. Gdy dwa obiekty s bardzo blisko siebie, mierz帷 odleg這嗆, system widzi je jako pojedynczy obiekt. W miar oddalania si obiekt闚 staj si one rozpoznawalne. Minimalna radialna separacja obiekt闚, aby system dystansowy odr騜nia je od siebie, to rozdzielczo嗆 odleg這軼i. W przypadku niekt鏎ych system闚 pomiaru odleg這軼i, pobliskie zestawy obiekt闚 mo積a rozwi您a lepiej ni zestawy obiekt闚 znajduj帷ych si daleko. Za堯禦y, 瞠 dwa obiekty s rozdzielone promieniowo o 1 m. Je郵i ich 鈔ednia (鈔ednia) odleg這嗆 wynosi 10 m, ich odleg這嗆 wynosi 1/10 (10 procent) 鈔edniej odleg這軼i. Je郵i ich 鈔ednia odleg這嗆 wynosi 1000 m, ich odleg這嗆 wynosi 1/1000 (0,1 procent) 鈔edniej odleg這軼i. Je郵i rozdzielczo嗆 odleg這軼i wynosi 1 procent 鈔edniej odleg這軼i, w闚czas system mo瞠 odr騜ni bli窺z par obiekt闚 od siebie, ale nie wi璚ej. Rozdzielczo嗆 odleg這軼i zale篡 od rodzaju zastosowanego systemu okre郵ania odleg這軼i. Najbardziej czu貫 metody por闚nuj fazy front闚 fal emitowanych przez wi您ki laserowe. Fale te przybywaj z lub s odbijane przez latarnie zlokalizowane w strategicznych punktach 鈔odowiska pracy. Wysokiej klasy system tego rodzaju mo瞠 rozwi您ywa odleg這軼i do niewielkiej cz窷ci milimetra.

DISTINCTIVE PLACE [WYR荅NIONE MIEJSCE]

Charakterystycznym miejscem jest punkt w 鈔odowisku pracy robota mobilnego, kt鏎y ma szczeg鏊ne znaczenie lub mo瞠 by wykorzystany jako punkt odniesienia do cel闚 nawigacyjnych. Punkty takie s okre郵ane na podstawie cech okre郵onych region闚, zwanych dzielnicami, w 鈔odowisku pracy. Za堯禦y, 瞠 robot mobilny zosta zaprojektowany do dzia豉nia na jednym poziomie budynku biurowego. 字odowisko pracy to ca豉 pod這ga (zestaw wszystkich punkt闚), po kt鏎ej maszyna mo瞠 si porusza. Ka盥y pok鎩 mo積a uzna za s御iedztwo. Wyr騜niaj帷e miejsca mog by zdefiniowane jako 鈔odki drzwi mi璠zy s御iednimi pokojami lub mi璠zy ka盥ym pokojem a korytarzem. Charakterystyczne miejsca mog r闚nie obejmowa fizyczny (geograficzny) 鈔odek pod這gi w ka盥ym pomieszczeniu lub punkt na pod這dze, kt鏎y le篡 w najwi瘯szej odleg這軼i, w danym pomieszczeniu, od sta造ch przeszk鏚. Sygna造 nawigacyjne mog r闚nie s逝篡 jako charakterystyczne miejsca.

DISTRIBUTED CONTROL [KONTROLA ROZPROSZONA]

W systemie zawieraj帷ym wi璚ej ni jednego robota sterowanie rozproszone odnosi si do niezale積o軼i jednostki. W systemie robotycznym, kt鏎y wykorzystuje sterowanie rozproszone, znane r闚nie jako sterowanie zdecentralizowane, ka盥y robot we flocie mo瞠 do pewnego stopnia podejmowa w豉sne decyzje i dzia豉 bez instrukcji innych robot闚 lub centralnego sterownika. Je郵i istnieje sterownik centralny, jego funkcja jest ograniczona. Ten typ systemu robotycznego jest analogiczny do sieci komputerowej peer-to-peer. W systemie robotycznym, kt鏎y wykorzystuje r闚nomiernie roz這穎ne sterowanie, nie ma g堯wnego sterownika; ka盥y robot jest w pe軟i autonomiczny i zawiera w豉sny kontroler. Ka盥a jednostka ma znaczenie dla wszystkich pozosta造ch. W niekt鏎ych systemach istnieje g堯wny kontroler, kt鏎y nadzoruje niekt鏎e operacje ka盥ej jednostki we flocie. Jest to znane jako kontrola cz窷ciowo rozproszona. Innym przyk豉dem cz窷ciowo rozproszonego sterowania jest system, w kt鏎ym ka盥y robot otrzymuje zestaw instrukcji od sterownika centralnego, przechowuje te instrukcje, a nast瘼nie wykonuje je niezale積ie od sterownika centralnego. W niekt鏎ych systemach robotycznych poszczeg鏊ne jednostki s ca趾owicie i stale zale積e od centralnego sterownika i nie mog dzia豉, je郵i po陰czenie komunikacyjne zostanie przerwane. M闚i si, 瞠 taki system wykorzystuje w pe軟i scentralizowan kontrol

DOMENA FUNKCJI

Dziedzin funkcji matematycznej jest zbi鏎 warto軼i zmiennych niezale積ych, dla kt鏎ych funkcja jest zdefiniowana. Ka盥y x w dziedzinie funkcji f jest odwzorowywany przez f na okre郵on, pojedyncz warto嗆 y. 畝dne x poza domen nie jest mapowane na nic przez funkcj f. Za堯禦y, 瞠 otrzymujesz funkcj f (x) = + x 1/2 (to znaczy dodatni pierwiastek kwadratowy z x). Wykres tej funkcji pokazano na ilustracji. Funkcja nie jest zdefiniowana dla ujemnych warto軼i x, a tak瞠 nie jest zdefiniowana, jak pokazano w tym konkretnym przyk豉dzie, dla x = 0. Funkcja f (x) ma warto軼i y wtedy i tylko wtedy, gdy x 0. Dlatego te dziedzin f jest zbi鏎 dodatnich liczb rzeczywistych. Komputery pracuj intensywnie z funkcjami, zar闚no analogowymi, jak i cyfrowymi. Funkcje s wa積e w robotycznych systemach nawigacji, lokalizacji i pomiar闚.



DROP DELIVERY

Dostarczanie kropli jest prost metod, za pomoc kt鏎ej za pomoc robotycznego efektora ko鎍owego mo積a umie軼i obiekt na miejscu. Obiekt jest chwytany przez chwytak, a nast瘼nie przesuwany, a znajdzie si bezpo鈔ednio nad szczelin, otworem, ta鄉 przeno郾ika, rynn lub innym przeznaczonym do tego pojemnikiem. Nast瘼nie chwytak puszcza przedmiot i wpada na miejsce. Dostarczanie kropli wymaga precyzji ruchu ramienia robota i efektora ko鎍owego. Ponadto, gdy chwytak puszcza przedmiot, nie mo瞠 on przekazywa przedmiotu znacznej si造 bocznej ani momentu obrotowego. W przeciwnym razie obiekt mo瞠 si wyr闚na lub przewr鏂i. Je瞠li stosowana jest ta鄉a przeno郾ikowa, nale篡 zastosowa pewne 鈔odki, aby zapewni, 瞠 ruch ta鄉y nie spowoduje po郵izgni璚ia si, przewr鏂enia lub odpadni璚ia ta鄉y po wyl康owaniu.

DUTY CYCLE [CYKL PRACY]

Cykl pracy to proporcja czasu, w kt鏎ym pracuje obw鏚, maszyna lub element. Za堯禦y, 瞠 silnik pracuje przez 1 minut, nast瘼nie jest wy陰czany na 2 minuty, a nast瘼nie jest ponownie uruchamiany przez 1 minut i tak dalej. Dlatego silnik pracuje 1 na 3 minuty lub jedn trzeci czasu. Jego cykl pracy wynosi zatem 1?3, czyli 33 procent. Je瞠li urz康zenie jest obserwowane przez d逝窺zy czas to, a przez ten czas dzia豉 przez ca造 czas t (w tych samych jednostkach to), w闚czas cykl pracy wyra穎ny w procentach, d%, jest okre郵ony nast瘼uj帷ym wzorem :

d% = 100 . t0

Przy okre郵aniu cyklu pracy wa積e jest, 瞠 obserwacja czasu b璠zie wystarczaj帷o d逝ga. W przypadku silnika opisanego powy瞠j dowolna warto嗆 mniejsza ni 3 minuty jest zbyt kr鏒ka, aby uzyska pe軟 pr鏏k danych. Idealnie czas obserwacji powinien by co najmniej dwa razy d逝窺zy ni czas wymagany do pe軟ego cyklu aktywno軼i. Je郵i cykl aktywno軼i nieco si r騜ni (cz瘰ta sytuacja), czas obserwacji musi by znacznie d逝窺zy ni czas wymagany dla pojedynczego cyklu. Im cz窷ciej u篡wany jest obw鏚, maszyna lub komponent, tym szybciej si zu篡je, je郵i wszystkie inne czynniki zostan utrzymane na sta造m poziomie. Zasadniczo im wy窺zy cykl pracy, tym kr鏒szy jest okres u篡tkowania. Ten efekt jest najbardziej wyra幡y gdy urz康zenie pracuje blisko swoich granic. Ponadto, ocena urz康zenia cz瘰to zale篡 od cyklu pracy, w kt鏎ym ma by u篡wany. Za堯禦y, 瞠 silnik opisany powy瞠j ma warto嗆 momentu obrotowego 10 niuton闚 (10 N⋅m) dla cyklu pracy r闚nego 100 procent. Je瞠li silnik zostanie wezwany do zapewnienia sta貫go momentu obrotowego 9,9 N⋅m, zostanie opodatkowany do maksimum. Je郵i musi stale obraca 豉dunek o warto軼i 12 N⋅m, nie powinno dziwi, je郵i przedwcze郾ie zawiedzie. Dla cyklu pracy 33 procent silnik mo瞠 mie moc znamionow 15 N⋅m, o ile jakikolwiek pojedynczy okres pracy nie przekracza 2 min. Je郵i wystarczy tylko obr鏂i o 0,5 N⋅m m, silnik mo瞠 nie tylko pracowa w spos鏏 ci庵造, ale prawdopodobnie b璠zie trwa d逝瞠j ni oczekiwany okres u篡tkowania. Urz康zenia takie jak silniki robot闚 mo積a zabezpieczy przed przepracowaniem (chwilowym lub d逝gotrwa造m) za pomoc czujnik闚 przeciwci郾ienia.

DYNAMICZNA STABILNO汎

Dynamiczna stabilno嗆 jest miar zdolno軼i robota do utrzymania r闚nowagi podczas ruchu. Robot z dwiema lub trzema nogami lub tocz帷y si na dw鏂h ko豉ch mo瞠 mie doskona陰 stabilno嗆 podczas ruchu, ale je郵i chodzi o odpoczynek, jest niestabilny. Dwuno積y robot mo積a 豉two przewr鏂i, gdy stoi w miejscu. Jest to jedna z g堯wnych wad dwuno積ych robot闚. Trudno i kosztownie jest zbudowa poczucie r闚nowagi, w rodzaju tego, co uwa瘸 si za co oczywistego, w maszynie dwuno積ej lub dwuko這wej, mimo 瞠 zosta這 to ju zrobione. Roboty z czterema lub sze軼ioma nogami maj dobr stabilno嗆 dynamiczn, ale zwykle poruszaj si wolniej w por闚naniu do maszyn, kt鏎e maj mniej n鏬.

DYNAMICZNY PRZETWORNIK

Przetwornik dynamiczny jest urz康zeniem cewki i magnesu, kt鏎e przekszta販a ruch mechaniczny w elektryczno嗆 lub odwrotnie. Najcz瘰tszymi przyk豉dami s mikrofon dynamiczny i dynamiczny g這郾ik. Przetworniki dynamiczne mog by u篡wane jako czujniki w r騜nych aplikacjach robotycznych. Ilustracja jest schematem funkcjonalnym przetwornika dynamicznego odpowiedniego do przekszta販ania fal d德i瘯owych w pr康y elektryczne i odwrotnie. Membrana przymocowana do magnesu sta貫go. Magnes jest otoczony cewk z drutu. Wibracje akustyczne powoduj przesuwanie membrany do przodu i do ty逝; powoduje to ruch magnesu, co powoduje wahania pola magnetycznego w cewce. Rezultatem jest wyj軼ie pr康u przemiennego (AC) z cewki, maj帷e ten sam przebieg co fale d德i瘯owe, kt鏎e uderzaj w membran.

Je瞠li sygna cewki zostanie przy這穎ny do cewki drutu, wytwarza ono pole magnetyczne, kt鏎e wytwarza si造 na magnes sta造. Powoduje to ruch magnesu, popychaj帷 membran do przodu i do ty逝. To wypiera powietrze w pobli簑 przepony, wytwarzaj帷 fale akustyczne, kt鏎e pod捫aj za przebiegiem sygna逝. Dynamiczne przetworniki s powszechnie stosowane w robotycznych systemach rozpoznawania mowy i syntezy mowy.

S這wnik Robotyki : "E"


EDGE DETECTION [WYKRYWANIE KRAW犵ZI]

Detekcja kraw璠zi polega na zdolno軼i robotycznego systemu wizyjnego do lokalizowania granic. Odnosi si to r闚nie do wiedzy robota na temat tego, jak post瘼owa w odniesieniu do tych granic. Na przyk豉d samoch鏚-robot wykorzystuje wykrywanie kraw璠zi, aby zobaczy kraw璠zie drogi, i korzysta z danych, aby utrzyma si na drodze, ale musi r闚nie zachowa pewn odleg這嗆 od prawej kraw璠zi chodnika, wi璚 瞠 nie przechodzi na pas ruchu nadje盥瘸j帷ego z przeciwka. Musi trzyma si z dala od pobocza drogi. Dlatego musi odr騜nia nawierzchni od innych nawierzchni, takich jak 篤ir, trawa, piasek i 郾ieg. Samoch鏚 robota mo瞠 wykorzystywa do tego celu lampy ostrzegawcze, ale wymaga to instalacji systemu prowadzenia wcze郾iej ograniczaj帷 samoch鏚 robota do dr鏬, kt鏎e s wyposa穎ne w takie pomoce nawigacyjne. Osobisty robot wyposa穎ny w funkcj wykrywania kraw璠zi mo瞠 widzie okre郵one kontury w swoim 鈔odowisku pracy. Dzi瘯i temu maszyna nie wpadnie na 軼iany, zamkni皻e drzwi, okna lub nie spadnie ze schod闚.



EDUKACYJNY ROBOT

Termin robot edukacyjny odnosi si do ka盥ego robota, kt鏎y powoduje, 瞠 jego u篡tkownicy ucz si czego. W szczeg鏊no軼i termin ten dotyczy robot闚 dost瘼nych do u篡tku konsumenckiego. Roboty tego rodzaju sta造 si popularne w鈔鏚 dzieci, szczeg鏊nie w Japonii, ale coraz cz窷ciej w Stanach Zjednoczonych i innych krajach zachodnich. Te maszyny s zabawkami w tym sensie, 瞠 dzieci dobrze si z nimi bawi, ale cz瘰to s r闚nie doskona造mi nauczycielami. Dzieci ucz si najlepiej, gdy bawi si jednocze郾ie. Robot instrukta穎wy to robot edukacyjny przeznaczony do dzia豉nia wy陰cznie lub przede wszystkim jako nauczyciel. Roboty tego rodzaju mo積a kupi do u篡tku w domu, ale cz窷ciej mo積a je znale潭 w szko豉ch, zw豉szcza na poziomie gimnazjum i liceum (klasy od 7 do 12). Roboty s zastraszaj帷e dla niekt鏎ych uczni闚. Ale gdy dziecko lub m這dy doros造 przyzwyczai si do pracy lub zabawy z maszynami, roboty mog sta si towarzyszami, szczeg鏊nie je郵i istnieje pewna miara sztucznej inteligencji (AI).

ELASTOMER

Elastomer to elastyczna substancja przypominaj帷a gum lub plastik. W robotycznym wyczuwaniu dotykowym elastomery mog by stosowane do wykrywania obecno軼i lub braku ci郾ienia mechanicznego. Ilustracja pokazuje, w jaki spos鏏 elastomer mo積a wykorzysta do wykrywania i lokalizacji punktu nacisku. Elastomer przewodzi elektryczno嗆 do嗆 dobrze, ale nie idealnie. Ma konsystencj pianki, dzi瘯i czemu mo積a go skompresowa. Uk豉d elektrod jest pod陰czony do g鏎nej cz窷ci podk豉dki elastomerowej; identyczny uk豉d jest pod陰czony do dolnej cz窷ci pada. Elektrody te biegn do kontrolera robota. Kiedy w pewnym momencie na podk豉dce elastomerowej pojawia si ci郾ienie, materia 軼iska si, co obni瘸 jego op鏎 elektryczny w ma造m obszarze. Jest to wykrywane jako wzrost pr康u mi璠zy elektrodami w g鏎nej podk豉dce i dolnej podk豉dce, ale tylko w obszarze, w kt鏎ym elastomer jest 軼iskany. Dane s przesy豉ne do przetwornika analogowo-cyfrowego (ADC), a nast瘼nie do mikrokomputera, kt鏎y okre郵a, gdzie wyst瘼uje ci郾ienie i jak intensywny jest.



ELEKTRYCZNE OCZY

Oko elektryczne wykrywa optycznie przedmiot, a nast瘼nie uruchamia urz康zenie. Na przyk豉d mo積a go skonfigurowa do wykrywania wszystkiego, co przechodzi przez drzwi. Mo瞠 to zlicza liczb os鏏 wchodz帷ych lub wychodz帷ych z budynku. Innym przyk豉dem jest liczenie przedmiot闚 na szybko zmieniaj帷ej si linii monta穎wej; ka盥y element raz 豉mie wi您k 鈍iat豉, a obw鏚 zlicza liczb przerw. Zwykle oko elektryczne ma 廝鏚這 鈍iat豉 i fotokom鏎k; s one pod陰czone do obwodu uruchamiaj帷ego, jak pokazano na schemacie blokowym. Gdy co zak堯ca wi您k 鈍iat豉, napi璚ie lub pr康 z fotokom鏎ki dramatycznie si zmienia. Obwody elektroniczne mog 豉two wykry t zmian napi璚ia lub pr康u. Za pomoc wzmacniaczy nawet najmniejsz zmian mo積a zastosowa do sterowania du篡mi maszynami. Elektryczne oczy nie zawsze dzia豉j przy 鈍ietle widzialnym. Podczerwie (IR), o d逝go軼i fali nieco wi瘯szej ni widzialna czerwie, jest powszechnie stosowana w optycznych urz康zeniach wykrywaj帷ych. Jest to idealne rozwi您anie do stosowania w alarmach antyw豉maniowych, poniewa intruz nie widzi wi您ki, a zatem nie mo瞠 jej unikn望.



ELEKTROCHEMICZNA MOC

Ogniwo elektrochemiczne jest jednostkowym 廝鏚貫m energii pr康u sta貫go (DC). Gdy dwa lub wi璚ej takich ogniw jest po陰czonych szeregowo w celu zwi瘯szenia napi璚ia, powstaje bateria. Ogniwa elektrochemiczne i baterie s szeroko stosowane w robotach mobilnych.

Kom鏎ka kwasowo-o這wiowa

Rysunek pokazuje przyk豉d ogniwa kwasowo-o這wiowego. Elektroda o這wiu i elektroda dwutlenku o這wiu zanurzone w roztworze kwasu siarkowego wykazuj r騜nic potencja堯w. Napi璚ie to mo瞠 nap璠za pr康 przez obci捫enie. Maksymalny dost瘼ny pr康 zale篡 od obj皻o軼i i masy ogniwa. Je郵i to ogniwo jest pod陰czone do obci捫enia przez d逝gi czas, pr康 stopniowo b璠zie si zmniejsza, a elektrody zostan pokryte. Natura kwasu ulegnie zmianie. Ca豉 energia potencjalna w kwasie zostanie przekszta販ona w energi elektryczn pr康u sta貫go, a ostatecznie w ciep這, 鈍iat這 widzialne, fale radiowe, d德i瘯 lub ruch mechaniczny.

Pierwotne i wt鏎ne kom鏎ki Niekt鏎e ogniwa, gdy ich energia chemiczna zosta豉 zamieniona na energi elektryczn i zu篡ta, musz zosta wyrzucone. To s kom鏎ki pierwotne. Inne rodzaje ogniw, takie jak opisana powy瞠j jednostka kwasowo-o這wiowa, mog odzyska swoj energi chemiczn poprzez ponowne na豉dowanie. Taki sk豉dnik jest kom鏎k wt鏎n. Ogniwa pierwotne zawieraj such past elektrolitow wraz z elektrodami metalowymi. Nazywaj si takimi nazwami jak kom鏎ka sucha, kom鏎ka cynkowo-w璕lowa lub kom鏎ka alkaliczna. Kom鏎ki te s powszechnie spotykane w supermarketach i innych sklepach. Niekt鏎e kom鏎ki wt鏎ne mo積a r闚nie znale潭 na poziomie konsumenta. Ogniwa niklowo-kadmowe (Ni - Cd lub NICAD) s powszechnym typem. Te kosztuj wi璚ej ni zwyk貫 suche ogniwa, a jednostka 豉duj帷a kosztuje r闚nie kilka dolar闚. Jednak te akumulatory mog by u篡wane setki razy i mog kilkakrotnie p豉ci za siebie i 豉dowark. Akumulator samochodowy jest wykonany z ogniw wt鏎nych po陰czonych szeregowo. Ogniwa te 豉duj si z alternatora lub z zewn皻rznej jednostki 豉duj帷ej. Ten typ baterii ma ogniwa podobne do pokazanych tu



Zwarcie styk闚 takiej baterii jest niebezpieczne, poniewa kwas mo瞠 si zagotowa. W rzeczywisto軼i nierozs康ne jest zwarcie dowolnego ogniwa lub akumulatora, poniewa mo瞠 ono wybuchn望 lub spowodowa po瘸r.

Pojemno嗆 przechowywania

Wsp鏊nymi jednostkami energii elektrycznej s watogodzina (Wh) i kilowatogodzina (kWh). Ka盥e ogniwo lub bateria ma pewn ilo嗆 energii elektrycznej, kt鏎 mo積a okre郵i w watogodzinach lub kilowatogodzinach. Cz瘰to podaje si go jako ca趾 matematyczn pr康u dostarczalnego w odniesieniu do czasu, w amperogodzinach (Ah). Pojemno嗆 energetyczna w watogodzinach to pojemno嗆 amperogodzin pomno穎na przez napi璚ie akumulatora. Akumulator o warto軼i znamionowej 20 Ah mo瞠 zapewni 20 A przez 1 godzin lub 1 A przez 20 godzin lub 100 mA (100 miliamper闚) przez 200 godzin. Ograniczeniami s okres trwa這軼i przy jednej skrajno軼i i maksymalny dostarczalny pr康 z drugiej. Okres trwa這軼i to czas, przez jaki bateria b璠zie u篡teczna, je郵i nigdy nie b璠zie pod陰czona do 豉dunku; mierzy si to w miesi帷ach lub latach. Maksymalny dostarczany pr康 to najwy窺zy pr康, jaki akumulator mo瞠 przep造n望 przez obci捫enie bez znacznego spadku napi璚ia z powodu w豉snej wewn皻rznej rezystancji akumulatora. Ma貫 kom鏎ki maj pojemno嗆 kilku miliamper闚 (mAh) do 100 lub 200 mAh. 字ednie ogniwa mog dostarcza od 500 mAh do 1000 mAh (1 Ah). Du瞠 samochodowe akumulatory o這wiowo-kwasowe mog zapewni moc powy瞠j 100 Ah.

Krzywa roz豉dowania

Kiedy u篡wa si idealnego ogniwa lub idealnego akumulatora, dostarcza on przez pewien czas sta造 pr康, a nast瘼nie pr康 zaczyna male. Niekt鏎e typy ogniw i akumulator闚 zbli瘸j si do tego idealnego zachowania, wykazuj帷 p豉sk krzyw roz豉dowania.

Inne maj pr康, kt鏎y stopniowo maleje od pocz徠ku u篡tkowania; jest to malej帷a krzywa roz豉dowania



Gdy pr康, kt鏎y mo瞠 zapewni bateria, spad do oko這 po這w swojej warto軼i pocz徠kowej m闚i si, 瞠 ogniwo lub bateria s "s豉be" lub "s豉be". W tej chwili nale篡 go wymieni. Bateria nie powinna roz豉dowywa si, dop鏦i pr康 nie spadnie prawie do zera.

Wsp鏊ne ogniwa i baterie

Ogniwa sprzedawane w sklepach i u篡wane w przedmiotach wygodnych, takich jak latarki i radia tranzystorowe, s zwykle odmiany cynkowo-w璕lowej lub alkalicznej. Zapewniaj one 1,5 wolta (V) i s dost瘼ne w rozmiarach AAA (bardzo ma造), AA (ma造), C (鈔edni) i D (du篡). Baterie wykonane z tych ogniw s zwykle oceniane na 6 V lub 9 V. Ogniwa cynkowo-w璕lowe maj do嗆 d逝gi okres trwa這軼i. Cynk tworzy obudow zewn皻rzn i jest elektrod ujemn. Pr皻 w璕lowy s逝篡 jako elektroda dodatnia. Elektrolit jest past dwutlenku manganu i w璕la. Ogniwa cynkowo-w璕lowe s niedrogie i mo積a je stosowa w umiarkowanych temperaturach oraz w zastosowaniach, w kt鏎ych obecny drena jest umiarkowany do wysokiego. Nie dzia豉j dobrze w ekstremalnie niskich temperaturach. Ogniwa alkaliczne maj ziarnisty cynk dla elektrody ujemnej, wodorotlenek potasu jako elektrolit i polaryzator jako elektrod dodatni. Ogniwo alkaliczne mo瞠 pracowa w ni窺zych temperaturach ni ogniwo cynkowo-w璕lowe. Trwa r闚nie d逝瞠j w wi瘯szo軼i urz康ze elektronicznych, dlatego jest preferowany do stosowania w radiach tranzystorowych, kalkulatorach i przeno郾ych odtwarzaczach kasetowych. Jego trwa這嗆 jest znacznie d逝窺za ni w przypadku ogniw cynkowo-w璕lowych. Baterie tranzystorowe s ma造mi, 9-V, pude趾owatymi bateriami z zaczepami na g鏎ze. Sk豉daj si one z sze軼iu male鎥ich ogniw cynkowo-w璕lowych lub alkalicznych po陰czonych szeregowo. Baterie te s u篡wane w urz康zeniach elektronicznych o niskim nat篹eniu pr康u, takich jak przeno郾e radioodtwarzacze douszne, radiowe otwieracze do drzwi gara穎wych, odbiorniki telewizyjne i stereo oraz kalkulatory elektroniczne. Baterie latarniowe s do嗆 masywne i mog zapewni spory pr康. Jeden typ ma styki spr篹ynowe na g鏎ze. Drugi typ ma zaciski 鈔ubowe. Opr鏂z podtrzymywania zapalonej 瘸r闚ki przez chwil, baterie te, zwykle o napi璚iu 6 V i sk豉daj帷e si z czterech ogniw cynkowo-w璕lowych lub alkalicznych, mog zapewni wystarczaj帷 energi do obs逝gi radia komunikacyjnego o ma貫j mocy lub ma貫go robota mobilnego. Kom鏎ki z tlenku srebra s zwykle wykonane w kszta販ie guzik闚 i mog mie軼i si w zegarku. Wyst瘼uj w r騜nych rozmiarach i grubo軼iach, wszystkie o podobnym wygl康zie. Dostarczaj 1,5 V i oferuj doskona造 zapas energii dla wagi. Maj p豉sk krzyw roz豉dowania. Ogniwa z tlenku srebra mo積a uk豉da w stosy, aby uzyska baterie o wielko軼i cylindrycznego ogniwa AA. Ogniwa rt璚iowe, zwane tak瞠 ogniwami tlenkowymi rt璚iowymi, maj zalety podobne do ogniw tlenkowych srebra. S wytwarzane w tej samej og鏊nej formie. G堯wn r騜nic, cz瘰to nieistotn, jest nieco ni窺ze napi璚ie na ogniwo: 1,35 V. W ostatnich latach popularno嗆 ogniw rt璚iowych i akumulator闚 spad豉, poniewa rt耩 jest toksyczna i nie jest 豉two usuwana. Ogniwa litowe zasilaj napi璚ie od 1,5 do 3,5 V, w zale積o軼i od zastosowanej chemii. Ogniwa te, podobnie jak ich kuzyni tlenku srebra, mo積a uk豉da w stosy, aby uzyska baterie. Ogniwa litowe i akumulatory maj doskona陰 trwa這嗆 i mog dzia豉 przez lata w zastosowaniach o bardzo niskim pr康zie. Zapewniaj doskona陰 pojemno嗆 energetyczn na jednostk obj皻o軼i. Ogniwa i akumulatory o這wiowo-kwasowe maj roztw鏎 lub past kwasu siarkowego wraz z elektrod o這wiow (ujemn) i elektrod ditlenkow o這wiu (dodatni). Akumulatory o這wiowo-kwasowe mo積a stosowa w urz康zeniach konsumenckich wymagaj帷ych umiarkowanego pr康u, takich jak laptopy, przeno郾e magnetowidy i roboty osobiste. S r闚nie stosowane w zasilaczach bezprzerwowych do komputer闚 osobistych.

Ogniwa i baterie niklowe

Kom鏎ki NICAD wyst瘼uj w kilku postaciach. Kom鏎ki cylindryczne wygl康aj jak suche kom鏎ki. Kom鏎ki przycisk闚 s u篡wane w aparatach, zegarkach, aplikacjach do tworzenia kopii zapasowych pami璚i i innych miejscach, w kt鏎ych wa積a jest miniaturyzacja. Zalane ogniwa s u篡wane w ci篹kich warunkach i mog mie pojemno嗆 do 1000 Ah. Kom鏎ki statk闚 kosmicznych s wytwarzane w opakowaniach, kt鏎e mog wytrzyma pozaziemskie temperatury i ci郾ienia. Akumulatory NICAD s dost瘼ne w zestawach ogniw, kt鏎e mo積a pod陰czy do urz康zenia, aby stanowi造 cz窷 obudowy urz康zenia. Przyk豉dem jest zestaw akumulator闚 do r璚znego nadajnika-odbiornika radiowego. Ogniwa i akumulatory NICAD nigdy nie powinny pozosta pod陰czone do obci捫enia po spadku pr康u do zera. Mo瞠 to spowodowa odwr鏂enie biegunowo軼i ogniwa lub jednego lub wi璚ej ogniw w akumulatorze. Gdy to nast徙i, ogniwo lub akumulator przestan by u篡teczne. Kiedy NICAD zbli瘸 si do pe軟ego roz豉dowania, nale篡 je jak najszybciej na豉dowa. Ogniwa i akumulatory niklowo-wodorkowe (NiMH) mog w wi瘯szo軼i zastosowa bezpo鈔ednio zast瘼owa jednostki NICAD.

ELEKTROMAGNETYCZNA OSΜNA

Ekranowanie elektromagnetyczne jest 鈔odkiem zapobiegaj帷ym wp造wom komputer闚 i innego wra磧iwego sprz皻u na rozproszone pola elektromagnetyczne (EM). Komputery r闚nie wytwarzaj w豉sn energi elektromagnetyczn, co mo瞠 powodowa zak堯cenia innych urz康ze, zw豉szcza odbiornik闚 radiowych, chyba 瞠 zastosowane zostanie ekranowanie. Najprostszym sposobem zapewnienia ekranowania EM dla obwodu jest otoczenie go metalem, zwykle miedzi lub aluminium, i po陰czenie tego metalu z uziemieniem elektrycznym. Poniewa metale s dobrymi przewodnikami, pole elektromagnetyczne wytwarza w nich pr康y elektryczne. Pr康y te przeciwstawiaj si polu elektromagnetycznemu, a je郵i metalowa obudowa jest uziemiona, pole elektromagnetyczne jest w efekcie zwarte. Kable 陰cz帷e powinny by r闚nie ekranowane, aby zapewni optymaln ochron przed zak堯ceniami elektromagnetycznymi (EMI). Odbywa si to poprzez otoczenie wszystkich 篡 kablowych oplotem miedzianym. Oplot jest uziemiony elektrycznie przez z陰cza na ko鎍ach kabla. Jedn z najwi瘯szych zalet 鈍iat這wodowej transmisji danych jest to, 瞠 nie wymaga ekranowania elektromagnetycznego. Systemy 鈍iat這wodowe s odporne na pola elektromagnetyczne wytwarzane przez nadajniki radiowe i okablowanie u篡tkowe pr康u przemiennego. Systemy 鈍iat這wodowe dzia豉j r闚nie bez generowania zewn皻rznych p鏊 elektromagnetycznych, wi璚 nie powoduj zak堯ce elektromagnetycznych otaczaj帷ych obwod闚 i urz康zenia

ELEKTROMECHANICZNY PRZETWORNIK

Przetwornik elektromechaniczny to urz康zenie, kt鏎e przekszta販a energi elektryczn w energi mechaniczn i odwrotnie. Silniki elektryczne i generatory elektryczne s najcz瘰tszymi przyk豉dami. Silnik dzia豉 za pomoc si magnetycznych wytwarzanych przez pr康y elektryczne; generator wytwarza pr康y elektryczne w wyniku ruchu przewodnika elektrycznego w polu magnetycznym. Urz康zenia przetwarzaj帷e d德i瘯 na energi elektryczn lub odwrotnie, s kolejn form przetwornika elektromechanicznego. G這郾iki i mikrofony to uniwersalne przyk豉dy. Zwykle dzia豉j na podstawie zasad dynamicznych, ale niekt鏎e dzia豉j na zasadzie oddzia造wa elektrostatycznych. Mierniki analogowe typu galwanometrycznego, znane r闚nie jako mierniki D'Arsonval, s przetwornikami elektromechanicznymi. Przekszta販aj pr康 elektryczny w przemieszczenie. W ostatnich latach mierniki cyfrowe w du瞠j mierze zast徙i造 mierniki elektromechaniczne. Urz康zenia cyfrowe nie maj ruchomych cz窷ci, kt鏎e mog si zu篡wa, wi璚 dzia豉j znacznie d逝瞠j ni typy elektromechaniczne. Liczniki cyfrowe s r闚nie w stanie tolerowa bardziej fizyczne zn璚anie si. Roboty wykorzystuj elektromechaniczne przetworniki na wiele sposob闚. Przyk豉dy obejmuj selsyn, silnik krokowy i serwomechanizm. Przetwornik elektrostatyczny jest urz康zeniem, kt鏎e zamienia energi mechaniczn na energi elektryczn lub odwrotnie, wykorzystuj帷 si造 elektrostatyczne. Najcz瘰tsze typy obejmuj konwersj fal d德i瘯owych i pr康闚 elektrycznych o cz瘰totliwo軼i akustycznej. Ilustracja jest schematem funkcjonalnym przetwornika elektrostatycznego. Mo瞠 dzia豉 zar闚no jako mikrofon (przetwornik d德i瘯-pr康), jak i g這郾ik (przetwornik pr康-d德i瘯). W "trybie mikrofonu" przychodz帷e fale d德i瘯owe powoduj wibracje elastycznej p造ty. Powoduje to szybkie (cho niewielkie) zmiany odst瘼闚, a zatem i pojemno軼i mi璠zy dwiema p造tkami.



PRZETWORNIK ELEKTROSTATYCZNY

Przetwornik elektrostatyczny jest urz康zeniem, kt鏎e zamienia energi mechaniczn na energi elektryczn lub odwrotnie, wykorzystuj帷 si造 elektrostatyczne. Najcz瘰tsze typy obejmuj konwersj fal d德i瘯owych i pr康闚 elektrycznych o cz瘰totliwo軼i akustycznej. Ilustracja jest schematem funkcjonalnym przetwornika elektrostatycznego. Mo瞠 dzia豉 zar闚no jako mikrofon (przetwornik d德i瘯-pr康), jak i g這郾ik (przetwornik pr康-d德i瘯). W trybie mikrofonu przychodz帷e fale d德i瘯owe powoduj wibracje elastycznej p造ty. Powoduje to szybkie (cho niewielkie) zmiany odst瘼闚, a zatem i pojemno軼i mi璠zy dwiema p造tkami. Jak pokazano, na p造tki przyk豉dane jest napi璚ie pr康u sta貫go (DC). Gdy pojemno嗆 zmienia si mi璠zy p造tami, pole elektryczne mi璠zy nimi p造nie. Powoduje to zmiany pr康u przez uzwojenie pierwotne transformator. Sygna造 audio pojawiaj si na uzwojeniu wt鏎nym. W trybie g這郾ik闚 pr康y w transformatorze powoduj zmiany w napi璚ie mi璠zy p造tkami. Ta zmiana powoduje fluktuacje si造 elektrostatycznej, poci庵aj帷 i wypychaj帷 elastyczn p造tk do 鈔odka i na zewn徠rz. Ruch elastycznej p造ty wytwarza fale d德i瘯owe. Przetworniki elektrostatyczne mog by stosowane w wi瘯szo軼i zastosowa, w kt鏎ych stosowane s inne typy przetwornik闚. Obejmuje to rozpoznawanie mowy i systemy syntezy mowy. Zalety przetwornik闚 elektrostatycznych obejmuj niewielk wag i doskona陰 czu這嗆. Mog r闚nie pracowa z ma造mi pr康ami elektrycznymi

EMBEDDED PATH [WBUDOWANA 列IE涔A]

Osadzona 軼ie磬a to spos鏏 prowadzenia robota po okre郵onej trasie. Zautomatyzowany pojazd kierowany (AGV) stosuje ten schemat. Jednym z powszechnych rodzaj闚 osadzonych 軼ie瞠k jest zakopany drut przewodz帷y pr康. Pr康 w przewodzie wytwarza pole magnetyczne, za kt鏎ym robot mo瞠 pod捫a. Ta metoda prowadzenia zosta豉 zaproponowana jako spos鏏 na utrzymanie samochodu na autostradzie, nawet je郵i kierowca nie zwraca uwagi. Drut potrzebuje sta貫go dop造wu pr康u, aby ta metoda prowadzenia mog豉 dzia豉. Je郵i pr康 zostanie z jakiegokolwiek powodu przerwany, robot zgubi si. Alternatywy dla drut闚, takie jak kolorowe farby lub ta鄉y, nie wymagaj zasilania, a to daje im przewag. Ta鄉a jest 豉twa do usuni璚ia i umieszczenia gdzie indziej; jest to trudne w przypadku farby i praktycznie niemo磧iwe w przypadku drut闚 zatopionych w betonie.

EMPIRYCZNE PROJEKTOWANIE

Projektowanie empiryczne jest technik in篡niersk, w kt鏎ej opr鏂z teorii wykorzystuje si do鈍iadczenie i intuicj. Proces ten jest w du瞠j mierze pr鏏 i b喚dem. In篡nier zaczyna od logicznego punktu, opartego na teoretycznych zasadach, ale eksperymenty s konieczne, aby urz康zenie lub system dzia豉造 prawid這wo. Roboty idealnie nadaj si do empirycznych technik projektowania. In篡nier nie mo瞠 opracowywa plan闚 robota, bez wzgl璠u na to, jak szczeg馧owy lub skrupulatny mo瞠 by proces kre郵arski, i oczekiwa, 瞠 prawdziwa maszyna b璠zie dzia豉豉 idealnie podczas pierwszej pr鏏y. Prototyp jest budowany i testowany, z uwzgl璠nieniem wad. In篡nier wraca do deski kre郵arskiej i zmienia projekt. Czasami trzeba zacz望 wszystko od nowa; cz窷ciej dokonywane s ma貫 zmiany. Urz康zenie jest ponownie testowane i odnotowano problemy. Nast瘼uje kolejna runda deski kre郵arskiej. Proces ten powtarza si, a maszyna b璠zie dzia豉 tak, jak chce in篡nier (lub klient).

EFEKTOR KO哸OWY

Efektor ko鎍owy to urz康zenie lub narz璠zie pod陰czone do ko鎍a ramienia robota. Charakter efekt闚 ko鎍owych zale篡 od zamierzonego zadania. Je郵i robot zaprojektowano do zastawiania sto逝 na kolacj, "d這nie", cz窷ciej nazywane chwytakami robota, mo積a przymocowa do ko鎍闚 ramion robota. W robotach z linii monta穎wej zaprojektowanych do wkr璚ania 鈔ub w szafki na ko鎍u ramienia mo積a zamocowa urz康zenie z obrotowym wa貫m i g這wic 鈔ubokr皻a. Taki obrotowy wa貫k mo瞠 by r闚nie wyposa穎ny w wiert這 do wiercenia otwor闚 lub tarcz 軼iern do szlifowania drewna. Dany typ ramienia robota mo瞠 zwykle pomie軼i tylko niekt鏎e rodzaje efektor闚 ko鎍owych. Nie mo積a wzi望 robota do ustawiania sto逝, wystarczy go wymieni jednym z jego chwytak闚 za pomoc 鈔ubokr皻a, a nast瘼nie spodziewaj si, 瞠 dokr璚i 鈔uby na zawiasach szafek kuchennych. Taka zmiana zadania wymaga zmiany programowania sterownika robota, dlatego dzia豉 on w "trybie handyrobot", a nie w "trybie waitrobot". Nale篡 tak瞠 zmieni osprz皻 w ramieniu robota, aby obs逝giwa efektor obracaj帷y si, a nie chwytak.

ENTITIZATION [OBIEKTYWIZACJA]

Entytyzacja, zwana tak瞠 obiektywizacj, jest wyrazem 豉two軼i, z jak robot mo瞠 rozr騜nia obiekty w swoim 鈔odowisku pracy. Jest to wska幡ik skuteczno軼i rozpoznawania obiekt闚 i mo積a go zdefiniowa w kategoriach jako軼iowych lub ilo軼iowych.

Jako軼iowe wyra瞠nia uprawnie to przymiotniki (takie jak "dobry" , "sprawiedliwy" lub "biedny"). Uprawnienie ilo軼iowe okre郵a si na podstawie odsetka prawid這wych identyfikacji w du瞠j liczbie test闚 w praktycznym scenariuszu. Na przyk豉d, je郵i robot poprawnie zidentyfikuje obiekt 997 na 1000 razy, jego uprawnienie ma warto嗆 99,7 procent dok豉dno軼i.

EPIPOLARNA NAWIGACJA

Nawigacja epipolarna to 鈔odek, za pomoc kt鏎ego maszyna mo瞠 lokalizowa obiekty w przestrzeni tr鎩wymiarowej (3D). Mo瞠 tak瞠 nawigowa i ustala w豉sn pozycj i 軼ie磬. Nawigacja epipolarna polega na ocenie, jak obraz wydaje si zmienia, gdy patrzy si z ruchomego punktu widzenia. Ludzki uk豉d oko / m霩g robi to w ograniczonym stopniu, bez wi瘯szego zastanowienia lub 鈍iadomego wysi趾u. Systemy wizyjne robot闚 mog to zrobi z niezwyk陰 precyzj. Aby zilustrowa epipolarn nawigacj, wyobra sobie zrobotyzowany samolot (dron) lataj帷y nad oceanem. Jedynym l康em pod dronem jest ma豉 wyspa. Sterownik robota ma na twardym dysku doskona陰 map, kt鏎a pokazuje po這瞠nie, rozmiar i dok豉dny kszta速 tej wyspy. W przypadku oprzyrz康owania dron ma tylko komputer, dobr kamer wideo i wyrafinowane programowanie. Dron mo瞠 nawigowa po swojej drodze, obserwuj帷 wysp i badaj帷 kszta速 i rozmiar k徠owy obrazu wyspy. Gdy dron leci, wyspa wydaje si porusza pod nim. Kamera jest zamocowana na wyspie. Kontroler widzi obraz, kt鏎y stale zmienia kszta速 i rozmiar k徠owy. Kontroler jest zaprogramowany na warto嗆 true na rozmiar, kszta速, orientacja i po這瞠nie geograficzne wyspy. Kontroler por闚nuje kszta速 / rozmiar obrazu, kt鏎y widzi, z punktu widzenia samolotu, z rzeczywistym kszta速em / rozmiarem wyspy, kt鏎 "zna" z danych mapy. Na tej podstawie mo瞠 dok豉dnie okre郵i drona:

•  Wysoko嗆

•  Pr璠ko嗆 jazdy w stosunku do powierzchni

•  Kierunek jazdy w stosunku do powierzchni

•  Szeroko嗆 geograficzna

•  D逝go嗆 geograficzna

Kluczem jest to, 瞠 istnieje zgodno嗆 jeden na jeden mi璠zy wszystkimi punktami w zasi璕u wzroku wyspy, a k徠owym rozmiarem i kszta速em obrazu wyspy. Korespondencja jest zdecydowanie zbyt z這穎na, by cz這wiek m鏬 j dok豉dnie zapami皻a; ale w przypadku komputera dopasowanie obrazu, kt鏎y widzi do okre郵onego punktu w przestrzeni, jest 豉twe. Nawigacja epipolarna mo瞠 teoretycznie dzia豉 w dowolnej skali i przy dowolnej pr璠ko軼i, a nawet pr璠ko軼iach relatywistycznych, przy kt鏎ych nast瘼uje dylatacja czasu. Jest to metoda, dzi瘯i kt鏎ej roboty mog znale潭 drog bez triangulacji, wyszukiwania kierunku, sygna堯w nawigacyjnych, sonaru lub radaru. Konieczne jest jednak, aby robot mia szczeg馧ow, precyzyjn i dok豉dn komputerow map swojego 鈔odowiska.



ERROR ACCUMULATION [AKUMULACJA B犵U]

Gdy pomiary s wykonywane kolejno, maksimum mo磧iwych b喚d闚 sumuje si. Nazywa si to akumulacj b喚d闚. Kumulacj b喚d闚 analogowych mo積a zilustrowa na przyk豉dzie pomiaru. Za堯禦y, 瞠 chcesz zmierzy d逝gi kawa貫k sznurka (powiedzmy oko這 100 m), u篡waj帷 miernika metrycznego oznaczonego w milimetrach. Musisz umie軼i kij wzd逝 sznurka w k馧ko, oko這 100 razy. Je郵i tw鎩 b陰d wynosi do 2 mm przy ka盥ym pomiarze, to po 100 powt鏎zeniach mo磧iwy b陰d wynosi do 200 mm. Cyfrowa akumulacja b喚d闚 wyst瘼uje, gdy bity s 幢e odczytywane w obwodzie komunikacyjnym, niepoprawnie zapisywane na dysku lub niepoprawnie przechowywane w pami璚i. Maszyna mo瞠 widzie nisk logik, kiedy powinna widzie wysok warto嗆, lub odwrotnie. Za堯禦y, 瞠 dla konkretnego pliku cyfrowego za ka盥ym razem, gdy plik jest przenoszony z jednego w瞛豉 do drugiego w obwodzie komunikacyjnym, wprowadzane s 鈔ednio trzy b喚dy. Je瞠li sygna przechodzi przez n w瞛堯w, wyst徙i 鈔ednio 3n b喚d闚 (3 + 3 + 3 + + 3, n razy). W systemach robotycznych b喚dy kinematyczne lub b喚dy ruchu mog si kumulowa w czasie, co powoduje ewentualne b喚dy pozycjonowania lub przesuni璚ia.

ERROR CORRECTION [KOREKCJA B犵紟]

Korekta b喚d闚 jest form programowania komputerowego, w kt鏎ej niekt鏎e rodzaje b喚d闚 s korygowane automatycznie. Przyk豉dem jest program, kt鏎y utrzymuje du篡 s這wnik angielskich s堯w. Operator komputera pod陰czonego do robota syntezuj帷ego mow mo瞠 幢e pisa s這wa lub pope軟ia b喚dy typograficzne. Uruchomienie programu korekcji b喚d闚 spowoduje, 瞠 komputer wyodr瑿ni wszystkie osobliwie wygl康aj帷e s這wa, zwracaj帷 na nie uwag operatora. Operator mo瞠 wtedy zdecydowa, czy s這wo jest poprawne. W nowoczesnych komputerach mo積a 豉two przechowywa ogromne s這wniki. Gdy roboty musz 郵edzi zmienne, takie jak pozycja i pr璠ko嗆, mo積a zastosowa korekcj b喚d闚, gdy wiadomo, 瞠 przyrz康 jest nieprecyzyjny lub gdy warto軼i odbiegaj od rozs康nego zakresu. Komputer mo瞠 郵edzi gromadzenie si b喚d闚, okresowo sprawdzaj帷, czy rozbie積o軼i nie sumuj si powy瞠j okre郵onego maksimum. Korekcja b喚d闚 jest wa積a w systemach robotycznych podlegaj帷ych obci捫eniu grawitacyjnemu. Aby zapewni, 瞠 efektor ko鎍owy w ramieniu robota nie zboczy z zamierzonego po這瞠nia z powodu si造 grawitacji na sam zesp馧, mo積a zastosowa urz康zenia wykrywaj帷e po這瞠nie i system sprz篹enia zwrotnego zastosowany do przeciwdzia豉nia ruchowi ramienia robota, a sygna b喚du z czujnika wynosi zero. W robotycznych systemach nawigacyjnych korekcja b喚d闚 odnosi si do zestawu proces闚, kt鏎e utrzymuj urz康zenie na zamierzonym kursie. W serwomechanizmie korekcja b喚d闚 odbywa si za pomoc sprz篹enia zwrotnego.

ERROR-SENSING CIRCUIT [OBW笈 WYKRYWANIA B犵紟]

Obw鏚 wykrywaj帷y b陰d wytwarza sygna, gdy dwa wej軼ia s r騜ne lub gdy zmienna odbiega od wybranej warto軼i. Je郵i dwa wej軼ia s takie same lub je郵i zmienna ma wybran warto嗆, wyj軼ie wynosi zero. Ten typ obwodu jest czasami nazywany komparatorem. Za堯禦y, 瞠 chcesz, aby robot wprowadzi si na jaki obiekt. Obiekt ma nadajnik radiowy, kt鏎y wysy豉 sygna nawigacyjny. Robot ma wbudowane urz康zenie radiowego wyszukiwania kierunku (RDF). Gdy robot zmierza we w豉軼iwym kierunku, sygna nawigacyjny znajduje si w polu RDF zerowym, a si豉 odbieranego sygna逝 wynosi zero, jak pokazano na towarzysz帷ym wykresie wsp馧rz璠nych biegunowych. Je郵i robot zboczy z kursu, sygna nawigacyjny nie znajduje si ju w warto軼i zerowej, a odbiornik RDF odbiera sygna. Ten sygna trafia do kontrolera robota, kt鏎y steruje robotem w lewo i prawo, dop鏦i sygna nawigacyjny ponownie nie spadnie do zera.



ERROR SIGNAL [SYGNA B犵U]

Sygna b喚du to napi璚ie generowane przez obw鏚 wykrywaj帷y b陰d. Sygna ten pojawia si, gdy wyj軼ie urz康zenia r騜ni si od warto軼i odniesienia. Sygna造 b喚du mog by stosowane w systemach czysto elektronicznych, a tak瞠 w systemach elektromechanicznych. W urz康zeniu RDF, dane wyj軼iowe mog wygl康a jak wykres wsp馧rz璠nych biegunowych pokazany na ilustracji. Je郵i robot jest skierowany na kurs, sygna b喚du wynosi zero. Je郵i jest on zboczony z kursu, w lewo lub w prawo, generowane jest dodatnie napi璚ie sygna逝 b喚du, jak pokazano na do陰czonym wykresie wsp馧rz璠nych prostok徠nych. Napi璚ie zale篡 od tego, jak daleko biegnie robot. Zasadniczo wraz ze wzrostem b喚du kursu ro郾ie si豉 sygna逝 b喚du. Obw鏚 szukania kierunku jest zaprojektowany do wyszukiwania i utrzymywania kursu tak, aby sygna b喚du zawsze wynosi zero. Aby to zrobi, sygna b喚du jest wykorzystywany przez sterownik robota do zmiany kursu. Jest to ta sama zasada, na kt鏎ej znajduje si ukryty nadajnik radiowy.



EGZOSZKIELET

Egzoszkielet to rami robota, kt鏎e wykorzystuje geometri przegubow do na郵adowania ruch闚 ludzkiego ramienia, i kt鏎ego ruchy s kontrolowane bezpo鈔ednio przez ruchy ramienia ludzkiego operatora. Takie urz康zenia mog by u篡wane podczas pracy z materia豉mi niebezpiecznymi. Przydaj si r闚nie jako protezy (sztuczne ko鎍zyny). Termin egzoszkielet odnosi si r闚nie do wyspecjalizowanego robota, kt鏎y jest jak garnitur-zbroja, kt鏎 cz這wiek mo瞠 nosi, i kt鏎a mo瞠 zwi瘯szy przemieszczenie i / lub si喚 ruchu, co skutkuje si陰 fizyczn znacznie przekraczaj帷 si喚 zwyk貫go m篹czyzny lub kobiety. Kobieta mo瞠 na przyk豉d podnie嗆 samoch鏚 nad g這w; stalowa rama egzoszkieletu uniesie ci篹ar i nacisk. M篹czyzna mo瞠 rzuci baseball na kilometr. Pancerz mo瞠 chroni przed uderzeniami, ogniem, a mo瞠 nawet kulami. Do tej pory pe軟e egzoszkielety by造 wdra瘸ne g堯wnie w opowiadaniach science fiction. Pe軟y egzoszkielet r騜ni si od systemu teleobecno軼i. W teleobecno軼i ludzki operator nie znajduje si w tym samym miejscu co robot. Ale kiedy cz這wiek nosi egzoszkielet, jest na miejscu z maszyn. Jest to zar闚no atut, jak i zobowi您anie: pozwala na wi瘯sz kontrol i lepsze wyczucie 鈔odowiska pracy, ale w niekt鏎ych przypadkach mo瞠 narazi operatora na niebezpiecze雟two.

EKSPERCKI SYSTEM

System ekspercki to schemat rozumowania komputerowego, znany r闚nie jako system oparty na regu豉ch. W sterowaniu inteligentnymi robotami wykorzystywane s systemy eksperckie. Mo積a je r闚nie stosowa w komputerach autonomicznych. Rysunek jest schematem blokowym typowego systemu eksperckiego. Sercem urz康zenia jest zestaw fakt闚 i zasad. W przypadku systemu robotycznego fakty sk豉daj si z danych o 鈔odowisku robota, takim jak fabryka, biuro lub kuchnia. Regu造 to instrukcje w postaci logicznej "Je郵i X, to Y", podobne do instrukcji w j瞛ykach programowania wysokiego poziomu. Mechanizm wnioskowania decyduje, kt鏎e regu造 logiczne nale篡 zastosowa w r騜nych sytuacjach. Nast瘼nie instruuje robota (robot闚), aby wykona okre郵one zadania. Jednak dzia豉nie systemu mo瞠 by tak wyrafinowane, jak dane dostarczane przez ludzkich programist闚.



Systemy komputerowe mog by u篡wane w komputerach, aby pom鏂 ludziom w badaniach, podejmowaniu decyzji i generowaniu prognoz. Dobrym przyk豉dem jest program, kt鏎y pomaga lekarzowi w postawieniu diagnozy. Komputer zadaje pytania i dochodzi do wniosku opartego na odpowiedziach udzielonych przez pacjenta i lekarza. Jedn z najwi瘯szych zalet system闚 eksperckich jest 豉two嗆 przeprogramowania. W miar zmiany 鈔odowiska robot mo瞠 nauczy si nowych zasad i otrzymywa nowe fakty

EXTENSIBILITY [ROZCI:LIWO汎]

Rozci庵alno嗆, zwana tak瞠 rozszerzalno軼i, odnosi si do 豉two軼i, z jak system robotyczny mo瞠 by modyfikowany w celu wykonania wi瘯szej liczby lub wi瘯szej r騜norodno軼i zada ni te dozwolone w pierwotnym projekcie. Rozszerzalno嗆 systemu zrobotyzowanego zale篡 od r騜nych czynnik闚, w tym od rodzaju sprz皻u, pami璚i sterownika, miejsca przechowywania danych sterownika oraz szybko軼i przetwarzania sterownika. Rozszerzalno嗆 jest zwi瘯szona dzi瘯i zastosowaniu modu這wej konstrukcji i znormalizowanych cz窷ci.

EKSTRAPOLACJA

Gdy dane s dost瘼ne w okre郵onym zakresie, mo積a oszacowa warto軼i poza tym zakresem za pomoc techniki zwanej ekstrapolacj. Mo積a to nauczy zgadywania, ale mo積a to r闚nie zrobi za pomoc komputera. Im bardziej wyrafinowane oprogramowanie komputerowe, tym dok豉dniej mo瞠 ono ekstrapolowa. Przyk豉dem ekstrapolacji jest przewidywana 軼ie磬a huraganu zbli瘸j帷ego si do linii brzegowej. Znaj帷 swoj 軼ie磬 do chwili obecnej, komputer opracowuje szereg mo磧iwych przysz造ch 軼ie瞠k. Czynniki, kt鏎e mo積a zaprogramowa w komputerze, aby pom鏂 mu dokona dok豉dnej ekstrapolacji, obejmuj:

•  圭ie磬i huragan闚 w poprzednich latach, kt鏎e zbli瘸造 si w podobny spos鏏

•  Pr康y steruj帷e w g鏎nej atmosferze

•  Warunki pogodowe na og鏊nej 軼ie盧e burzy

Im dalej (w przysz這嗆) dokonywana jest ekstrapolacja, tym mniej dok豉dne s wyniki. Podczas gdy komputer pogodowy mo瞠 zrobi dobr robot przewiduj帷 軼ie磬 huraganu 24 godziny wcze郾iej, 瘸dna jeszcze maszyna nie jest w stanie dok豉dnie okre郵i, gdzie b璠zie burza w ci庵u tygodnia.

EYE-IN-HAND SYSTEM

Aby chwytak robota znalaz drog, w mechanizmie chwytaka mo積a umie軼i kamer. Aparat musi by przystosowany do pracy z bliskiej odleg這軼i, od oko這 1 m do kilku milimetr闚. B陰d pozycjonowania musi by jak najmniejszy, najlepiej mniejszy ni 0,5 mm. Aby mie pewno嗆, 瞠 kamera uzyska dobry obraz, lampa wraz z kamer znajduje si w chwytaku (patrz rysunek). Tak zwany system oko w r瘯 mo瞠 by u篡ty do dok豉dnego zmierzenia, jak blisko chwytak jest do szukanego obiektu. Mo瞠 r闚nie dokona pozytywnej identyfikacji obiektu, aby chwytak nie poszed za niew豉軼iw rzecz. System oko w r瘯 wykorzystuje serwomechanizm. Robot jest wyposa穎ny lub ma dost瘼 do kontrolera, kt鏎y przetwarza dane z kamery i wysy豉 instrukcje z powrotem do chwytaka



S這wnik Robotyki : "F"


FAΠZ NEGATYWNY LUB POZYTYWNY

Czujniki nie zawsze reaguj zgodnie z przeznaczeniem na bod嬈e lub percepcje w otoczeniu. Mo瞠 si to zdarzy z r騜nych powod闚 i jest znane jako fa連zywie negatywne. I odwrotnie, czujniki czasami wytwarzaj sygna wyj軼iowy, gdy nie ma uzasadnionego postrzegania; to jest fa連zywie pozytywne. Rozwa czujnik na podczerwie (IR). Za堯禦y, 瞠 jest on najbardziej czu造 przy d逝go軼i fali 1350 nm (nanometr闚). Fa連zywie ujemne s najmniej prawdopodobne dla percepcji przy tej d逝go軼i fali. Gdy d逝go嗆 fali odbiega od 1350 nm, czu這嗆 maleje, a promieniowanie musi by bardziej intensywne, aby czujnik wytworzy sygna wyj軼iowy. Prawdopodobie雟two fa連zywych negatyw闚 wzrasta, gdy d逝go嗆 fali staje si d逝窺za lub kr鏒sza ni 1350 nm. Poza pewnym zakresem d逝go軼i fal czujnik jest wzgl璠nie niewra磧iwy, a zatem fa連zywe negatywy s raczej regu陰 ni wyj徠kiem. fa連zywie ujemny zale篡 jednak od zakresu d逝go軼i fal, kt鏎e s zdefiniowane jako "uzasadnione" postrzeganie. Za堯禦y, 瞠 czujnik w powy窺zym przyk豉dzie jest cz窷ci urz康zenia detekcji zbli瞠niowej w robocie mobilnym. Laser na robocie, dzia豉j帷y przy d逝go軼i fali 1350 nm, odbija si od pobliskich obiekt闚 w 鈔odowisku pracy. Odbicia s wychwytywane przez czujnik, kt鏎y jest przykryty filtrem IR, kt鏎y z 豉two軼i przepuszcza promieniowanie w zakresie od 1300 do 1400 nm, ale blokuje wi瘯szo嗆 energii poza tym zakresem. Je郵i sygna wyj軼iowy czujnika przekroczy okre郵ony poziom, kontroler robota otrzymuje polecenie zmiany kierunku, aby unikn望 uderzenia w mo磧iw przeszkod. Zewn皻rzne 廝鏚豉 podczerwieni mog powodowa fa連zywie dodatnie wyniki. Jest to najbardziej prawdopodobne, je郵i zewn皻rzna podczerwie ma d逝go嗆 fali w pobli簑 obszaru czu這軼i szczytowej czujnika / filtra, tj. Od 1300 do 1400 m. Je郵i jednak postrzeganie zewn皻rzne jest wystarczaj帷o intensywne, mo瞠 powodowa fa連zywie dodatni nawet je瞠li jego d逝go嗆 fali jest znacznie mniejsza ni 1300 nm lub wi瘯sza ni 1400 nm. Kontrolery robot闚 mo積a zaprogramowa w taki spos鏏, aby ignorowa造 fa連zywe negatywy lub pozytywy, o ile istnieje jaki spos鏏 na odr騜nienie ich od "uzasadnionych" pogl康闚. Jednak w 幢e zaprojektowanym systemie fa連zywe negatywy lub pozytywy mog powodowa nieprawid這we dzia豉nie.

FAULT RESILIENCE [ODPORNO汎 NA AWARIE]

Termin "odporno嗆 na awarie" mo瞠 odnosi si do jednej z dw鏂h r騜nych cech skomputeryzowanego systemu robotycznego. Pierwszy rodzaj systemu odpornego na uszkodzenia mo積a r闚nie nazwa odpornym na sabota. Za堯禦y, 瞠 wszystkie strategiczne (nuklearne) mechanizmy obronne Stan闚 Zjednoczonych znajduj si pod kontrol komputera. Konieczne jest, aby by這 to niemo磧iwe dla os鏏 nieupowa積ionych, aby go wy陰czy. Systemy tworzenia kopii zapasowych s konieczne. Bez wzgl璠u na to, co kto pr鏏uje zrobi, aby spowodowa awari systemu lub przesta dzia豉, system musi by w stanie oprze si lub pokona taki atak. Niekt鏎zy in篡nierowie maj w徠pliwo軼i, czy mo積a zbudowa komputer ca趾owicie sabota穎wy. Cytuj powiedzenie: "Zbuduj system bardziej odporny na przest瘼stwa, a dostaniesz m康rzejszych przest瘼c闚". Ponadto ka盥y taki system musia豚y by zaprojektowany i zbudowany przez ludzi. Co najmniej jedna z tych os鏏 mo瞠 zosta przekupiona lub szanta穎wana w celu ujawnienia informacji na temat tego, jak pokona przepisy bezpiecze雟twa. I oczywi軼ie nikt nie jest w stanie przewidzie wszystkich rzeczy, kt鏎e mog p鎩嗆 nie tak z systemem. Zgodnie z prawem Murphy'ego, kt鏎e jest zwykle wypowiadane z przymru瞠niem oka, ale kt鏎e cz瘰to mo瞠 objawia si jako prawda: "Je郵i co p鎩dzie nie tak, to zrobi to". Nast瘼stwem, rzadziej s造szanym, ale by mo瞠 r闚nie prawdziwym, jest "Je郵i co nie mo瞠 p鎩嗆 nie tak. Drugi rodzaj odporno軼i na uszkodzenia znany jest r闚nie jako pe軟a wdzi瘯u degradacja. Wiele komputer闚, a tak瞠 sterowane komputerowo systemy robotyczne s zaprojektowane tak, 瞠 je郵i niekt鏎e cz窷ci ulegn awarii, system nadal dzia豉, chocia by mo瞠 przy zmniejszonej wydajno軼i i pr璠ko軼i.

FEEDBACK [SPRZ坒ENIE ZWROTNE]

Sprz篹enie zwrotne jest 鈔odkiem, za pomoc kt鏎ego system zamkni皻ej p皻li sam si reguluje. Informacje zwrotne s szeroko stosowane w robotyce. Przyk豉d sprz篹enia zwrotnego mo積a znale潭 w prostym mechanizmie termostatu, pod陰czonym do urz康zenia grzewczego / ch這dz帷ego. Za堯禦y, 瞠 termostat jest ustawiony na 20 stopni Celsjusza (20o C). Je郵i temperatura wzro郾ie znacznie powy瞠j 20o C, do urz康zenia grzewczego / ch這dz帷ego wysy豉ny jest sygna informuj帷y o och這dzeniu powietrza w pomieszczeniu. Je郵i temperatura spadnie znacznie poni瞠j 20o C, sygna nakazuje urz康zeniu ogrzanie pomieszczenia. Proces ten ilustruje schemat blokowy. W systemie, kt鏎y wykorzystuje sprz篹enie zwrotne do stabilizacji, musi istnie pewna swoboda mi璠zy przeciwnymi funkcjami. W przypadku termostatu kontrolowany system ogrzewania / ch這dzenia, je郵i oba progi s ustawione na dok豉dnie 20oC, system b璠zie stale i szybko prze陰cza si mi璠zy grzaniem i ch這dzeniem. Typowy zakres mo瞠 wynosi od 18 do 22o C. Swoboda nie powinna by jednak zbyt szeroka.



FIBER-OPTIC CABLE [名IATΜW笈]

Kabel 鈍iat這wodowy to pakiet przezroczystych, pe軟ych pasm zaprojektowanych do przenoszenia modulowanego 鈍iat豉 lub podczerwieni (IR). Ten typ kabla mo瞠 przenosi miliony sygna堯w przy du瞠j przepustowo軼i.

Produkcja

W堯kna 鈍iat這wodowe s wykonane ze szk豉, do kt鏎ego dodano zanieczyszczenia, aby zmaksymalizowa przezroczysto嗆 przy pewnych d逝go軼iach fal. Zanieczyszczenia optymalizuj r闚nie wsp馧czynnik za豉mania szk豉 lub stopie, w jakim spowalnia i zgina 鈍iat這. 安iat這w鏚 ma rdze otoczony rurowym p豉szczem, jak pokazano na ilustracjach. Ok豉dzina ma ni窺zy wsp馧czynnik za豉mania 鈍iat豉 ni rdze. W 鈍iat這wodzie o indeksie skokowym (rysunek od g鏎y) rdze ma jednolity wsp馧czynnik za豉mania 鈍iat豉, a ok豉dzina ma ni窺zy wska幡ik, r闚nie jednolity. Przej軼ie na granicy jest nag貫. W 鈍iat這wodzie o stopniowanym wsp馧czynniku (rysunek ni窺zy) rdze ma wsp馧czynnik za豉mania 鈍iat豉, kt鏎y jest najwi瘯szy wzd逝 osi 鈔odkowej i stale maleje na zewn徠rz od 鈔odka. Na granicy nast瘼uje gwa速owny spadek wsp馧czynnika za豉mania 鈍iat豉.

Operacja

Na g鏎nej ilustracji, pokazuj帷 w堯kno o wska幡iku krokowym, promie X wchodzi do rdzenia r闚nolegle do osi w堯kna i przemieszcza si bez uderzania w granic, chyba 瞠 we w堯knie jest wygi璚ie. Je郵i jest zakr皻, promie X odchyla si od 鈔odka i zachowuje si jak Y. Ray Y wielokrotnie uderza w granic. Za ka盥ym razem, gdy promie Y napotyka granic, nast瘼uje ca趾owite odbicie wewn皻rzne, wi璚 promie Y pozostaje w rdzeniu. Na dolnym rysunku, pokazuj帷 w堯kno o stopniowanym indeksie, promie X wchodzi do rdzenia r闚nolegle do osi w堯kna i przemieszcza si bez uderzania w granic, chyba 瞠 we w堯knie jest wygi璚ie. Je郵i jest zakr皻, promie X odchyla si od 鈔odka i zachowuje si jak promie Y. Gdy promie Y przesuwa si dalej od 鈔odka rdzenia, wsp馧czynnik za豉mania zmniejsza si, zginaj帷 promie z powrotem w kierunku 鈔odka. Je郵i promie Y wejdzie pod wystarczaj帷o ostrym k徠em, mo瞠 uderzy w granic, w kt鏎ym to przypadku nast徙i ca趾owite odbicie wewn皻rzne. Dlatego promie Y pozostaje w rdzeniu.

Wi您anie

安iat這wody mog by wi您ane w kabel w taki sam spos鏏, jak przewody w wi您ce. Poszczeg鏊ne w堯kna s chronione przed uszkodzeniem przez plastikow otoczk . Powszechnymi pokryciami s polietylen i poliuretan. Stal , druty lub inne mocne materia造 s cz瘰to stosowane w celu zwi瘯szenia wytrzyma這軼i kabla. Ca造 pakiet jest zamkni皻y w zewn皻rznej kurtce. To pokrycie zewn皻rzne mo積a wzmocni siatk drucian i / lub pokry materia豉mi odpornymi na korozj. Ka盥e w堯kno w wi您ce mo瞠 przenosi kilka promieni 鈍iat豉 widzialnego i / lub podczerwieni (IR), przy czym ka盥y promie ma inn d逝go嗆 fali. Ka盥y promie mo瞠 z kolei zawiera du膨 liczb sygna堯w. Poniewa cz瘰totliwo軼i 鈍iat豉 widzialnego i IR s znacznie wy窺ze ni cz瘰totliwo軼i pr康闚 o cz瘰totliwo軼i radiowej (RF), szeroko嗆 pasma 陰cza kablowego optycznego / IR mo瞠 by znacznie wi瘯sza ni dowolnego 陰cza kablowego RF. Pozwala to na znacznie wi瘯sz pr璠ko嗆 danych.

FIELD OF VIEW [POLE WIDZENIA ](FOV)

Pole widzenia (FOV) czujnika kierunkowego jest ilo軼iowym wyra瞠niem zakresu k徠owego, w kt鏎ym prawid這wo reaguje na bod嬈e lub postrzega. FOV jest zdefiniowany w kategoriach k徠闚 x i y (g堯wnych i mniejszych) i dotyczy przede wszystkim czujnik闚 jednokierunkowych (to znaczy urz康ze przeznaczonych do pobierania energii z jednego kierunku). K徠y te mo積a zdefiniowa jako promieniowe w stosunku do osi, na kt鏎ej czujnik reaguje najbardziej, lub 鈔ednicowe (dwukrotno嗆 warto軼i promieniowej). Pozioma FOV czujnika przyjmuje kszta速 sto磬a w przestrzeni tr鎩wymiarowej (3-D), z wierzcho趾iem na czujniku, jak pokazano na ilustracji. Sto瞠k ten niekoniecznie ma taki sam k徠 pochylenia we wszystkich p豉szczyznach przechodz帷ych przez jego o. Jak "widziany" z punktu widzenia samego czujnika, sto瞠k pojawia si jako okr庵 lub elipsa na obrazie 鈔odowiska pracy. Je郵i sto瞠k FOV jest okr庵造, w闚czas k徠y xiy s takie same. Je郵i sto瞠k FOV jest eliptyczny, w闚czas k徠y x i y s r騜ne.

FINE MOTION PLANNING [PLANOWANIE PRECYZYJNEGO RUCHU]

Planowanie precyzyjnego ruchu odnosi si do schematu zastosowanego przez robota w celu uzyskania dok豉dnie w豉軼iwej pozycji. Za堯禦y, 瞠 osobistemu robotowi nakazuje si w陰czy 鈍iat這 na korytarzu. W陰cznik 鈍iat豉 znajduje si na 軼ianie. Kontroler robota ma komputerow map domu, kt鏎a obejmuje lokalizacj w陰cznika 鈍iat豉 na korytarzu. Robot przechodzi do og鏊nej lokalizacji prze陰cznika i si璕a do 軼iany. Sk康 dok豉dnie wie, gdzie znale潭 prze陰cznik i jak dok豉dnie ustawi chwytak, aby przesun掖 prze陰cznik na prze陰czniku? Jedn z metod jest w陰czenie widzenia robota, takiego jak system oko w r瘯. Dzi瘯i temu robot rozpoznaje kszta速 prze陰cznika i odpowiednio si prowadzi. Inna metoda polega na zastosowaniu wyczuwania dotykowego, aby efektor ko鎍owy m鏬 "wyczu" wzd逝 軼iany w spos鏏 podobny do tego, w jaki cz這wiek znalaz豚y i uruchomi prze陰cznik z zamkni皻ymi oczami. Jeszcze inny schemat mo瞠 obejmowa wysoce precyzyjny, pomniejszony epipolarny schemat nawigacji.

FIRE-PROTECTION ROBOT [ROBOT OCHRONY PRZECIWPO涉ROWEJ]

Jedn z r鏊, do kt鏎ej szczeg鏊nie dobrze nadaj si roboty, jest gaszenie po瘸r闚. Gdyby wszyscy stra瘸cy byli robotami, w tym zawodzie nie by這by ryzyka dla 篡cia ludzkiego. Roboty mo積a zbudowa tak, aby by造 odporne na znacznie wy窺ze temperatury ni ludzie mog tolerowa. Roboty nie cierpi z powodu wdychania dymu. G堯wnym wyzwaniem jest zaprogramowanie robot闚 do wykonywania os康u tak samo bystrego, jak u ludzi, w wielu r騜nych sytuacjach. Jednym ze sposob闚 obs逝gi robot闚 przeciwpo瘸rowych jest umieszczenie ludzi w odleg造ch punktach i wyposa瞠nie maszyn w teleobecno嗆. Operator siedzi przy zestawie element闚 steruj帷ych lub nosi kombinezon ca貫go cia豉 z wbudowanymi elementami steruj帷ymi. Gdy operator porusza si w okre郵ony spos鏏, robot porusza si dok豉dnie w ten sam spos鏏. Kamery telewizyjne robota przesy豉j obrazy do operatora. Operator mo瞠 "wirtualnie" i嗆 tam, gdzie idzie robot, bez 瘸dnego ryzyka z tym zwi您anego. Jednym z podstawowych obowi您k闚 domowych robot闚 jest zapewnienie bezpiecze雟twa pasa瞠rom. Musi to obejmowa eskortowanie ludzi z domu, je郵i si zapali, a nast瘼nie zgaszenie ognia i / lub wezwanie stra篡 po瘸rnej. Mo瞠 to r闚nie wymaga wykonania niekt鏎ych zada pierwszej pomocy.

FIRMWARE

Oprogramowanie uk豉dowe to termin odnosz帷y si do program闚 komputerowych zainstalowanych na sta貫 w systemie. Zwykle odbywa si to w pami璚i tylko do odczytu (ROM). Oprogramowanie wewn皻rzne komputera mo積a zmieni, ale wymaga to zmiany sprz皻owej. Mo瞠 to oznacza fizyczn wymian uk豉du scalonego (IC), ale istniej urz康zenia, kt鏎ych oprogramowanie wewn皻rzne mo積a usun望, a nast瘼nie przeprogramowa. S to tak zwane kasowalne programowalne uk豉dy pami璚i tylko do odczytu (EPROM). Potrzebny jest specjalny sprz皻 do zmiany zawarto軼i EPROM. Programowanie oprogramowania uk豉dowego jest powszechne w urz康zeniach i maszynach kontrolowanych przez mikrokomputer, takich jak roboty o sta貫j sekwencji, kt鏎e wielokrotnie wykonuj dane zadanie.

FIXED-SEQUENCE ROBOT [ROBOT O STAΒJ SEKWENCJI]

Robot o sta貫j sekwencji to robot, kt鏎y wykonuje jedno, wst瘼nie zaprogramowane zadanie lub zestaw zada, wykonuj帷 dok豉dnie takie same ruchy za ka盥ym razem. Nie ma wyj徠ku ani zmiany w procedurze. Roboty o sta貫j sekwencji idealnie nadaj si do pracy na linii monta穎wej. Zabawnym przyk豉dem robota o sta貫j sekwencji jest zabawka, kt鏎a przechodzi pewn rutyn po ka盥ym naci郾i璚iu przycisku. Te maszyny s szczeg鏊nie popularne w Japonii. W niekt鏎ych przypadkach takie zabawkowe roboty wygl康aj na wyrafinowane.

FLEXIBLE AUTOMATION [ELASTYCZNA AUTOMATYZACJA]

Elastyczna automatyzacja odnosi si do zdolno軼i robota lub systemu do wykonywania r騜nych zada. Aby przej嗆 z jednego zadania do drugiego, wystarczy prosta zmiana oprogramowania lub zmiana polece wprowadzanych do kontrolera. Prostym przyk豉dem elastycznej automatyzacji jest rami robota, kt鏎e mo積a zaprogramowa do wstawiania 鈔ub, wiercenia otwor闚, piasku, spawania, wk豉dania nit闚 i natryskiwania farb na przedmioty na linii monta穎wej. W miar ewolucji robot闚 osobistych staj si one w stanie robi wiele rzeczy na podstawie jednego, wyrafinowanego programu. Jest to najwy窺zy poziom elastycznej automatyzacji i mo積a go uzna za form sztucznej inteligencji (AI). Odpowiednie dzia豉nia wynikaj z polece s這wnych. Wymaga to mo磧iwo軼i rozpoznawania mowy, a tak瞠 znacznej pami璚i kontrolera, szybko軼i i mocy przetwarzania

FLIGHT TELEROBOTIC SERVICER [LOTNICZY SERWIS TELEROBOTYCZNY]

W misjach kosmicznych cz瘰to konieczne jest wykonywanie napraw i og鏊nej konserwacji w statku kosmicznym i wok馧 niego. Nie zawsze op豉calne jest, aby astronauci wykonywali t prac. Z tego powodu rozwa瘸no r騜ne konstrukcje robota zwanego lotniczym telerobotycznym serwis (FTS). FTS to zdalnie sterowany robot. Zakres, w jakim jest kontrolowany, zale篡 od projektu. Najprostsze maszyny FTS s programowalne z g堯wnego komputera statku kosmicznego. Bardziej z這穎ne urz康zenia FTS wykorzystuj teleobecno嗆. Ze wzgl璠u na ryzyko zwi您ane z wysy豉niem ludzi w kosmos naukowcy rozwa瘸li pomys uruchomienia prom闚 kosmicznych pilotowanych przez FTS w celu ich rozmieszczenia lub napraw satelity. FTS b璠 kontrolowane przez komputery na ziemi i w statku kosmicznym. Jeden projekt FTS ma wygl康 jednonogiego, bezg這wego Androida, jak pokazano na ilustracji.



FLOWCHART

Schemat blokowy to schemat ilustruj帷y logiczny proces lub program komputerowy. To jest schemat blokowy. Ramki wskazuj warunki, diamenty wskazuj punkty decyzyjne, a strza趾i pokazuj kroki proceduralne. Schematy blokowe s逝膨 do opracowywania oprogramowania komputerowego. S逝膨 r闚nie do rozwi您ywania problem闚 ze z這穎nym sprz皻em. Schematy blokowe dobrze nadaj si do aplikacji robotycznych, poniewa wskazuj wybory, kt鏎ych musi dokona robot podczas wykonywania zadania. Schemat blokowy musi zawsze reprezentowa pe軟y proces. Nie powinno by miejsc, w kt鏎ych technik, komputer lub robot zostanie pozostawiony bez podj璚ia jakiejkolwiek decyzji. Nie mog istnie niesko鎍zone p皻le, w kt鏎ych proces przebiega w niesko鎍zonych kr璕ach, nie osi庵aj帷 niczego.

FLUXGATE MAGNETOMETR

Magnetometr fluxgate to skomputeryzowany system prowadzenia robota, kt鏎y wykorzystuje pola magnetyczne do uzyskiwania danych o po這瞠niu i orientacji. Urz康zenie wykorzystuje cewki do wykrywania zmian w polu geomagnetycznym (ziemskim polu magnetycznym) lub w sztucznie generowanym polu odniesienia. Nawigacja w obr瑿ie okre郵onego obszaru mo瞠 odbywa si poprzez ci庵陰 analiz orientacji i intensywno軼i pola strumienia magnetycznego generowanego przez strategicznie rozmieszczone elektromagnesy. Komputerowa mapa pola strumienia, pokazuj帷a dwa elektromagnesy i hipotetycznego robota w polu, pokazano na ilustracji. W tym przypadku przeciwne bieguny magnetyczne (p馧noc i po逝dnie) s skierowane ku sobie, nadaj帷 polu strumienia charakterystyczny kszta速 pr皻a-magnesu. Dla ka盥ego punktu w 鈔odowisku pracy strumie magnetyczny ma unikaln orientacj i intensywno嗆. Dlatego istnieje zgodno嗆 jeden do jednego mi璠zy warunkami strumienia magnetycznego a ka盥ym punktem w otoczeniu. Sterownik robota jest zaprogramowany do "znajomo軼i" tej relacji dok豉dnie dla wszystkich punkt闚 w otoczeniu. Pozwala to robotowi wskaza swoje po這瞠nie w przestrzeni tr鎩wymiarowej (3-D), pod warunkiem ustalenia zestawu wsp馧rz璠nych odniesienia.



FLYING EYEBALL [LATAJ。A GAΘA OCZNA]

Lataj帷a ga趾a oczna jest prost form robota podwodnego. Ten robot mo瞠 rozwi您ywa szczeg馧y pod wod, a tak瞠 mo瞠 si porusza. Nie mo瞠 niczego manipulowa; nie ma ramion robota ani efektor闚 ko鎍owych. Lataj帷e ga趾i oczne s u篡wane w zastosowaniach naukowych i wojskowych. Kabel zawieraj帷y robota w specjalnej obudowie wyrzutni jest zrzucany z 這dzi. Gdy wyrzutnia osi庵nie 膨dan g喚boko嗆, wypuszcza robota, kt鏎y jest po陰czony z wyrzutni za pomoc paska, jak pokazano na ilustracji. Tether i kabel upuszczaj帷y przekazuj dane z powrotem do 這dzi. Robot zawiera kamer wideo i jedn lub wi璚ej lamp do o鈍ietlania podwodnego 鈔odowiska. Ma r闚nie zestaw p璠nik闚 lub 鄉igie, kt鏎e pozwalaj mu porusza si zgodnie z poleceniami steruj帷ymi przesy豉nymi przez kabel i kabel. Ludzcy operatorzy na pok豉dzie 這dzi mog ogl康a obrazy z kamery telewizyjnej i poprowadzi robota podczas badania obiekt闚 na dnie morza. W niekt鏎ych przypadkach uwi瞛i mo積a wyeliminowa, a do przesy豉nia danych z robota do wyrzutni mo積a u篡 wi您ek radiowych (RF), podczerwieni (IR) lub widzialnych. Dzi瘯i temu robot ma wi瘯sz swobod ruchu, bez obawy, 瞠 uwi瞛i mog si w co zapl徠a. Jednak zasi璕 RF, IR lub 陰cza jest ograniczony, poniewa woda nie rozprzestrzenia tych form energii na du瞠 odleg這軼i.



FOOD-SERVICE ROBOT [ROBOT SPO玆WCZY]

Roboty mog s逝篡 do przygotowywania i serwowania jedzenia. G堯wne zastosowania to powtarzalne prace, takie jak umieszczanie odmierzonych porcji na talerzach, styl linii monta穎wej, aby s逝篡 du瞠j liczbie os鏏. Roboty gastronomiczne s r闚nie wykorzystywane w zak豉dach konserwuj帷ych i butelkuj帷ych, poniewa te zadania s proste, powtarzalne, przyziemne i 豉twe do zaprogramowania. W miar up造wu rz璠u butelek na przyk豉d jeden robot nape軟ia ka盥 butelk. Nast瘼nie maszyna sprawdza, czy ka盥a butelka jest nape軟iona do odpowiedniego poziomu. Odrzuty s wyrzucane przez innego robota. Jeszcze inny robot umieszcza nakr皻ki na butelkach Roboty osobiste, gdy s zaprogramowane do przygotowywania lub serwowania 篡wno軼i, wymagaj wi瘯szej autonomii ni roboty w du篡ch ilo軼iach 篡wno軼i. Domowego robota mo積a zaprogramowa do przygotowywania posi趾u z mi瘰a, warzyw i napoj闚. Robot zadaje takie pytania:

•  Ile os鏏 b璠zie na ten posi貫k?

•  Jakiego rodzaju mi瘰o ma by podawane?

•  Jaki rodzaj warzyw ma by podawany?

•  Jak chcia豚y zrobi ziemniaki? A mo瞠 wolisz ry?

•  Jakie napoje chcia豚y?

Po otrzymaniu wszystkich odpowiedzi robot wykona zadanie przygotowania posi趾u. Robot mo瞠 r闚nie poda posi貫k, a nast瘼nie posprz徠a st馧 i umy naczynia p騧niej.

FORESHORTENING

W zrobotyzowanym systemie pomiaru odleg這軼i skr鏂enie czasu jest fa連zywym wska幡ikiem odleg這軼i mi璠zy robotem a barier, mierzonej wzd逝 okre郵onej linii prostej przez przestrze tr鎩wymiarow (3D). Zjawisko to mo瞠 wyst徙i, gdy bariera jest ustawiona pod ostrym k徠em w stosunku do kierunku, w kt鏎ym ma zosta osi庵ni皻e namiar zasi璕u. Sonar jest szczeg鏊nie podatny na problem, poniewa trudno jest skupi fale akustyczne na w御kich wi您kach. Ilustracja pokazuje wymiarowo zredukowany przyk豉d tego, w jaki spos鏏 mo瞠 nast徙i skr鏂enie. Robot jest pokazany jako zacieniony okr庵 po lewej stronie. Jego kierunek podr騜y i preferowany kierunek (o) urz康zenia sonarowego s skierowane bezpo鈔ednio od lewej do prawej (poziomo na tym rysunku). Sonar powinien idealnie wytwarza wskazanie zasi璕u, kt鏎e jest takie samo jak rzeczywisty zasi璕 lub odleg這嗆, kt鏎 robot musi przeby, zanim wpadnie na barier. Jednak pole widzenia (FOV) sonaru wynosi 30 lub 15 po obu stronach osi. Skrajna prawa kraw璠 wi您ki sonaru uderza w barier przed 鈔odkow cz窷ci wi您ki. Zak豉daj帷, 瞠 bariera ma powierzchni wystarczaj帷o nieregularn, aby rozprasza fale akustyczne we wszystkich kierunkach, wi璚 robot odbiera echo ze wszystkich cz窷ci wi您ki sonaru, pozorny zasi璕 jest znacznie mniejszy ni rzeczywisty zasi璕. Jedynym rozwi您aniem tego rodzaju problem闚 w zakresie skr鏂enia jest zminimalizowanie pola widzenia sprz皻u dystansowego. W 鈔odowisku pracy, takim jak to pokazane na rysunku, lepiej by這by sporz康zi komputerow map otoczenia, u篡waj帷 systemu bardziej zaawansowanego ni sonar.



FORWARD CHAINING [ㄐCZENIE DO PRZODU]

Komputer mo瞠 dzia豉 jako osoba znaj帷a pewne dziedziny, na przyk豉d in篡nieria, prognozy pogody, medycyna, a nawet gie責a. Programy, dzi瘯i kt鏎ym komputery zachowuj si jak specjali軼i, nazywane s systemami ekspertowymi. Podczas uruchamiania systemu eksperckiego dostarczasz komputerowi informacje, a komputer rozwi您uje problem na podstawie tych informacji. Istniej dwa sposoby dostarczenia danych podczas korzystania z systemu eksperckiego. Mo瞠sz wprowadza fakty pojedynczo, na 膨danie komputera; lub mo瞠sz wprowadzi wszystkie dane jednocze郾ie, zanim program zacznie pracowa nad rozwi您aniem. Druga metoda to 陰czenie w prz鏚. ζ鎍uch rozumowania rozpoczyna si od jednego zestawu fakt闚 i dzia豉 do momentu rozwi您ania problemu lub wyci庵ni璚ia wniosku. Po tym, jak komputer otrzyma dane w systemie eksperckim z 豉鎍uchem do przodu, silnik wnioskowania korzysta z regu zapisanych w oprogramowaniu, aby wnioskowa o rozwi您aniu lub konkluzji. Je郵i konieczne s dodatkowe informacje, komputer poinformuje operatora, zwykle zadaj帷 okre郵one pytania.

FRAME [RAMA]

Rama jest mentalnym symbolem, 鈔odkiem do reprezentowania zestawu rzeczy. Ramy mo積a wyobrazi sobie jako "okna w umy郵e". W sztucznej inteligencji (AI) obiekty i procesy mo積a podzieli na kategorie w ramkach. Za堯禦y, 瞠 robotowi wydano polecenie: "Id do kuchni i nalej troch wody do papierowego kubka". Robot przechodzi szereg dedukcji dotycz帷ych tego, jak zdoby ten nap鎩 i jak zdoby przedmiot, w kt鏎ym ma by zawarty



Najpierw robot idzie do kuchni. Nast瘼nie rozpoczyna wyszukiwanie okre郵onego rodzaju pojemnika na nap鎩, kt鏎y zosta okre郵ony, w tym przypadku kubka papierowego. Ilustracja przedstawia ten proces. Pierwsza ramka reprezentuje wszystkie przedmioty w kuchni. W tej ramce wybiera si ramk pomocnicz: naczynia do jedzenia i picia. W tej ramie odpowiednia ramka zawiera kubki i szklanki; w ramach tej ramki po膨dan kategori s papierowe kubki. Nawet ten podzbi鏎 mo積a dalej rozbi. Mo積a okre郵i 12-uncjowe kubki papierowe, w kolorze bia造m, zaprojektowane tak, aby wytrzymywa造 gor帷e i zimne napoje. Ramki mog mie zastosowanie zar闚no do procedur, jak i do wyboru obiekt闚. Gdy robot ma ju odpowiednie narz璠zie, co nale篡 zrobi? Czy u篡tkownik robota (cz這wiek) chcia wody z kranu, czy te w lod闚ce jest woda butelkowana? Co powiesz na wod sodow w puszkach? Mo瞠 u篡tkownik chce troch wody mineralnej, kt鏎ej zabrak這 jej w zesz造m tygodniu, w takim przypadku robot albo musi wr鏂i i poprosi o dalsze instrukcje, albo zgadywa, jaki substytut mo瞠 zaakceptowa u篡tkownik.

FRANKENSTEINA SCENARIUSZ

Science fiction pe軟e jest historii, w kt鏎ych niekt鏎e postacie to roboty lub inteligentne komputery. Roboty science-fiction to cz瘰to androidy. Takie maszyny s niezmiennie zaprojektowane z my郵 o pomaganiu ludzko軼i, chocia cz瘰to wydaje si, 瞠 maszyny odgrywaj role, w kt鏎ych niekt鏎ym ludziom "pomaga si" kosztem innych. Powtarzaj帷y si temat w science fiction wi捫e si z konsekwencjami robot闚 lub inteligentnych maszyn, kt鏎e zwracaj si przeciwko swoim tw鏎com lub dochodz do logicznych wniosk闚 niemo磧iwych do zaakceptowania przez ludzko嗆. Temat ten nazywa si scenariuszem Frankensteina, po s造nnym fikcyjnym Androidzie. 砰wy przyk豉d scenariusza Frankensteina dostarcza powie嗆 2001: Kosmiczna Odyseja, w kt鏎ej Hal, sztucznie inteligentny komputer na statku kosmicznym, pr鏏uje zabi astronaut. Hal jako dzia豉 nieprawid這wo, staje si paranoikiem i uwa瘸, 瞠 Dave, astronauta, chce zniszczy komputer. Jak na ironi, paranoja Hala wywo逝je bardzo niefortunne obawy Hala, poniewa Dave jest zmuszony wy陰czy Hala, aby uratowa mu 篡cie. Maszyna mo瞠 logicznie zareagowa, aby zachowa swoje istnienie, gdy ludzie pr鏏uj "wyci庵n望 wtyczk". Mo瞠 to przybra form pozornie wrogiego zachowania, w kt鏎ym kontrolery robot闚 wsp鏊nie decyduj, 瞠 nale篡 wyeliminowa ludzi. Poniewa roboty maj si zachowywa zgodnie z trzema prawami Asimova, instynkt przetrwania robot闚 mo瞠 by u篡teczny, ale tylko do pewnego momentu. Robot nigdy nie mo瞠 skrzywdzi cz這wieka; to kolejne z praw Asimova. Innym przyk豉dem scenariusza Frankensteina jest zesp馧 komputer闚 w Colossus: The Forbin Project. W takim przypadku maszyny maj na uwadze najlepszy interes ludzko軼i. Wojna, decyduj komputery, nie mo瞠 by dozwolona. Ludzie, twierdz komputery, wymagaj struktury w swoim 篡ciu, a zatem ich zachowanie musi by 軼i郵e regulowane. Wynik to pa雟two totalitarne zarz康zane przez maszyn.

FRONT LIGHTING [O名IETLENIE PRZEDNIE]

W robotycznym systemie wizyjnym termin o鈍ietlenie przednie odnosi si do o鈍ietlenia obiekt闚 w 鈔odowisku pracy za pomoc 廝鏚豉 鈍iat豉 umieszczonego w pobli簑 czujnik闚 obrazowania robota lub w jego pobli簑. 安iat這 ze 廝鏚豉 odbija si zatem od powierzchni obserwowanych obiekt闚 przed dotarciem do czujnik闚. Poniewa po這瞠nie lampy znajduje si w pobli簑 czujnik闚, robot widzi minimalny lub 瘸den efekt cienia w swoim 鈔odowisku pracy. O鈍ietlenie przednie stosuje si w sytuacjach, w kt鏎ych detale powierzchni, a zw豉szcza r騜nice w kolorze lub cieniowaniu obserwowanych obiekt闚, s interesuj帷e lub istotne. Aby jednak pojawi豉 si tekstura, najlepiej dzia豉 o鈍ietlenie boczne. O鈍ietlenie przednie nie dzia豉 szczeg鏊nie dobrze w sytuacjach z p馧przezroczystymi lub p馧przezroczystymi obiektami, je郵i ich struktura wewn皻rzna musi zosta przeanalizowana. W takich przypadkach najlepsze jest o鈍ietlenie tylne. .

FUNKCJA

Funkcja to mapowanie mi璠zy zbiorem obiekt闚 lub liczb. Funkcje s wa積e w matematyce, a tak瞠 w logice. Nie wszystkie elementy w zestawie po lewej stronie (niekt鏎e z nich s oznaczone czarnymi kropkami) koniecznie maj odpowiedniki w zestawie po prawej stronie. Podobnie, nie wszystkie elementy w zestawie po prawej stronie (niekt鏎e z nich s oznaczone bia造mi kropkami) koniecznie maj odpowiedniki w zestawie po lewej stronie. Je郵i mapowanie ma zosta zakwalifikowane jako funkcja, mo磧iwe jest mapowanie wi璚ej ni jednego elementu z zestawu po lewej stronie na pojedynczy element w zestawie po prawej stronie, ale 瘸den element w zestawie po lewej stronie nie mo瞠 mie wi璚ej ni jeden partner w zestawie po prawej stronie. Funkcja nigdy nie mapuje pojedynczego elementu na wi璚ej ni jeden odpowiednik.

Jak pokazano na ilustracji, zestaw wszystkich element闚 po lewej stronie, kt鏎e maj wi您ania po prawej stronie, nazywany jest domen funkcji. Zakres funkcji to zestaw wszystkich element闚 po prawej stronie z odpowiednimi elementami w zestawie po lewej stronie. W logice funkcja, a dok豉dniej nazywana funkcj logiczn, jest operacj, kt鏎a pobiera jedn lub wi璚ej zmiennych wej軼iowych, takich jak X, Y i Z, i generuje okre郵one dane wyj軼iowe dla ka盥ej kombinacji danych wej軼iowych. Funkcje logiczne s na og馧 prostsze ni matematyczne, poniewa zmienne wej軼iowe mog mie tylko dwie warto軼i: 0 (fa連z) lub 1 (prawda). Przyk豉d funkcji logicznej w trzech zmiennych pokazano w tabeli. Najpierw operacja logiczna AND wykonywana jest na X i Y. Nast瘼nie operacja logiczna OR wykonywana jest mi璠zy (X AND Y) a zmienn Z. Niekt鏎e funkcje logiczne maj dziesi徠ki zmiennych wej軼iowych; istnieje jednak tylko jedna warto嗆 wyj軼iowa dla ka盥ej kombinacji danych wej軼iowych. X: Y: Z: f (X, Y, Z) 0: 0: 0: 0 0: 0: 1: 1 0: 1: 0: 0 0: 1: 1: 1 1: 0: 0: 0 1: 0: 1: 1 1: 1: 0: 1 1: 1: 1: 1 Funkcje logiczne s wa積e dla in篡nier闚 przy projektowaniu uk豉d闚 cyfrowych, w tym komputer闚. Cz瘰to istnieje kilka r騜nych mo磧iwych kombinacji bramek logicznych, kt鏎e wygeneruj dan funkcj logiczn. Zadaniem in篡niera jest znalezienie najprostszego i najbardziej wydajnego projektu. Termin funkcja, a 軼i郵ej funkcja zamierzona, jest cz瘰to u篡wany w odniesieniu do zestawu zada lub procedur, kt鏎e urz康zenie lub kontroler ma za zadanie wykona lub wykona. Ta definicja jest ca趾owicie niezale積a od definicji matematycznych i logicznych. R闚nanie matematyczne lub zestaw r闚na, kt鏎e reprezentuj kszta速 fali sygna逝, jest czasem nazywane funkcj. Generator funkcji to wyspecjalizowany obw鏚, kt鏎y generuje przebiegi, kt鏎ych krzywe s wykresami okre郵onych funkcji matematycznych

FUTURYSTA

Futurysta to osoba, kt鏎a na podstawie obecnych technologii i trend闚 pr鏏uje przewidzie, co zostanie osi庵ni皻e w danej dziedzinie naukowej za 5, 10, 50, 100 lub wi璚ej lat. W robotyce i sztucznej inteligencji (AI) jest mn鏀two pracy dla futuryst闚. Wi瘯szo嗆 futuryst闚 zgadza si, 瞠 roboty z czasem stan si bardziej wyrafinowane i bardziej powszechne. Jest pewne pytanie, co dok豉dnie , w jakiej formie przyb璠 roboty. Cho marzenie o androidach jest fajne, cz瘰to nie s to najbardziej praktyczne i funkcjonalne roboty. Teoretycznie AI ma teoretycznie nieograniczony potencja. W praktyce jednak sprawy potoczy造 si wolniej ni futury軼i XX wieku mia nadziej Procesy uzasadnienia s niezwykle z這穎ne. Niekt鏎zy futury軼i uwa瘸j, 瞠 wszystkie ludzkie procesy my郵owe mo積a rozbi na interakcje mi璠zy cz御teczkami materii. Je郵i to prawda, to technicznie mo磧iwe (cho trudne) jest zbudowanie komputera tak inteligentnego lub inteligentnego jak cz這wiek. Inni naukowcy s przekonani, 瞠 my郵 ludzka wi捫e si z czynnikami, kt鏎ych nie mo積a zdefiniowa ani odtworzy w materiale czysto materialnym warunki. W takim przypadku zbudowanie komputera z nadludzk inteligencj mo瞠 by niemo磧iwe. Autorzy science-fiction historycznie opowiadali historie o maszynach i scenariuszach, z kt鏎ych wiele p騧niej sta這 si rzeczywisto軼i w wi瘯szym lub mniejszym stopniu. Z tego powodu pisarze science fiction nazywani s futurystami

S這wnik Robotyki : "G"


GANTRY ROBOT

Robot gantry sk豉da si z ramienia robota i efektora ko鎍owego, kt鏎y wykorzystuje tr鎩wymiarow (3-D) geometri wsp馧rz璠nych kartezja雟kich do precyzyjnego pozycjonowania. W jednej wersji systemu gantry ruch w osi Z (g鏎a / d馧) zapewnia pionowy wa, po kt鏎ym zesp馧 mo瞠 si 郵izga. Zesp馧 ten sk豉da si z poziomego wa逝, wzd逝 kt鏎ego poziome rami pod k徠em prostym do wa逝 mo瞠 郵izga si na osi y (do przodu / do ty逝). Nap璠 kablowy u豉twia wysuwanie i chowanie ramienia poziomego dla ruchu osi x (lewy / prawy) efektora ko鎍owego. Roboty takie s u篡wane w robotyce przemys這wej do ustawiania efektor闚 ko鎍owych nad okre郵onymi punktami na poziomej powierzchni p豉skiej. Efektor ko鎍owy mo瞠 by chwytakiem, kt鏎y podnosi lub zwalnia przedmioty, jak w przypadku dostarczania kropli. Alternatywnie mo積a zastosowa efektor ko鎍owy wa逝 obrotowego, jak w robocie zaprojektowanym do dokr璚ania 鈔ub.

GAS STATION ROBOT [ROBOT STACJI BEZNYNOWEJ]

Pomimo wzrostu popularno軼i samoobs逝gowych stacji benzynowych, nadal istniej ludzie, kt鏎zy wol siedzie w samochodach i zleci komu - lub czemu - brudn robot. Roboty s w stanie nape軟i zbiornik paliwa i umy przedni szyb. Rysunek pokazuje, jak mo瞠 wygl康a typowy zrobotyzowany przejazd przez stacj paliw lub robot stacji benzynowej. Osoba podje盥瘸 samochodem do stacji p豉tniczej i wk豉da kart kredytow. Ta karta zawiera informacje dotycz帷e marki i roku samochodu, a tak瞠 dane konta kredytowego. To informuje robota, gdzie mo瞠 znale潭 otw鏎 do nape軟iania zbiornika gazu (prawa lub lewa strona samochodu) i czy na koncie kredytowym jest wystarczaj帷a ilo嗆 鈔odk闚, aby zap豉ci za pe軟y zbiornik paliwa. Inn metod identyfikacji samochodu mo瞠 by zastosowanie kodu kreskowego lub pasywnego transpondera, podobnego do metek z cenami towar闚 konsumpcyjnych. Robot musi zna pozycj samochodu z dok豉dno軼i do milimetra. W przeciwnym razie dysza mo瞠 nie trafi w rurk nape軟iaj帷 i rozla benzyn na chodnik lub, co gorsza, umie軼i go w samochodzie przez okno. Rozpoznanie obiektu pomaga zapobiec problemom takim jak to. Alternatywnie mo積a zastosowa wyszukiwanie stronnicze, pozwalaj帷e dyszy na wyszukiwanie otworu do nape軟iania zbiornika gazu. Sam otw鏎 ma tak konstrukcj, 瞠 robot mo瞠 go otworzy i w這篡 dysz bez pomocy cz這wieka prowadz帷ego samoch鏚. Zrobotyzowane stacje benzynowe, je郵i stan si norm, pozwol ludziom pozosta w samochodach bez brudzenia si, zimna, wilgoci lub gor帷a. Obs逝ga dobrze zaprojektowanej, zrobotyzowanej stacji benzynowej powinna by szybka i wydajna. Roboty b璠 musia造 zosta zaprogramowane tak, aby nie "uzupe軟ia造" zbiornika gazu, aby uzyska okr庵陰 liczb za t cen. (Mo瞠 to spowodowa przepe軟ienie zbiornika i zajmuje niepotrzebny czas.) Robot nie zapomni wymieni korka gazu, a odwieczny problem dla niekt鏎ych os鏏 korzystaj帷ych z "samoobs逝gowych" stacji benzynowych.



GATEWAY

Brama jest punktem decyzyjnym w wyspecjalizowanym procesie nawigacji robotycznej znanym jako planowanie 軼ie磬i topologicznej. Gdy robot napotyka bram, nale篡 podj望 decyzj, kt鏎a wp造nie na przysz陰 軼ie磬 maszyny. Przyk豉dem bramy jest skrzy穎wanie dw鏂h ulic. Na typowym skrzy穎waniu, gdzie dwie proste drogi przecinaj si pod k徠em prostym, zrobotyzowany pojazd mo瞠 wykona jedn z czterech czynno軼i:

•  Kontynuuj prosto

•  Skr耩 w lewo

•  Skr耩 w prawo

•  Cofnij

Gdy robot mobilny jest zaprogramowany na podr騜owanie z jednego punktu do drugiego, z bramami cz瘰to trzeba si upora. Je郵i urz康zenie ma kompletn map komputerowa 鈔odowiska pracy, a je郵i 鈔odowisko nie jest zbyt skomplikowane, ka盥a mo磧iwo嗆 bramy mo瞠 znajdowa si w pami璚i kontrolera lub na no郾iku pami璚i. Je郵i 鈔odowisko pracy jest z這穎ne lub zmienia si z czasem, decyzje musz opiera si na programowaniu, a nie na przechowywaniu danych metod "brute force".

GENERATOR

Poj璚ie generator mo瞠 odnosi si do jednego z dw鏂h urz康ze. Generator sygna逝 jest 廝鏚貫m pr康u, napi璚ia lub mocy pr康u przemiennego (AC) w obwodzie elektronicznym. Oscylator jest cz瘰tym przyk豉dem. Generator elektryczny to urz康zenie wytwarzaj帷e pr康 przemienny z energii mechanicznej.

Generator sygna逝

Generator sygna逝 s逝篡 do testowania komunikacji, wykrywania, monitorowania, bezpiecze雟twa, nawigacji, rozrywki i sprz皻u audio-cz瘰totliwo軼i (AF) lub cz瘰totliwo軼i radiowej (RF). Obejmuje to r騜ne typy robotycznych system闚 wykrywania. W najprostszej postaci generator sygna逝 sk豉da si z prostego elektronicznego oscylatora, kt鏎y wytwarza fal sinusoidaln o pewnej amplitudzie w mikrowoltach (μV) lub miliwoltach (mV) i pewnej cz瘰totliwo軼i w hercach (Hz), kilohercach (kHz), megaherc (MHz) lub gigaherc (GHz). Niekt鏎e generatory sygna堯w AF mog wytwarza r騜ne typy przebieg闚



Bardziej zaawansowane generatory sygna堯w do testowania RF maj modulatory amplitudy i / lub modulatory cz瘰totliwo軼i. Generator funkcyjny to generator sygna逝, kt鏎y mo瞠 wytwarza wyspecjalizowane przebiegi wybrane przez u篡tkownika. Wszystkie przebiegi elektryczne mo積a wyrazi jako matematyczne funkcje czasu. Na przyk豉d chwilowa amplituda fali sinusoidalnej mo瞠 by wyra穎na w postaci f (t) = sin bt, gdzie a jest sta陰, kt鏎a okre郵a amplitud szczytow, a b jest sta陰, kt鏎a okre郵a cz瘰totliwo嗆. Fale kwadratowe, fale pi這kszta速ne i wszystkie inne okresowe zaburzenia mog by wyra穎ne jako matematyczne funkcje czasu, chocia funkcje te s w niekt鏎ych przypadkach skomplikowane. Wi瘯szo嗆 generator闚 funkcyjnych mo瞠 wytwarza fale sinusoidalne, pi造 z瑿ate i fale prostok徠ne. Niekt鏎e mog r闚nie generowa sekwencje impuls闚. Bardziej zaawansowane generatory funkcji, kt鏎e mog tworzy wiele r騜nych kszta速闚 fali, s wykorzystywane do cel闚 testowych w projektowaniu, rozwi您ywaniu problem闚 i ustawianiu aparatury elektronicznej

Generator elektryczny

Generator elektryczny jest skonstruowany podobnie do konwencjonalnego silnika elektrycznego, chocia dzia豉 w przeciwnym kierunku. Niekt鏎e generatory mog r闚nie dzia豉 jako silniki; nazywane s silnikami / generatorami. Generatory, podobnie jak silniki, s przetwornikami energii specjalnego rodzaju. Typowy generator wytwarza pr康 przemienny, gdy cewka jest szybko obracana w silnym polu magnetycznym. Pole magnetyczne mo瞠 by zapewnione przez par magnes闚 trwa造ch (ryc. 2). Wa obrotowy nap璠zany jest silnikiem benzynowym, turbin lub innym 廝鏚貫m energii mechanicznej. Komutator mo瞠 by u篡wany z generatorem do generowania pulsuj帷ego pr康u sta貫go (DC), kt鏎y mo瞠 by filtrowany w celu uzyskania czystego pr康u sta貫go do u篡cia z precyzyjnym sprz皻em.



GLOBALNY SYSTEM POZYCJONOWANIA (GPS)

Global Positioning System (GPS) to sie bezprzewodowych urz康ze lokalizacyjnych i nawigacyjnych, kt鏎e dzia豉j na ca造m 鈍iecie. G PS wykorzystuje kilka satelit闚 i pozwala na okre郵enie szeroko軼i, d逝go軼i i wysoko軼i. Jest stosowany w niekt鏎ych mobilnych systemach robotycznych do prowadzenia, gdy ekstremalna, zlokalizowana precyzja nie jest konieczna. Wszystkie satelity GPS przesy豉j sygna造 w widmie radiowym o ultrawysokiej cz瘰totliwo軼i (UHF). Sygna造 s modulowane za pomoc kod闚 zawieraj帷ych taktowanie informacji wykorzystywane przez aparat odbiorczy do wykonywania pomiar闚. Odbiornik GPS okre郵a swoj lokalizacj, mierz帷 odleg這軼i do cztery lub wi璚ej r騜nych satelit闚 i wykorzystanie komputera do przetwarzania informacji otrzymanych z satelit闚. Na podstawie tych informacji odbiornik mo瞠 da u篡tkownikowi wskazanie pozycji z dok豉dno軼i do kilku metr闚.

GRACEFUL DEGRADATION [xGODNA DEGRADACJA]

Gdy cz窷 systemu komputerowego dzia豉 nieprawid這wo, po膨dane jest, aby komputer nadal dzia豉, nawet je郵i wydajno嗆 spadnie. Je郵i pojedynczy komponent powoduje awari ca貫go komputera, nazywa si to katastrofaln awari. Zasadniczo mo積a temu zapobiec dzi瘯i dobrej in篡nierii, w tym zastosowaniu system闚 tworzenia kopii zapasowych. W 豉godnej degradacji wraz ze wzrostem liczby awarii komponent闚 wydajno嗆 i / lub pr璠ko嗆 systemu stopniowo spada, ale nie spada natychmiast do zera. Ilustracja jest wykresem zachowania hipotetycznego systemu robotycznego z p造nn degradacj. W przypadku awarii podsystemu zaawansowany komputer lub sterownik robota mo瞠 wykorzysta inne obwody do wykonania zada miejsca awarii tymczasowo cz窷 systemu. Operator lub osoba obs逝guj帷a jest powiadamiana, 瞠 co jest nie tak, a technicy mog to naprawi, cz瘰to z niewielkim przestojem lub bez przestoju.



GRAFICZNE PLANOWANIE 列IE涔I

Graficzne planowanie 軼ie磬i jest metod nawigacji stosowan przez roboty mobilne. Jest to specjalistyczny schemat lub zestaw schemat闚 do wykonywania planowania 軼ie磬i metrycznej. W graficznym planowaniu 軼ie瞠k wszystkie mo磧iwe trasy s wykre郵ane na komputerowej mapie 鈔odowiska pracy. Trasy te mo積a wybiera na r騜ne sposoby, stosuj帷 okre郵one algorytmy. W otwartym 鈔odowisku pracy (czyli takim, w kt鏎ym nie ma 瘸dnych zagro瞠 ani przeszk鏚), najlepsze trasy to zwykle proste linie mi璠zy w瞛豉mi lub punkty zatrzymania . Algorytm okre郵ania tych 軼ie瞠k jest stosunkowo prosty; mo瞠 by reprezentowany przez zestaw r闚na liniowych w sterowniku robota. Przeszkoda, bariera lub zagro瞠nie mog skomplikowa ten scenariusz, ale tylko wtedy, gdy przecina lub prawie przecina jedn z linii wyznaczonych przez r闚nania liniowe. Aby unikn望 wpadek, algorytm mo積a zmodyfikowa, aby zawiera stwierdzenie, 瞠 maszyna nigdy nie mo瞠 zbli瘸 si do przeszkody, bariery lub niebezpiecze雟twa w pewnej odleg這軼i. W celu wykrycia takich sytuacji mo積a zastosowa czujniki zbli瞠niowe. W 鈔odowisku pracy, w kt鏎ym wyst瘼uj liczne przeszkody lub zagro瞠nia, lub gdy istniej bariery, takie jak 軼iany oddzielaj帷e pokoje i korytarze, algorytm linii prostej nie jest zadowalaj帷y, nawet w zmienionej formie, poniewa konieczne jest zbyt wiele modyfikacji. Jednym ze schemat闚, kt鏎y dzia豉 ca趾iem dobrze w tego rodzaju 鈔odowisku, jest wykres Voronoi. 圭ie磬i s zdefiniowane jako zestawy punkt闚 w jak najwi瘯szej odleg這軼i od przeszk鏚, barier lub zagro瞠. Na przyk豉d w korytarzu 軼ie磬a prowadzi w d馧 do 鈔odka. To samo dotyczy robota przechodz帷ego przez drzwi. 圭ie磬i w innych miejscach zale膨 od lokalizacji w瞛堯w i rozmieszczenia przeszk鏚 w pokojach lub otwartych przestrzeniach



GRASPING PLANNING [PLANOWANIE CHWYTU

Planowanie chwytania odnosi si do schematu u篡wanego przez rami robota i chwytak do chwytania wybranego obiektu. Za堯禦y, 瞠 kto m闚i robotowi, aby poszed do kuchni i wzi掖 造磬. Robot wykorzystuje og鏊ne planowanie ruchu , aby znale潭 kuchni, oraz planowanie ruchu w celu zlokalizowania w豉軼iwej szuflady i ustalenia, kt鏎e przedmioty w szufladzie s 造磬ami. Nast瘼nie chwytak musi chwyci 造磬, najlepiej za uchwyt, a nie za koniec do jedzenia. Robot nie mo瞠 dosta widelca, dw鏂h 造瞠k ani 造磬i wraz z czym innym, takim jak otwieracz do puszek. Mamy nadziej, 瞠 sztu熯e s u這穎ne logicznie w szufladzie, wi璚 造磬i nie s losowo mieszane z widelcami, no瘸mi, otwieraczami do puszek i innymi przyborami. Mo積a to zapewni przez programowanie, o ile robot (ale tylko robot) ma dost瘼 do szuflady. Je郵i w domu s dzieci i je郵i dostan si do szuflady ze srebrnymi naczyniami, robot lepiej poradzi sobie z pomieszanymi naczyniami. Nast瘼nie zdobycie 造磬i staje si rodzajem problemu z pobieraniem pojemnik闚. Zbli瞠nie, szczeg馧owe widzenie maszynowe, takie jak system oko w r瘯, mo瞠 zapewni, 瞠 chwytak dostanie w豉軼iwe naczynie we w豉軼iwy spos鏏. Mo積a r闚nie zastosowa wyczuwanie dotykowe, poniewa 造磬a "czuje si" inaczej ni jakikolwiek inny przyrz康.

GRAWITACYJNE xDOWANIE

ζdowanie grawitacyjne jest zjawiskiem, kt鏎e wprowadza b陰d pozycjonowania ramiona robota pod wp造wem si造 grawitacji. Wszystkie ramiona robota sk豉daj si z materia堯w, kt鏎e do pewnego stopnia wyginaj si lub rozci庵aj; 瘸dna znana substancja nie jest idealnie sztywna. Ponadto wszystkie materia造 maj pewn mas; dlatego w polu grawitacyjnym maj r闚nie wag. Ci篹ar ramienia robota i efektora ko鎍owego zawsze powoduje pewne zginanie i / lub rozci庵anie materia堯w, z kt鏎ych wykonany jest zesp馧. Efekt mo瞠 by wyj徠kowo ma造, jak w teleskopie, zorientowane pionowo rami robota; lub mo瞠 by wi瘯szy, jak w d逝gim, przegubowym ramieniu robota. Jednak efekt nigdy nie jest ca趾owicie nieobecny. B陰d spowodowany obci捫eniem grawitacyjnym nie zawsze jest znacz帷y. W sytuacjach, w kt鏎ych obci捫enie grawitacyjne powoduje znaczne b喚dy pozycjonowania, konieczny jest schemat korekty.

GRAYSCALE
Skala szaro軼i to metoda tworzenia i wy鈍ietlania cyfrowych obraz闚 wideo. Jak sama nazwa wskazuje, system wizyjny w skali szaro軼i jest 郵epy na kolory. Ka盥e zdj璚ie sk豉da si z pikseli. Jeden piksel jest elementem pojedynczego obrazu (pix). Piksele to ma貫 kwadraty, ka盥y z odcieniem szaro軼i, kt鏎emu przypisano kod cyfrowy. Istniej trzy powszechnie stosowane schematy renderowania pikseli w skali szaro軼i: procent czerni, 16 odcieni szaro軼i i 256 odcieni szaro軼i. W schemacie procentowym jest zwykle 11 poziom闚 zgodnie z nast瘼uj帷 sekwencj: {czarny, 90 procent czarnych, 80 procent czarnych,, 20 procent czarnych, 10 procent czarnych, bia造ch}. Czasami jasno嗆 jest dalej dzielona, w krokach co 5 procent lub nawet 1 procent zamiast 10 procent; takie gradacje bywaj nieprecyzyjne, poniewa cyfrowe kody komputerowe s binarne (pot璕a-2), a nie dziesi皻ne (pot璕a-10). W schemacie 16 odcieni cztery cyfry binarne lub bity s potrzebne do przedstawienia ka盥ego poziomu jasno軼i od czerni = 0000 do bieli = 1111. W schemacie 256 odcieni u篡wa si o鄉iu cyfr binarnych, od czerni = 00000000 do bieli = 11111111.

GROSS MOTION PLANNING [PLANOWANIE RUCHU OG粌NEGO]

Planowanie ruch闚 og鏊nych to schemat, w kt鏎ym robot mobilny stosuje si do nawigacji w swoim 鈔odowisku pracy bez wpadania na rzeczy, spadania ze schod闚 lub przewracania si. Termin ten mo瞠 r闚nie odnosi si do og鏊nej, zaprogramowanej sekwencji ruch闚, kt鏎e wykonuje rami robota w przemys這wym systemie robotycznym. Planowanie ruchu brutto mo積a wykona za pomoc komputerowej mapy 鈔odowiska. To m闚i, gdzie znajduj si sto造, krzes豉, meble i inne przeszkody oraz w jaki spos鏏 s one ustawione. Inn metod jest u篡cie czujnika zbli瞠niowego lub systemu wizyjnego. Urz康zenia te mog pracowa w 鈔odowiskach nieznanych robotowi, dla kt鏎ych nie ma mapy komputera. Jeszcze inn metod jest u篡cie sygna堯w nawigacyjnych. Za堯禦y, 瞠 osobistemu robotowi powiedziano, aby poszed do kuchni i wzi掖 jab趾o z kosza na stole. Robot mo瞠 zastosowa og鏊ne planowanie ruchu, aby zeskanowa swoj map komputerow i zlokalizowa kuchni. W kuchni potrzebny jest spos鏏, aby ustali, gdzie znajduje si st馧. Odnalezienie kosza i wybranie z niego jab趾a (szczeg鏊nie je郵i w koszyku s te inne rodzaje owoc闚), wymaga dok豉dnego planowania ruchu.

GROUNDSKEEPING ROBOT [ROBOT - OGRODNIK]

Istnieje wiele miejsc pracy dla robot闚 osobistych na podw鏎ku w domu, a tak瞠 w domu. Dwa oczywiste zastosowania robota do utrzymywania zieleni obejmuj koszenie trawnika i usuwanie 郾iegu. Ponadto taka maszyna mo瞠 podlewa i odchwaszcza ogr鏚. Jazda kosiarkami i od郾ie瘸rkami jest 豉twa w u篡ciu dla wyrafinowanych robot闚 mobilnych. Robot nie musi by dwuno積y; musi tylko mie form odpowiedni do jazdy na maszynie i obs逝gi element闚 steruj帷ych. Alternatywnie kosiarki do trawy lub od郾ie瘸rki mog by urz康zeniami zrobotyzowanymi, zaprojektowanymi z my郵 o jednym zadaniu. G堯wnym wyzwaniem po rozpocz璚iu pracy robota kosz帷ego lub od郾ie瘸j帷ego jest wykonywanie pracy wsz璠zie tam, gdzie powinno, ale nigdzie indziej. W豉軼iciel robota nie chce kosiarki do ogrodu i nie ma sensu dmucha 郾iegu z trawnika (zwykle). Taki robot powinien zatem by zautomatyzowanym pojazdem kierowanym (AGV). Przewody pr康owe mo積a zakopa na obwodzie podw鏎za, wzd逝 kraw璠zi podjazdu i chodnik闚, ustanawiaj帷 granice, w kt鏎ych robot musi pracowa. W obszarze roboczym wykrywanie kraw璠zi mo瞠 by u篡wane do pod捫ania za lini mi璠zy skoszon traw a niewykoszon traw lub mi璠zy oczyszczon i nieutwardzon nawierzchni. Ta linia jest 豉two dostrzegalna ze wzgl璠u na r騜nice w jasno軼i i / lub kolorze. Alternatywnie mo積a zastosowa map komputerow, a robot mo瞠 matkowa z kontrolowanymi i zaprogramowanymi paskami z matematyczn precyzj. Istnieje ju sprz皻 umo磧iwiaj帷y robotom utrzymuj帷ym kontrol nad ziemi wytrzymanie wszystkich temperatur cz瘰to spotykanych zar闚no latem, jak i zim, od Alaski po dolin 鄉ierci. Oprogramowanie jest bardziej ni wystarczaj帷o zaawansowane, by wykonywa zwyk貫 prace konserwacyjne i od郾ie瘸j帷e. Jedynym wyzwaniem, jakie pozosta這, jest obni瞠nie koszt闚 do poziomu, w kt鏎ym przeci皻nego konsumenta sta na robota.

GUIDANCE SYSTEM [SYSTEM PROWADZENIA]

W robotyce system prowadzenia odnosi si do sprz皻u i oprogramowania, kt鏎e pozwalaj robotowi odnale潭 drog w swoim 鈔odowisku pracy. W szczeg鏊no軼i dotyczy to ruchu og鏊nego.

GYROSCOPE [玆ROSKOP]

砰roskop lub 篡ro to urz康zenie przydatne w nawigacji robot闚. Stanowi serce bezw豉dno軼iowego systemu prowadzenia, dzia豉j帷ego w oparciu o fakt, 瞠 obracaj帷y si, ci篹ki dysk ma tendencj do utrzymywania swojej orientacji w przestrzeni. Ilustracja pokazuje budow prostego 篡roskopu. Tarcza wykonana z masywnego materia逝, takiego jak lita stal lub wolfram, jest zamontowana w przegubie kulistym, kt鏎y jest zestawem 這篡sk, kt鏎e umo磧iwiaj obracanie tarczy w g鏎 i w d馧 lub z boku na bok; przeciwnie, 這篡ska umo磧iwiaj przechodzenie ca貫go zespo逝 (z wyj徠kiem tarczy) pod k徠em, przechy逝 i odchylenia, podczas gdy tarcza pozostaje nieruchoma w orientacji przestrzennej. Tarcza jest zwykle nap璠zana silnikiem elektrycznym. 砰roskop mo積a wykorzysta do 郵edzenia kierunku ruchu robota lub jego po這瞠nia w tr鎩wymiarowej (3-D) przestrzeni bez polegania na obiektach zewn皻rznych, sygna豉ch nawigacyjnych lub polach si這wych. 砰roskopy umo磧iwiaj dok豉dne dzia豉nie system闚 naprowadzania przez ograniczony czas , poniewa maj tendencj do zmiany orientacji powoli przez d逝gi czas. Ponadto 篡roskopy s podatne na niewsp馧osiowo嗆 w przypadku szoku fizycznego



S這wnik Robotyki : "H"


"HACKER" PROGRAM

Jeden z najwcze郾iejszych eksperyment闚 ze sztuczn inteligencj (AI) przeprowadzono z wyimaginowanym robotem, ca趾owicie zawartym w "umy郵e" komputera. Ucze Gerry Sussman napisa program o nazwie "Hacker" w j瞛yku komputerowym znanym jako LISP. W rezultacie powsta ma造 wszech鈍iat, w kt鏎ym robot m鏬 uk豉da na sobie bloki. Sussman stworzy prawa fizyki w wyimaginowanym wszech鈍iecie. Po鈔鏚 nich by造 to takie rzeczy jak

•  Bloki X, Y i Z wa膨 po 5 funt闚.

•  Bloki V i W wa膨 po 50 funt闚.

•  Robot mo瞠 podnie嗆 nie wi璚ej ni 10 funt闚.

•  Tylko jeden obiekt mo瞠 zajmowa dane miejsce w danym czasie.

•  Robot wie, ile jest blok闚.

•  Robot mo瞠 znale潭 bloki, je郵i nie s bezpo鈔ednio widoczne.

Ilustracja 1 pokazuje pi耩 le膨cych wok馧 blok闚, kt鏎e mog pojawi si na monitorze komputera wraz z robotem. Sussman wyda robotowi polecenia, takie jak: "Uk豉daj klocki jeden na drugim, jeden na drugim". Jak wspomniano, polecenie to jest niemo磧iwe, poniewa wymaga od robota podniesienia bloku o wadze 50 funt闚 (V lub W ), a robot mo瞠 unie嗆 tylko 10 funt闚 (patrz rysunek 2). Co by si sta這? Czy robot b璠zie pr鏏owa wiecznie podnie嗆 blok ponad granic wytrzyma這軼i? A mo瞠 powie Sussmanowi co w rodzaju "Nie mo積a tego zrobi"? Czy p鎩dzie najpierw za blokiem V lub W, pr鏏uj帷 dosta si na jeden z ja郾iejszych blok闚, czy na drugi ci篹ki blok? Czy podni鏀豚y wszystkie l瞠jsze bloki X, Y i Z w jakiej sekwencji, uk豉daj帷 je pionowo na V lub W? Czy umie軼i豚y dwa lekkie bloki na V, a pozosta造 jasny blok na W, a nast瘼nie si podda? W ko鎍u robot wpad豚y w niemo積o嗆 wykonania polecenia. Ale jak d逝go spr鏏uje i co spr鏏uje, zanim odejdzie?



Innym poleceniem mo瞠 by: "Uk豉daj klocki tak, aby by造 l瞠jsze na ci篹szych. " Mo積a to zrobi zgodnie z powy窺zymi zasadami. Istnieje jednak kilka r騜nych mo磧iwych sposob闚 (dwa z nich pokazano na ilustracjach 3 i 4). Czy robot zawaha豚y si, nie podejmuj帷 decyzji? A mo瞠 wykona to zadanie w jaki spos鏏? Gdyby powt鏎zy eksperyment, czy wynik by豚y zawsze taki sam, czy te za ka盥ym razem robot rozwi您a豚y problem w inny spos鏏? Wielu badaczy AI napisa這 programy podobne do "Hackera", tworz帷 "wszech鈍iaty komputerowe", aby zmusi maszyny do my郵enia i uczenia si. Wyniki cz瘰to by造 fascynuj帷e i nieoczekiwane.

HALUCYNACJA

U cz這wieka halucynacja ma miejsce, gdy zmys造 dostarczaj fantomowe wiadomo軼i. Mo瞠 si to zdarzy w przypadku chor鏏 psychicznych lub pod wp造wem niekt鏎ych lek闚. Halucynacje mog by i cz瘰to s 陰czone z urojeniami lub b喚dnymi interpretacjami rzeczywisto軼i. Przyk豉dem jest osoba, kt鏎a uwa瘸, 瞠 szpiedzy j 軼igaj, i kt鏎a widzi z這wrogie postacie czaj帷e si za drzewami lub w ciemnych zau趾ach. Zaawansowane komputery mog wydawa si mie halucynacje i z逝dzenia. Prawdopodobie雟two takich awarii, kt鏎e maj miejsce w dziwny i cz瘰to niewyt逝maczalny spos鏏, wzrasta, gdy systemy staj si bardziej z這穎ne. Wynika to z faktu, 瞠 w miar jak komputery staj si m康rzejsze, liczba komponent闚, 軼ie瞠k i w瞛堯w ro郾ie w proporcji wyk豉dniczej, a zatem prawdopodobie雟two awarii komponentu lub sygna逝 b陰dz帷ego "ro郾ie". Komponenty komputerowe s na og馧 wyj徠kowo niezawodne; jednak瞠, bior帷 pod uwag ich wystarczaj帷o du膨 liczb, mog si zdarzy dziwne rzeczy i tak si sta這. Do鈍iadczeni u篡tkownicy komputer闚 osobistych i technicy wiedz o tym. Niekt鏎zy badacze sztucznej inteligencji (AI) uwa瘸j, 瞠 halucynacje elektroniczne lub urojenia mog kiedy wynika z niew豉軼iwego projektowania i piel璕nacji maszyn. Ci badacze podejrzewaj, 瞠 maszyny, w miar ewolucji i staj si bardziej inteligentne, mog rozwija si "zawieszanie si", tak jak robi to ludzie. W chwili obecnej z這郵iwi ludzcy operatorzy powoduj bezpo鈔ednio wi璚ej problem闚 za pomoc takich program闚, jak hakowanie i pisanie wirus闚 komputerowych, ni "komputery oszala造". Jednak w ci庵u kilku dziesi璚ioleci autonomiczne roboty mog sta si w stanie programowa i utrzymywa si w du篡m stopniu, a sytuacja mo瞠 si zmieni.

HANDSHAKING [U軼isk d這ni]

W cyfrowym systemie 陰czno軼i dok豉dno嗆 mo積a zoptymalizowa, sprawdzaj帷, czy odbiornik poprawnie odebra dane. Odbywa si to okresowo - powiedzmy co trzy znaki - za pomoc procesu zwanego handshaking. Proces przebiega nast瘼uj帷o, jak pokazano na rysunku. Najpierw nadajnik wysy豉 trzy znaki danych. Nast瘼nie zatrzymuje si i oczekuje na sygna z odbiornika, kt鏎y m闚i jedno z poni窺zych:

•  (a) Wszystkie trzy znaki maj znane formaty.

•  (b) Jeden lub wi璚ej znak闚 ma nieznany format.

Je郵i sygna貫m zwrotnym jest (a), nadajnik wysy豉 kolejne trzy znaki. Je郵i sygna貫m zwrotnym jest (b), nadajnik powtarza trzy znaki. W systemach komputerowych termin uzgadnianie odnosi si do metody kontrolowania lub synchronizacji przep造wu danych szeregowych mi璠zy urz康zeniami lub mi璠zy nimi. Synchronizacja odbywa si za pomoc przewodu steruj帷ego w sprz璚ie lub kodu steruj帷ego w programowaniu. Sprz皻owe uzgadnianie jest stosowane, gdy mo磧iwe s bezpo鈔ednie po陰czenia drutowe lub kablowe, na przyk豉d mi璠zy komputerem osobistym a drukark szeregow. Uzgadnianie oprogramowania jest podobne do procesu stosowanego w systemach komunikacyjnych.



HARD WIRING [TWARDE OKABLOWANIE]

W komputerze lub autonomicznym robocie poj璚ie twardego okablowania odnosi si do funkcji wbudowanych bezpo鈔ednio w sprz皻 maszyny. Nie mo積a zmieni okablowania twardego bez zmiany uk豉du element闚 fizycznych lub zmiany przewod闚 陰cz帷ych. Czasami oprogramowanie do wyra瘸nia jest u篡wane do oznaczania twardego okablowania, chocia technicznie jest to niew豉軼iwe u篡cie tego terminu. Idealny komputer (tj. komputer o niesko鎍zonej mocy obliczeniowej i zerowym poziomie b喚du, kt鏎y mo瞠 istnie tylko teoretycznie) m鏬豚y zosta zaprogramowany do robienia czegokolwiek bez konieczno軼i przenoszenia pojedynczego elementu fizycznego. Oczywi軼ie elementy musz by jako ze sob po陰czone, ale w idealnym przypadku funkcje mo積a zmieni po prostu przez przeprogramowanie maszyny. Zosta這 to w du瞠j mierze zrealizowane w ostatnich latach dzi瘯i zastosowaniu szybkich no郾ik闚 danych o du瞠j pojemno軼i. Okablowanie twarde ma pewne zalety w stosunku do sterowania programowego. Najwa積iejszy jest fakt, 瞠 funkcje przewodowe mo積a wykonywa z wi瘯sz pr璠ko軼i ni procesy wymagaj帷e dost瘼u do mechanicznych no郾ik闚 danych. Poniewa jednak nieulotne no郾iki danych bez ruchomych cz窷ci staj si coraz bardziej dost瘼ne, ta zaleta twardego okablowania b璠zie stopniowo zanika.

HERTZ

Hertz, w skr鏂ie Hz, jest podstawow miar cz瘰totliwo軼i pr康u przemiennego (AC). Cz瘰totliwo嗆 1 Hz odpowiada jednemu cyklowi na sekund. W rzeczywisto軼i s這wo "herc" jest wymienne z wyra瞠niem "cykli na sekund". Cz瘰totliwo嗆 jest cz瘰to wyra瘸na w jednostkach kiloherc闚 (kHz), megaherc闚 (MHz) i gigaherc闚 (GHz). Cz瘰totliwo嗆 1 kHz jest r闚na 1000 Hz; cz瘰totliwo嗆 1 MHz jest r闚na 1000 kHz lub 106 Hz; cz瘰totliwo嗆 1 GHz jest r闚na 1000 MHz lub 109 Hz. Szybko嗆 dzia豉nia komputer闚 cyfrowych jest cz瘰to okre郵ana pod wzgl璠em cz瘰totliwo軼i. Im wy窺za cz瘰totliwo嗆, tym szybciej mikroprocesor mo瞠 dzia豉, a mocniejszy mo瞠 by komputer, kt鏎y korzysta z uk豉du - je郵i wszystkie pozosta貫 czynniki pozostan niezmienione. Powodem, dla kt鏎ego wy窺za cz瘰totliwo嗆 przek豉da si na mocniejszy uk豉d, jest to, 瞠 wraz ze wzrostem cz瘰totliwo軼i mo積a wykonywa coraz wi璚ej instrukcji, a tym samym wykonywa wi璚ej operacji, na jednostk czasu. Cz瘰totliwo嗆 taktowania mikroprocesora jest jednak tylko jednym z kilku czynnik闚 determinuj帷ych szybko嗆 przetwarzania komputera.

HEURISTYCZNA WIEDZA

Czy komputery i roboty mog uczy si na b喚dach i poprawia swoj wiedz metod pr鏏 i b喚d闚? Czy mo磧iwa jest ewolucja maszyny lub sieci maszyn? Niekt鏎zy badacze sztucznej inteligencji (AI) tak uwa瘸j. Istnienie heurystycznej wiedzy lub zdolno嗆 maszyny do stania si m康rzejszym w oparciu o rzeczywiste do鈍iadczenia - dos這wnie ucz帷 si na w豉snych b喚dach - jest klasyczn cech prawdziwej sztucznej inteligencji. Za堯禦y, 瞠 opracowano pot篹ny komputer, kt鏎y mo瞠 ewoluowa do coraz wy窺zych poziom闚 wiedzy. Wyobra sobie, 瞠 jeden dzie po uruchomieniu maszyny ma inteligencj r闚nowa積 inteligencji 10-letniego cz這wieka; a po dw鏂h dniach jest r闚nie m康ry (w szcz徠kowym sensie) jak 20-latek. Za堯禦y, 瞠 po trzech dniach maszyna ma wiedz r闚nowa積 wiedzy 30-letniego in篡niera bada. Za堯禦y, 瞠 dodaje si coraz wi璚ej pami璚i, aby o ograniczeniu wiedzy decydowa豉 tylko szybko嗆 mikroprocesora. Jaki b璠zie taki komputer po miesi帷u? Czy b璠zie mia wiedz 300-letniej osoby (gdyby ludzie 篡li tak d逝go)? Co wi璚ej, czy stale rosn帷y poziom inteligencji oznacza, 瞠 maszyna mo瞠 r闚nie sta si "m康ra"? Wiedza o maszynie staje si znacznie pot篹niejsza, gdy komputery bior pod uwag mo磧iwo嗆 sterowania urz康zeniami mechanicznymi, jak ma to miejsce w przypadku robot闚 autonomicznych. Inteligencja i sama wiedza nie s w stanie budowa samochod闚, most闚, samolot闚 i rakiet. By mo瞠 delfiny s tak inteligentne jak ludzie, ale te ssaki morskie nie maj r彗 i palc闚 do manipulowania rzeczami. Skomputeryzowany robot jest skierowany do komputera, podobnie jak cz這wiek do delfina. Czy komputery mog kiedykolwiek sta si m康rzejsze od swoich tw鏎c闚, a mo瞠 nawet pot篹niejsze? Niekt鏎zy naukowcy obawiaj si, 瞠 sztuczna inteligencja b璠zie niew豉軼iwie wykorzystywana lub 瞠 mo瞠 ewoluowa samodzielnie z niezamierzonymi, nieoczekiwanymi i nieprzyjemnymi skutkami. Inni badacze uwa瘸j, 瞠 potencjalne korzy軼i wynikaj帷e z ci庵le rosn帷ej wiedzy na temat maszyn zawsze b璠 przewa瘸 nad potencjalnymi zagro瞠niami i 瞠 zawsze mo瞠my wyci庵n望 wtyczk, je郵i sprawy wymkn si spod kontroli.

HIERARCHICZNY PARADYGM

Termin paradygmat hierarchiczny odnosi si do najstarszego z trzech g堯wnych podej嗆 do programowania robot闚. Robot, kt鏎y stosuje paradygmat hierarchiczny, polega w du瞠j mierze na wcze郾iejszym planowaniu w celu wykonania przydzielonych mu zada. W najbardziej wyrafinowanych systemach robot闚 istniej trzy podstawowe funkcje, znane jako planowanie / sens / dzia豉nie. Hierarchiczny paradygmat upraszcza to do planowania / dzia豉nia. Oryginalny pomys tego paradygmatu opiera si na pr鏏ie zmuszenia inteligentnego robota do na郵adowania ludzkich proces闚 my郵owych. Robot najpierw wykrywa natur swojego 鈔odowiska pracy, planuje akcj lub sekwencj akcji, a nast瘼nie wykonuje te czynno軼i. W niekt鏎ych systemach proces ten wyst瘼uje tylko raz, na pocz徠ku zadania; w innych systemach etap planowania powtarza si w odst瘼ach czasu podczas wykonywania zadania. Hierarchiczny paradygmat zosta r闚nie nazwany paradygmatem deliberatywnym, poniewa opiera si na tworzeniu sta造ch modeli 鈔odowiska pracy. Kontroler robota dzia豉 w pewnym sensie, jakby "zastanawia si" lub "rozwa瘸" strategi przed jej wykonaniem. Ten schemat okaza si zbyt uproszczony dla wielu praktycznych scenariuszy, a oko這 roku 1990 zosta zast徙iony przez bardziej zaawansowane metody programowania.

HIGH-LEVEL LANGUAGE [J佖YK WYSOKOPOZIOMOWY]

Termin j瞛yk wysokiego poziomu odnosi si do j瞛yk闚 programowania u篡wanych przez ludzi w interakcjach z komputerami. R騜ne j瞛yki wysokiego poziomu i maj zalety w niekt鏎ych rodzajach pracy, a wady w innych. J瞛yk wysokiego poziomu sk豉da si z wyra瞠 w j瞛yku angielskim (lub innym pisanym j瞛yku ludzkim). Dzi瘯i temu ludzie mog pracowa z komputerami na poziomie konwersacji. Wi瘯szo嗆 uczni闚 uwa瘸, 瞠 j瞛yki wysokiego poziomu s 豉twe do nauczenia. Najlepszym sposobem na nauk tych j瞛yk闚 jest "granie na komputerze", my郵帷 軼i郵e wed逝g zasad logiki. Ze wzgl璠u na czyst logik programowania, komputery mog kiedy zosta wykorzystane do opracowania nowych program闚 dla innych komputery.

HOBBY ROBOT

Robot hobby to robot przeznaczony g堯wnie do rozrywki i eksperymentowania. Taka maszyna jest zwykle autonomiczna i zawiera w豉sny kontroler. Jest to w rzeczywisto軼i wyrafinowana zabawka. Roboty hobby cz瘰to przyjmuj form humanoidaln; to s androidy. Mo積a je zaprogramowa do prowadzenia wyk豉d闚, obs逝gi wind, a nawet gry na instrumentach muzycznych. Nap璠y k馧 s powszechnie stosowane zamiast konstrukcji dwuno積ych (dwurz璠owych), poniewa ko豉 dzia豉j lepiej ni nogi, s 豉twiejsze do zaprojektowania i kosztuj mniej. Jednak niekt鏎e roboty hobby nap璠zane s przez nap璠y g御ienicowe; inne maj cztery lub sze嗆 n鏬. Niekt鏎e roboty hobby to adaptacje robot闚 przemys這wych. Ramiona robota mo積a przymocowa do g堯wnego korpusu. W g這wie robota mo積a zainstalowa systemy wizyjne, kt鏎e mo積a wyposa篡 do skr皻u w prawo i w lewo oraz do kiwania g這w w g鏎 iw d馧. Rozpoznawanie mowy i synteza mowy mog pozwoli robotowi hobbystycznemu na rozmow z w豉軼icielem w prostym j瞛yku, a nie za pomoc klawiatury i monitora. Dzi瘯i temu maszyna jest bardziej przyjazna dla cz這wieka i przyjazna dla u篡tkownika. By mo瞠 najwa積iejsz cech robota hobbystycznego jest sztuczna inteligencja (AI). Im "m康rzejszy" jest robot, tym przyjemniej jest go mie. Jest to szczeg鏊nie interesuj帷e, gdy maszyna mo瞠 uczy si na swoich b喚dach lub zosta nauczonym przez w豉軼iciela. Stowarzyszenia robot闚 Hobby istniej w Stanach Zjednoczonych i kilku innych krajach rozwini皻ych. Cz瘰to ewoluuj i zmieniaj swoje imiona. Je郵i mieszkasz w du篡m mie軼ie, by mo瞠 znajdujesz si w pobli簑 takiej organizacji.

HOLD [TRZYMANIE]

Trzymanie, jest stanem, w kt鏎ym ruchy cz窷ci lub ca這軼i manipulatora robota zostaj tymczasowo zatrzymane. Gdy to nast徙i, si豉 hamowania zostaje zachowana, wi璚 zatrzymane cz窷ci s odporne na ruch, je郵i zastosowane zostanie ci郾ienie zewn皻rzne. Typowe metody zapewniania si造 hamowania obejmuj u篡cie nap璠u hydraulicznego lub krokowego silnik. Trzymanie mo瞠 by cz窷ci zaprogramowanej sekwencji ruchu ramienia robota i efektora ko鎍owego. Dobrym przyk豉dem jest sytuacja, w kt鏎ej robot portalowy jest u篡wany do pozycjonowania komponentu do dostarczania kropli.

HOME POSITION [POZYCJA WYJ列IOWA]

W manipulatorze robota pozycja pocz徠kowa to punkt, w kt鏎ym efektor ko鎍owy zwykle zatrzymuje si. Gdy robot jest wy陰czany lub trzeba go zresetowa, maszyna powraca do pozycji wyj軼iowej. Gdy do zdefiniowania po這瞠nia efektora ko鎍owego u篡wany jest uk豉d wsp馧rz璠nych, po這瞠nie pocz徠kowe jest cz瘰to przypisywane do punktu pocz徠kowego. Zatem na przyk豉d w ramieniu robota i efektorze ko鎍owym za pomoc dwuwymiarowej (2-D) . Geometria wsp馧rz璠nych kartezja雟kich, pozycji pocz徠kowej mo積a przypisa warto嗆 (x, y) = (0, 0).

HUMAN ENGINEERING [IN玆NIERIA LUDZKA]

In篡nieria ludzka odnosi si do sztuki tworzenia maszyn, zw豉szcza komputer闚 i robot闚, 豉twych w u篡ciu. Czasami nazywa si to r闚nie przyjazno軼i dla u篡tkownika. Przyjazny dla u篡tkownika program komputerowy pozwala na obs逝g maszyny przez osob, kt鏎a nic nie wie o komputerach. Bankomaty (bankomaty) s dobrym przyk豉dem urz康ze wykorzystuj帷ych programowanie przyjazne dla u篡tkownika. Biblioteki coraz cz窷ciej komputeryzuj swoje katalogi kart i wa積e jest, aby programy by造 przyjazne dla u篡tkownika, aby ludzie mogli znale潭 ksi捫ki, kt鏎ych chc. Istnieje wiele innych przyk豉d闚. Przyjazny dla u篡tkownika robot mo瞠 skutecznie, niezawodnie i rozs康nie szybko realizowa zam闚ienia. Idealnie, operator mo瞠 powiedzie co w stylu: "Id do kuchni i przynie mi jab趾o" i (zak豉daj帷, 瞠 w kuchni s jakie jab趾a) robot wr鏂i za minut lub dwie, trzymaj帷 jab趾o. Jak odkryli naukowcy, takie pozornie proste zadanie jest trudne do zaprogramowania w maszynie. Nawet najbardziej podstawowe zadania s z這穎ne pod wzgl璠em liczby i kombinacji operacji logiki cyfrowej. Jednym z najwa積iejszych zagadnie w in篡nierii ludzkiej jest sztuczna inteligencja (AI). O wiele 豉twiej jest komunikowa si z maszyn "inteligentn" w por闚naniu z maszyn "g逝pi". Jest to szczeg鏊nie przyjemne, gdy maszyna mo瞠 uczy si na b喚dach lub wykazywa zdolno嗆 rozumowania. Rozpoznawanie mowy i synteza mowy pomagaj r闚nie uczyni komputery i roboty przyjaznymi dla u篡tkownika.

HUNTING

Hunting jest wynikiem nadmiernej kompensacji w serwomechanizmie. Jest to szczeg鏊nie prawdopodobne, gdy w odpowiedzi systemu nie ma wystarczaj帷ej histerezy lub powolno軼i. Ka盥y obw鏚 lub urz康zenie zaprojektowane do blokowania si na czym, za pomoc korekcji b喚d闚, podlega polowaniu. Przybiera posta oscylacji w obie strony mi璠zy dwoma warunkami. Je郵i jest powa積y, mo瞠 trwa w niesko鎍zono嗆. W mniej powa積ych przypadkach system ostatecznie ustala si na w豉軼iwym poziomie lub pozycji. Hunting eliminuje si dzi瘯i starannemu zaprojektowaniu system闚 sprz篹enia zwrotnego, wi璚 istnieje odpowiednia ilo嗆 histerezy.



HYBRYDOWY DELIBERACYJNY / REAKTYWNY PARADYGM

Hybrydowy paradygmat celowy / reaktywny to podej軼ie do programowania inteligentnego robota, kt鏎e 陰czy atrybuty dw鏂h prostszych schemat闚, znanych jako paradygmat hierarchiczny i paradygmat reaktywny. Hybrydowy paradygmat zyska uznanie w latach 90. Dzia豉 zgodnie z podstawowym planem / zmys貫m / dzia豉niem. Dzia豉nia opieraj si na wcze郾iejszym planowaniu, a tak瞠 na wynikach czujnik闚 z chwili na chwil. Przed rozpocz璚iem zadania robot generuje plan pracy. Nazywa si to planowaniem misji i jest form rozwa瘸. Z這穎ne zadanie jest podzielone na kilka komponent闚 lub podzada. Ka盥a podzadanie ma sw鎩 w豉sny plan. Gdy robot zacznie wykonywa zadanie, wykonuje plan, a podplany podlegaj modyfikacjom, kt鏎e mog by konieczne w przypadku zmiany 鈔odowiska pracy. Zmiany te s wynikiem sygna堯w z czujnik闚. W typowym robocie wykorzystuj帷ym paradygmat hybrydowy narady odbywaj si w odst瘼ach kilku sekund, a reakcje zachodz z cz瘰totliwo軼i wiele razy na sekund.

HYDRAULICZNY NAP犵

Nap璠 hydrauliczny to metoda zapewniania ruchu manipulatora robota.. U篡wa specjalnego p造nu hydraulicznego, zwykle na bazie oleju, do przenoszenia si na r騜ne stawy, sekcje teleskopowe i efektory ko鎍owe. Nap璠 hydrauliczny sk豉da si z zasilacza, jednego lub wi璚ej silnik闚, zestawu t這k闚 i zawor闚 oraz p皻li sprz篹enia zwrotnego. Zawory i t這ki kontroluj ruch p造nu hydraulicznego. Poniewa p造n hydrauliczny jest praktycznie nie軼i郵iwy, mo磧iwe jest generowanie du篡ch si mechanicznych na ma造ch powierzchniach lub, przeciwnie, ustawianie t這k闚 o du篡ch powierzchniach z wyj徠kow dok豉dno軼i. P皻la sprz篹enia zwrotnego sk豉da si z jednego lub wi璚ej czujnik闚 si造, kt鏎e zapewniaj korekcj b喚d闚 i zapewniaj, 瞠 manipulator pod捫a zamierzon 軼ie磬. Hydraulicznie sterowane manipulatory s u篡wane, gdy ruchy musz by szybkie, precyzyjne i powtarzane wiele razy. Znane s r闚nie uk豉dy hydrauliczne ze wzgl璠u na zdolno嗆 do przenoszenia znacznej si造, dlatego s one dobre do zastosowa wymagaj帷ych du瞠go podnoszenia lub przy這瞠nia du篡ch warto軼i ci郾ienia lub momentu obrotowego. Ponadto hydraulicznie sterowane manipulatory robot闚 s odporne na niepo膨dane ruchy w obecno軼i si zewn皻rznych.


Powr鏒

S這wnik Robotyki : "I"


IF / THEN / ELSE

W komputerach i inteligentnych robotach cz瘰to trzeba dokonywa wybor闚 podczas wykonywania programu. Jednym z najcz瘰tszych proces闚 decyzyjnych dotycz帷ych programowania jest IF / THEN / ELSE. Mo積a to wyrazi jako zdanie: "Je郵i A, to B; inaczej (lub inaczej) C. " Przyk豉d procesu IF / THEN / ELSE pokazano na ilustracji. Celem jest okre郵enie warto軼i bezwzgl璠nej liczby rzeczywistej. Za堯禦y, 瞠 komputer pracuje z numerem wej軼iowym oznaczonym x. Je郵i x jest ujemne (to znaczy, je郵i x < 0), to x nale篡 pomno篡 przez 1, aby uzyska warto嗆 bezwzgl璠n | x |. Je郵i x jest r闚ne zero lub dodatnie, to x jest r闚ne jego warto軼i bezwzgl璠nej. Komputer musi por闚na warto嗆 liczbow x z zerem. Maszyna wy鈍ietli nast瘼nie warto嗆 bezwzgl璠n liczby, mno膨c x przez 1 lub pozostawiaj帷 x w spokoju. Procesy IF / THEN / ELSE s szczeg鏊nie u篡tecznymi strukturami polece dla robot闚. Mo瞠sz powiedzie robotowi: "Id do kuchni i przynie mi papierow serwetk". Sterownik robota ma struktur polece zapisan na dysku twardym lub w pami璚i. Potrzebuje alternatywy na wypadek, gdyby w kuchni nie by這 papierowych serwetek. Programowanie mo瞠 przyj望 posta: "Je郵i to polecenie mo積a wykona, wykonaj zadanie. W przeciwnym razie wy郵ij komunikat audio "Twoje zam闚ienie nie mo瞠 zosta zrealizowane, poniewa w kuchni nie ma papierowych serwetek". "


IMAGE ORTHICON [ORTIKON OBRAZOWY]

Ortikon obrazowy to rura kamery wideo, podobna do vidicon. Przydaje si w umiarkowanym i s豉bym 鈍ietle. Ilustracja jest uproszczonym schematem funkcjonalnym ortikonu obrazu. W御ka wi您ka elektron闚 emitowana z dzia豉 elektronowego skanuje elektrod docelow. Cz窷 tej wi您ki jest odbijana. Chwilowa ilo嗆 odbitej energii wi您ki elektron闚 zale篡 od emisji elektron闚 wt鏎nych z elektrody docelowej. Liczba elektron闚 wt鏎nych zale篡 od tego, ile 鈍iat豉 uderza w elektrod docelow w danym miejscu. Najwi瘯sza intensywno嗆 wi您ki powrotnej odpowiada najja郾iejszym cz窷ciom obrazu wideo. W zwi您ku z tym wi您ka zwrotna jest modulowana amplitudowo, skanuj帷 elektrod docelow wed逝g wzoru odpowiadaj帷ego wzorowi skanowania w kineskopie telewizyjnym (telewizyjnym). Wi您ka zwrotna uderza w czujnik zwany fotoreceptorem. Wyj軼ie fotoreceptora jest podawane do wzmacniacza, takiego jak fotopowielacz. Stamt康 dane wyj軼iowe s przetwarzane przez komputer lub sterownik robota. G堯wnym ograniczeniem ortikonu obrazu jest to, 瞠 wytwarza on znaczny szum opr鏂z wyj軼ia sygna逝. Jednak gdy potrzebna jest szybka reakcja (na przyk豉d, gdy na scenie wyst瘼uje du穎 akcji), a intensywno嗆 o鈍ietlenia zmienia si w szerokim zakresie, przydatna jest orteza obrazu. Mo積a go stosowa w systemach wizyjnych robot闚, kt鏎e szybko przetwarzaj obrazy, i / lub kt鏎e dzia豉j w 鈔odowisku pracy, w kt鏎ym nat篹enie 鈍iat豉 otoczenia mo瞠 si dramatycznie zmieni.



IMMORTAL KNOWLEDGE [NIE危IERTELNA WIEDZA]

W krajach rozwini皻ych i rozwijaj帷ych si komputery spowodowa造 transformacje w kulturze ludzkiej. Jedyn rol, jak musz odgrywa ludzie, w gromadzeniu wiedzy w og鏊nej elektronicznej bazie danych, jest wprowadzanie danych do system闚. Zanim zaistnia造 komputery (przed oko這 1950 r.), historia przekazywana by豉 z pokolenia na pokolenie w formie ksi捫ek i opowiada s這wnych. Je郵i czytasz ksi捫k napisan 200 lat temu, interpretujesz wydarzenia nieco inaczej ni my郵a o nich pierwotny autor. Jest tak, poniewa spo貫cze雟two nie jest takie samo, jak dwa wieki temu. Warto軼i si zmieni造. Ludzie maj r騜ne priorytety i przekonania. Kiedy historia jest zapisywana w ksi捫kach lub opowiadana jako historie, wi瘯szo嗆 informacji jest po prostu tracona, nigdy nie do odzyskania. Komputery mog jednak przechowywa dane w niesko鎍zono嗆. W pewnym stopniu komputery mog interpretowa i przechowywa dane. Niekt鏎zy naukowcy uwa瘸j, 瞠 zmniejszy to tempo zmian ludzkich tryb闚 my郵owych w d逝窺zych okresach czasu. Mo瞠 r闚nie powodowa, 瞠 ludzie w r騜nych cz窷ciach 鈍iata i r騜nych kultur b璠 my郵e podobnie. Komputery wprowadz ma貫 szczeg馧y w informacjach (i b喚dnych informacjach) bardziej trwa貫. Je郵i zostan doprowadzone do skrajno軼i, komputery dadz ludzko軼i wiedz, kt鏎a trwa zasadniczo wiecznie. Nazywa si to nie鄉ierteln wiedz. Kopi zapasow danych przechowywanych na dowolnym no郾iku mo積a zapobiec, aby zapobiec utracie z powodu awarii komputera, sabota簑 i starzenia si dysk闚 i ta鄉. Ka盥y fakt, ka盥y szczeg馧, a by mo瞠 tak瞠 wszelkie subtelne znaczenie, mog by przekazywane niezmienione przez stulecie. Niekt鏎zy in篡nierowie twierdz, 瞠 komputeryzacja mo瞠 mie szkodliwy wp造w na zachowanie i gromadzenie ludzkiej wiedzy. Dane komputerowe s 豉twiejsze ni kopie papierowe (takie jak ksi捫ki, zwoje i inne pisemne dokumenty) do manipulowania na du膨 skal. Nie jest wykluczone, 瞠 kilku genialnych ludzi o nikczemnych zamiarach mog這 dos這wnie przepisa histori i nikt, pokolenia p騧niej, nie by豚y m康rzejszy.

INCOMPLETENESS THEOREM [TEORIA NIEKOMPLETNO列I]

W 1931 roku m這dy matematyk o nazwisku Kurt G鐰el odkry co o logice, kt鏎a zmieni豉 spos鏏 my郵enia ludzi o rzeczywisto軼i. Twierdzenie o niekompletno軼i wykaza這, 瞠 niemo磧iwe jest udowodnienie wszystkich prawdziwych stwierdze w systemie logicznym pierwszego rz璠u. W ka盥ym takim systemie my郵enia istniej nierozstrzygalne zdania. W systemach matematycznych poczyniono pewne za這瞠nia. S to tak zwane aksjomaty lub postulaty. Do udowodnienia twierdze opartych na aksjomatach stosowane s regu造 logiczne. Idealnie by這by, gdyby nie by這 sprzeczno軼i; mamy sp鎩ny zestaw aksjomat闚. Je郵i zostanie znaleziona sprzeczno嗆, mamy niesp鎩ny zestaw aksjomat闚. Og鏊nie rzecz bior帷, im silniejszy zestaw aksjomat闚 - to znaczy, im wi瘯sza jest liczba implikowanych stwierdze opartych na nich - tym wi瘯sza jest szansa na uzyskanie sprzeczno軼i. System logiczny z zestawem zbyt silnych aksjomat闚 dos這wnie si rozpada, poniewa po znalezieniu sprzeczno軼i ka盥e stwierdzenie, bez wzgl璠u na to, jak absurdalne, staje si mo磧iwe do udowodnienia. Je郵i zestaw aksjomat闚 jest zbyt s豉by, to nie wytwarza wiele nic znacz帷ego. Przez stulecia matematycy starali si budowa "wszech鈍iaty my郵owe" z elegancj i tre軼i, ale bez sprzeczno軼i. G鐰el wykaza, 瞠 dla ka盥ego sp鎩nego zestawu aksjomat闚 istnieje wi璚ej prawdziwych stwierdze ni twierdze mo磧iwych do udowodnienia. Zbi鏎 instrukcji, kt鏎e mo積a udowodni, jest w豉軼iwym podzbiorem zbioru wszystkich prawdziwych instrukcji, kt鏎y z kolei jest w豉軼iwym podzbiorem zbioru wszystkich mo磧iwych instrukcji (patrz ilustracja). Wynika z tego, 瞠 w ka盥ym systemie logicznym bez sprzeczno軼i nie mo積a ustali "ca貫j prawdy". Twierdzenie o niekompletno軼i ma wp造w na zaanga穎wanych in篡nier闚 ze sztuczn inteligencj (AI). M闚i帷 og鏊nie, niemo磧iwe jest zbudowanie "uniwersalnej maszyny prawdy", komputera, kt鏎y bez 瘸dnych w徠pliwo軼i mo瞠 ustali matematycznie, czy dane stwierdzenie jest prawdziwe, czy fa連zywe.



INDUKCYJNY CZUJNIK ZBLI浩NIOWY

Indukcyjny czujnik zbli瞠niowy wykorzystuje interakcje elektromagnetyczne zachodz帷e mi璠zy metalowymi przedmiotami lub mi璠zy nimi, gdy znajduj si one blisko siebie. Indukcyjny czujnik zbli瞠niowy wykorzystuje oscylator o cz瘰totliwo軼i radiowej (RF), detektor cz瘰totliwo軼i oraz cewk z rdzeniem ze sproszkowanego 瞠laza pod陰czon do obwodu oscylatora, jak pokazano na schemacie. Oscylator jest zaprojektowany w taki spos鏏, 瞠 zmiana pola strumienia magnetycznego w rdzeniu cewki indukcyjnej powoduje zmian cz瘰totliwo軼i. Ta zmiana jest wykrywana przez detektor cz瘰totliwo軼i, kt鏎y wysy豉 sygna do urz康zenia steruj帷ego robotem. W ten spos鏏, je郵i system jest odpowiednio zaprojektowany, robot mo瞠 unikn望 wpadania na metalowe przedmioty. W niekt鏎ych detektorach zmiana strumienia powoduje ca趾owite zatrzymanie oscylacji. Tak zwane wykrywacze metalu, kt鏎ych ludzie u篡waj do wyszukiwania monet i bi簑terii na pla篡, s typowymi przyk豉dami urz康ze wykorzystuj帷ych indukcyjne czujniki zbli瞠niowe



Przedmioty, kt鏎e nie przewodz pr康u, takie jak drewno i plastik, nie mog zosta wykryte przez indukcyjne czujniki zbli瞠niowe. Dlatego te inne rodzaje czujnik闚 zbli瞠niowych s niezb璠ne, aby robot dobrze nawigowa w z這穎nym 鈔odowisku, takim jak dom lub biuro.

INDUSTRIAL ROBOT [ROBOT PRZEMYSΜWY]

Robot przemys這wy, jak sama nazwa wskazuje, jest robotem stosowanym w przemy郵e. Takie roboty mog by sta貫 lub mobilne i mog pracowa w budownictwie, produkcji, pakowaniu i kontroli jako軼i. Mo積a je r闚nie stosowa w laboratoriach. W鈔鏚 konkretnych zastosowa robot闚 przemys這wych s: spawanie, lutowanie, wiercenie, ci璚ie, kucie, malowanie natryskowe, przenoszenie szk豉, obr鏏ka cieplna, za豉dunek i roz豉dunek, formowanie tworzyw sztucznych, butelkowanie, konserwowanie, odlewanie, zbieranie owoc闚, kontrola i cechowanie. Dwaj in篡nierowie, George Devol i Joseph Engelberger, byli w du瞠j mierze odpowiedzialni za zainteresowanie kierownictwa przemys逝 robotami. Pocz徠kowo trudno by這 przekona ludzi biznesu, ale Devol i Engelberger t逝maczyli rzeczy na j瞛yk, kt鏎y rozumieli ludzie biznesu: zysk. Robotyzacja przemys逝 nie zosta豉 przyj皻a przez wszystkich. W niekt鏎ych bran瘸ch ludzie zostali wysiedleni przez roboty, co pozbawia ludzi pracy. Jednak rozs康ne u篡cie robot闚 w przemy郵e mo瞠 poprawi bezpiecze雟two pracownik闚, poniewa maszyny mog wykonywa zadania, kt鏎e by造by niebezpieczne lub 鄉iertelnie niebezpieczne, je郵i zrobi to ludzie.

INFERENCYJNY SILNIK

Silnik wnioskowania to obw鏚, kt鏎y przekazuje instrukcje robotowi. Robi to poprzez zastosowanie zaprogramowanych regu do polece wydawanych przez cz這wieka. Mechanizm wnioskowania przypomina komputer, kt鏎y wykonuje operacje IF / THEN / ELSE na bazie danych fakt闚. Silnik wnioskowania jest funkcjonaln cz窷ci systemu eksperckiego.

INFINITE REGRESS [NIESKO哸ZONY REGRES]

Niesko鎍zony regres jest hipotetycznym scenariuszem, w kt鏎ym logiczny proces lub sekwencja transferu danych rozci庵a si w czasie w niesko鎍zono嗆, nie maj帷 w ten spos鏏 oryginalnego 廝鏚豉. Pozorne istnienie niesko鎍zonego regresu jest czasem traktowane jako wskaz闚ka, 瞠 co jest nie tak z logicznym argumentem. Wi瘯szo嗆 in篡nier闚 i naukowc闚 uwa瘸, 瞠 komputery nie mog tworzy oryginalnych informacji. Za這穎no, 瞠 istotne dane musz pochodzi spoza maszyny. Pomys przechowywany na komputerze mo瞠 pochodzi z innego komputera, ale je郵i tak, to sk康 go wzi掖 poprzedni komputer? Od cz這wieka, czy z innego komputera? Opieraj帷 si na za這瞠niu, 瞠 komputer nie jest w stanie wygenerowa oryginalnej my郵i, wynika, 瞠 ka盥y pomys musi pochodzi albo z niesko鎍zonej serii komputer闚, jednego przed drugim, bez pocz徠ku, albo od jakiego cz這wieka. ζtwiej jest zrozumie ten drugi scenariusz. Poza tym komputery istniej ju od kilku dziesi璚ioleci, wi璚 w prawdziwym 鈍iecie niesko鎍zony regres wiedzy opartej wy陰cznie na komputerach jest niemo磧iwy. Niekt鏎zy naukowcy nie maj problemu z pogl康em, 瞠 maszyna mo瞠 "wymy郵i" wiedz. Sugeruj, 瞠 je郵i cz這wiek mo瞠 wymy郵i oryginaln my郵, w闚czas wystarczaj帷o z這穎na maszyna powinna by w stanie zrobi to samo. Jeszcze inni naukowcy sugeruj, 瞠 nie ma czego takiego jak oryginalna my郵. Zgodnie z t teori nawet najbardziej b造skotliwi i wnikliwi ludzie s niczym wi璚ej ni wyrafinowanymi procesorami informacji, a ca豉 wiedza jest wynikiem proces闚 atomowych i chemicznych w ludzkim m霩gu.

INPUT/OUTPUT MODULE [MODU WEJ列IA / WYJ列IA]

Modu wej軼ia / wyj軼ia, symbolizowane przez I/O, to 陰cze danych mi璠zy mikroprocesorem a urz康zeniami peryferyjnymi komputera. W systemach robotycznych modu造 we / wy przesy豉j dane ze sterownika do cz窷ci mechanicznych i odwrotnie. Modu造 we / wy mog r闚nie 陰czy ze sob sterowniki robot闚 lub 陰czy wiele robot闚 z komputerem centralnym. Ilustracja pokazuje hipotetyczny przyk豉d sytuacji, w kt鏎ej u篡wane s modu造 I / O. Tr鎩k徠y oznaczone "R" to roboty; okr璕i oznaczone "I / O" to modu造 I / O. W tym przyk豉dzie s dwa osobne systemy robot闚, a ich kontrolery s po陰czone przez modu I / O, umo磧iwiaj帷 komunikacj mi璠zy systemami. Jak sama nazwa wskazuje, obw鏚 we / wy przenosi dane w dw鏂h kierunkach: do i z mikroprocesora. Robi to jednocze郾ie, wi璚 jest to modu fullduplex.

INSECT ROBOT

Robot owadowy jest cz這nkiem zespo逝 identycznych robot闚, kt鏎e dzia豉j pod kontrol jednego kontrolera, zwykle w celu wykonania jednego zadania lub zestawu zada. Taki robot jest r闚nie znany jako robot roju. Ca豉 grupa takich robot闚 nazywana jest spo貫cze雟twem, zespo貫m wieloagentowym lub rojem. W szczeg鏊no軼i termin robot owadowy jest u篡wany w odniesieniu do system闚 zaprojektowanych przez in篡niera Rodneya Brooksa. Zacz掖 rozwija swoje pomys造 w Massachusetts Institute of Technology (MIT) na pocz徠ku lat dziewi耩dziesi徠ych. Roboty owadowe maj sze嗆 n鏬, a niekt鏎e z nich faktycznie wygl康aj jak chrz御zcze lub karaluchy. Maj d逝go嗆 od mniej ni 1 mm do wi璚ej ni 300 mm. Najwa積iejszy jest fakt, 瞠 pracuj raczej wsp鏊nie ni jako jednostki. Autonomiczne roboty z niezale積ymi kontrolerami s "inteligentne", ale niekoniecznie pracuj w zespole. Ludzie daj dobry przyk豉d. Profesjonalne dru篡ny sportowe zosta造 zgromadzone poprzez zakup us逝g najlepszych zawodnik闚 w bran篡, ale zesp馧 taki rzadko osi庵a status mistrzowski, chyba 瞠 gracze wsp馧pracuj. Owady natomiast s "g逝pie w cz這wieku". Mr闚ki i pszczo造 s jak idioty, ale mrowisko lub ul to wydajny system, zarz康zany przez zbiorowy umys wszystkich jego cz這nk闚. Rodney Brooks zauwa篡 t zasadnicz r騜nic mi璠zy inteligencj autonomiczn a zbiorow, a tak瞠, 瞠 wi瘯szo嗆 jego koleg闚 pr鏏owa豉 budowa autonomiczne roboty, by mo瞠 z powodu naturalnej sk這nno軼i ludzi do wyobra瘸nia sobie robot闚 jako humanoidalnych. Dla Brooksa by這 oczywiste, 瞠 zaniedbano g堯wn drog technologii. W ten spos鏏 zacz掖 projektowa zespo造 robot闚, sk豉daj帷e si z wielu jednostek z jednym kontrolerem. Brooks jest futuryst, kt鏎y przewiduje mikroskopijne roboty owadowe, kt鏎e mog mieszka w twoim domu, wychodz帷 w nocy, aby wyczy軼i pod這gi i blaty. za pomoc centralnego mikroprocesora mogliby znale潭 bakterie lub wirusy i po趾n望 je.

INTEGRAL [CAΘA]

Termin ca趾a odnosi si do obszaru pod krzyw funkcji matematycznej. Na przyk豉d przemieszczenie jest ca趾 pr璠ko軼i lub pr璠ko軼i, kt鏎a z kolei jest ca趾 przyspieszenia. Rysunek 1 pokazuje og鏊ny wykres pr璠ko軼i w funkcji czasu. Krzywa tej funkcji jest lini prost. Mo瞠 to oznacza sta造 wzrost pr璠ko軼i przyspieszaj帷ego robota mobilnego. Podczas gdy pr璠ko嗆 stale wzrasta, przemieszczenie wskazane przez obszar pod krzyw ro郾ie w szybszym tempie.



W elektronice cyfrowej obw鏚, kt鏎y stale przyjmuje ca趾 fali wej軼iowej, nazywa si integratorem. Przyk豉d dzia豉nia integratora pokazano na wykresie na rysunku 2. Sygna wej軼iowy jest fal sinusoidaln. Wyj軼ie jest matematycznie fal cosinus ujemn, ale pojawia si jako fala sinusoidalna, kt鏎a zosta豉 przesuni皻a o 90 lub jedn czwart cyklu.



INTEGRATED CIRCUIT [UKxD SCALONY]

Uk豉d scalony (IC) to urz康zenie elektroniczne zawieraj帷e wiele diod, tranzystor闚, rezystor闚 i / lub kondensator闚 wykonanych na p造tce lub chipie z materia逝 p馧przewodnikowego. Uk豉d jest zamkni皻y w ma貫j paczce ze stykami do po陰czenia z komponentami zewn皻rznymi. Uk豉dy scalone s szeroko stosowane w robotach i ich kontrolerach.

Aktywa i ograniczenia

Urz康zenia i uk豉dy z uk豉dami scalonymi s znacznie bardziej kompaktowe ni r闚nowa積e obwody wykonane z element闚 dyskretnych. Bardziej z這穎ne obwody mo積a budowa i utrzymywa na rozs康nym poziomie, stosuj帷 uk豉dy scalone w por闚naniu z elementami dyskretnymi. Na przyk豉d istniej notebooki o bardziej zaawansowanych mo磧iwo軼iach ni wczesne komputery, kt鏎e zajmowa造 ca貫 pokoje. W uk豉dzie scalonym po陰czenia mi璠zy komponentami s fizycznie niewielkie, co umo磧iwia wysokie pr璠ko軼i prze陰czania. Pr康y elektryczne przemieszczaj si szybko, ale nie natychmiastowo. Im szybciej no郾iki 豉dunku przemieszczaj si z jednego komponentu na drugi, tym wi璚ej operacji mo積a wykona w jednostce czasu i tym mniej czasu potrzeba na z這穎ne operacje. Uk豉dy scalone zu篡waj mniej energii ni r闚nowa積e uk豉dy dyskretne. Jest to wa積e, je郵i u篡wane s baterie. Poniewa uk豉dy scalone pobieraj tak ma這 pr康u, wytwarzaj mniej ciep豉 ni ich dyskretne odpowiedniki. Powoduje to lepsz wydajno嗆 i minimalizuje problemy, kt鏎e n瘯aj sprz皻, kt鏎y si nagrzewa podczas u篡tkowania, takie jak przesuni璚ie cz瘰totliwo軼i i generowanie wewn皻rznego ha豉su. Systemy wykorzystuj帷e uk豉dy scalone zawodz rzadziej, na godzin u篡tkowania komponentu, ni systemy wykorzystuj帷e komponenty dyskretne. Wynika to g堯wnie z tego, 瞠 wszystkie po陰czenia s uszczelnione w obudowie uk豉du scalonego, zapobiegaj帷 korozji lub przedostawaniu si py逝. Zmniejszony wska幡ik awarii przek豉da si na mniej przestoj闚. Technologia uk豉d闚 scalonych obni瘸 koszty serwisu, poniewa procedury naprawcze s proste w przypadku awarii. Wiele system闚 u篡wa gniazd do uk豉d闚 scalonych, a wymiana polega jedynie na znalezieniu wadliwego uk豉du scalonego, od陰czeniu go i pod陰czeniu nowego. Specjalny sprz皻 do rozlutowywania s逝篡 do serwisowania p造tek drukowanych, kt鏎ych uk豉dy scalone s przylutowane bezpo鈔ednio do folii. Nowoczesne urz康zenia IC wykorzystuj budow modu這w. Poszczeg鏊ne uk豉dy scalone wykonuj okre郵one funkcje w obr瑿ie p造tki drukowanej; p造tka drukowana lub karta z kolei pasuje do gniazda i ma okre郵ony cel. Komputery, zaprogramowane z dostosowanym oprogramowaniem, s u篡wane przez technik闚 do zlokalizowania wadliwej karty w systemie. Kart mo積a wyci庵n望 i wymieni, dzi瘯i czemu system wr鏂i do u篡tkownika w najkr鏒szym mo磧iwym czasie.

Liniowe uk豉dy scalone

Liniowy uk豉d scalony s逝篡 do przetwarzania sygna堯w analogowych, takich jak g這sy, muzyka i wi瘯szo嗆 transmisji radiowych. Termin "liniowy" wynika z faktu, 瞠 chwilowa moc wyj軼iowa jest liniow funkcj chwilowej mocy wej軼iowej. Wzmacniacz operacyjny (zwany tak瞠 wzmacniaczem operacyjnym) sk豉da si z kilku tranzystor闚, rezystor闚, diod i kondensator闚 po陰czonych ze sob w celu uzyskania du瞠go wzmocnienia w szerokim zakresie cz瘰totliwo軼i. Wzmacniacz operacyjny ma dwa wej軼ia i jedno wyj軼ie. wej軼ie nieodwracaj帷e, wyj軼ie jest z nim w fazie; gdy sygna jest podawany na wej軼ie odwracaj帷e, wyj軼ie jest z nim o 180 poza faz. Wzmacniacz operacyjny ma dwa po陰czenia zasilania, jedno dla emiter闚 tranzystor闚 (Vee) i jedno dla kolektor闚 (Vcc). Symbolem wzmacniacza operacyjnego jest tr鎩k徠. Po陰czenia wej軼iowe, wyj軼iowe i zasilaj帷e s rysowane jako linie wychodz帷e z tr鎩k徠a. Charakterystyki wzmocnienia wzmacniacza operacyjnego s okre郵one przez rezystory zewn皻rzne. Zwykle rezystor jest pod陰czony mi璠zy wyj軼iem a wej軼iem odwracaj帷ym. Jest to konfiguracja w p皻li zamkni皻ej. Sprz篹enie zwrotne jest ujemne, co powoduje, 瞠 wzmocnienie jest mniejsze ni by這by, gdyby nie by這 sprz篹enia zwrotnego (konfiguracja w otwartej p皻li). Wzmacniacz z zamkni皻 p皻l wykorzystuj帷y wzmacniacz operacyjny pokazano poni瞠j



Gdy kombinacja rezystor-kondensator (RC) jest u篡wana w p皻li sprz篹enia zwrotnego wzmacniacza operacyjnego, wsp馧czynnik wzmocnienia zmienia si wraz z cz瘰totliwo軼i. Mo磧iwe jest uzyskanie odpowiedzi dolnoprzepustowej, odpowiedzi g鏎noprzepustowej, piku rezonansowego lub wyci璚ia rezonansowego za pomoc wzmacniacza operacyjnego i r騜nych uk豉d闚 sprz篹enia zwrotnego RC. Regulator napi璚ia IC dzia豉 w celu kontrolowania napi璚ia wyj軼iowego zasilacza. Jest to wa積e w przypadku precyzyjnego sprz皻u elektronicznego. Te uk豉dy scalone s dost瘼ne w r騜nych r騜nych warto軼iach napi璚ia i pr康u. Typowe uk豉dy scalone regulatora napi璚ia maj trzy zaciski. Wygl康aj jak tranzystory mocy. Uk豉d czasowy IC jest form oscylatora. Daje op騧nione wyj軼ie, przy czym op騧nienie jest zmienne w zale積o軼i od potrzeb konkretnego urz康zenia. Op騧nienie jest generowane przez zliczenie liczby impuls闚 oscylatora. D逝go嗆 op騧nienia jest regulowana za pomoc zewn皻rznych rezystor闚 i kondensator闚. Multiplekser IC umo磧iwia po陰czenie kilku r騜nych sygna堯w w jednym kanale za pomoc multipleksowania z podzia貫m czasu, w spos鏏 podobny do tego stosowanego w modulacji impulsowej.

Analogowy multiplekser mo瞠 by r闚nie u篡wany w odwrotnej kolejno軼i; wtedy dzia豉 jako demultiplekser. Podobnie jak wzmacniacz operacyjny, komparator ma dwa wej軼ia. Urz康zenie por闚nuje napi璚ia na dw鏂h wej軼iach (zwanych A i B). Je郵i sygna wej軼iowy w punkcie A jest znacznie wi瘯szy ni sygna wej軼iowy w punkcie B, sygna wyj軼iowy wynosi oko這 +5 V. Jest to logiczne 1 lub wysokie. Je郵i wej軼ie w punkcie A nie jest wi瘯sze ni wej軼ie w punkcie B, napi璚ie wyj軼iowe wynosi oko這 +2 V. Jest to oznaczone jako logiczne 0 lub niskie. Komparatory s stosowane do uruchamiania lub wyzwalania innych urz康ze, takich jak przeka幡iki i elektroniczne obwody prze陰czaj帷e. Maj r騜ne zastosowania w systemach robotycznych.

Cyfrowe uk豉dy scalone

Cyfrowe uk豉dy scalone sk豉daj si z bramek, kt鏎e wykonuj operacje logiczne przy du篡ch pr璠ko軼iach. Istnieje kilka r騜nych technologii, z kt鏎ych ka盥a ma unikalne cechy. Technologia cyfrowo-logiczna mo瞠 wykorzystywa dwubiegunowe i / lub tlenkowo-metalowe urz康zenia p馧przewodnikowe. W logice tranzystor-tranzystor (TTL) uk豉dy tranzystor闚 bipolarnych, niekt鏎e z wieloma emiterami, dzia豉j na impulsach pr康u sta貫go. Bramka TTL jest zilustrowana tu

Tranzystory s odci皻e lub nasycone; nie ma "pomi璠zy".

Z tego powodu obw鏚 TTL jest stosunkowo odporny na zak堯cenia zewn皻rzne. Inna posta logiczna tranzystora bipolarnego jest znana jako logika sprz篹ona z emiterem (ECL). W ECL tranzystory nie dzia豉j przy nasyceniu, podobnie jak w TTL. Zwi瘯sza to szybko嗆 dzia豉nia ECL w por闚naniu z TTL. Jednak impulsy szumowe maj wi瘯szy wp造w na ECL, poniewa nienasycone tranzystory wzmacniaj, a tak瞠 sygna造 prze陰czaj帷e. Schemat z ryc. 3 pokazuje prost bramk ECL.



Logika N-kana這wa metal-tlenek-p馧przewodnik (NMOS) oferuje prostot projektu wraz z du膨 pr璠ko軼i robocz. Logika P-kana這wego tlenku metalu (PMOS) jest podobna do NMOS, ale pr璠ko嗆 jest mniejsza. Cyfrowy uk豉d scalony NMOS lub PMOS jest jak obw鏚, kt鏎y wykorzystuje tylko tranzystory polowe z tranzystorami polowymi (FET) lub tylko FET z kana貫m P. Logika komplementarnego tlenku metalu-p馧przewodnika (CMOS) wykorzystuje zar闚no krzem typu N, jak i P na jednym uk豉dzie. Jest to analogiczne do korzystania z FET Nchannel i kana逝 P w obwodzie. G堯wnymi zaletami CMOS s wyj徠kowo niski pob鏎 pr康u, du瘸 pr璠ko嗆 robocza i odporno嗆 na ha豉s.

INTEREST OPERATOR [OPERATORA ZAINTERESOWANIA]

W wizji maszynowej operator zainteresowania to algorytm, kt鏎y wybiera "interesuj帷e" piksele (elementy obrazu) na obrazie. "Interesuj帷e" w tym kontek軼ie odnosi si do pikseli r騜ni帷ych si od wi瘯szo軼i znajduj帷ych si w ich pobli簑. Przyk豉dy obejmuj ciemne lub jasne punkty, r騜ne kolory, ostre kraw璠zie, linie i krzywe. Zainteresowani operatorzy mog s逝篡 do r騜nych cel闚 w zrobotyzowanym systemie wizyjnym. Jedn z funkcji jest wyeliminowanie korespondencji, niepo膨danego stanu, kt鏎y mo瞠 wyst徙i w lornetkowym obrazie maszynowym, gdy wzory myl poczucie g喚bi maszyny. Operatory zainteresowania zapewniaj punkty odniesienia niezale積ie od og鏊nych wzorc闚. Inn funkcj operatora zainteresowania jest ustalanie granic, jak w przypadku wykrywania kraw璠zi. Takie algorytmy te s przydatne w systemach wizyjnych, kt鏎e obejmuj lokalne skupianie si na cechach.

INTERFEJS

Interfejs to urz康zenie, kt鏎e przenosi dane mi璠zy komputerem a jego urz康zeniami peryferyjnymi lub mi璠zy komputerem a cz這wiekiem. Interfejs sk豉da si zar闚no ze sprz皻u, jak i oprogramowania. Termin ten jest r闚nie u篡wany jako czasownik; kiedy 陰czysz ze sob dwa urz康zenia i czynisz je kompatybilnymi, 陰czysz je. Za堯禦y, 瞠 chcesz u篡wa komputera do sterowania robotem. Musisz upewni si, 瞠 b璠 one wsp馧pracowa. Oznacza to, 瞠 musisz po陰czy komputer z robotem. Wymaga to odpowiedniego no郾ika do przesy豉nia danych (po陰czenie kablowe lub bezprzewodowe), u篡cia odpowiedniego typu portu danych (r闚noleg貫go lub szeregowego) oraz w豉軼iwego programu do sterowania robotem. W systemie robotycznym wszystkie ruchome cz窷ci s w rzeczywisto軼i urz康zeniami peryferyjnymi kontrolera, w taki sam spos鏏, jak drukarki, skanery i nap璠y zewn皻rzne s urz康zeniami peryferyjnymi w osobistym systemie komputerowym.

INTERPOLACJA

Kiedy wyst瘼uje luka w danych, ale dane s dost瘼ne po obu stronach luki, oszacowanie warto軼i w luce mo瞠 czasem by dokonane za pomoc procesu matematycznego zwanego interpolacj. Ryc. 1 pokazuje g豉dk krzyw z przerw w wykre郵onych lub znanych warto軼iach.



Najprostszym sposobem interpolacji warto軼i w nieznanym obszarze jest po陰czenie "lu幡ych ko鎍闚" krzywej lini prost (pokazan w tym przyk豉dzie lini przerywan). Nazywa si to interpolacj liniow. Bardziej wyrafinowane schematy pr鏏uj uzyska funkcj, kt鏎a definiuje krzyw w pobli簑 szczeliny, a nast瘼nie wype軟i nieznane warto軼i na podstawie tej funkcji. Proste metody interpolacji niekoniecznie dzia豉j w przypadku z這穎nych przebieg闚, zw豉szcza gdy przerwa jest du瘸



O ile nie mo積a ustali wzoru dla krzywej, umo磧iwiaj帷 w ten spos鏏 uzyskanie funkcji matematycznej, kt鏎a reprezentuje krzyw, nie mo積a ustali dok豉dnych punkt闚 w szczelinie. Nawet je郵i wydaje si, 瞠 funkcja zosta豉 znaleziona aby zdefiniowa krzyw z這穎n lub nieregularn, interpolacja mo瞠 nie dzia豉, poniewa pochodna funkcja opiera si na niewystarczaj帷ym pr鏏kowaniu danych

S這wnik Robotyki : "J"


JAW [SZCZ艼A]

Szcz瘯a to wyspecjalizowany chwytak robota, sk豉daj帷y si z pojedynczych cz窷ci, kt鏎e mo瞠 zacisn望 si, aby przytrzyma obiekt, i otworzy, aby go uwolni. Nazwa urz康zenia pochodzi od jego funkcjonalnego podobie雟twa do ludzkiej szcz瘯i lub szcz瘯i r騜nych zwierz徠 i owad闚. Typowa robotyczna szcz瘯a ma dwie cz窷ci, kt鏎e s po陰czone zawiasowo na wsp鏊nym ko鎍u. Jedna lub obie cz窷ci mog si porusza wzgl璠em ramienia robota. Niekt鏎e szcz瘯i maj trzy lub cztery ruchome cz窷ci, kt鏎e 陰cz si, aby chwyci przedmiot i rozszerzy go i uwolni to.

JOIN

Termin join jest u篡wany w odniesieniu do funkcji programowania sterownika, kt鏎a pozwala robotowi wznowi zadanie w miejscu, w kt鏎ym zosta這 przerwane, w przypadku zak堯cenia, takiego jak awaria zasilania lub wypadek. Ta funkcja jest podobna, cho og鏊nie bardziej wyrafinowana, ni zdolno嗆 drukarki komputerowej do rozpocz璚ia drukowania na stronie, na kt鏎ej zosta豉 przerwana, je郵i taca papieru opr騜ni si w trakcie zadania i musi zosta ponownie nape軟iona. Skuteczny program 陰czenia wymaga nieulotnej pami璚i, takiej jak pami耩 o dost瘼ie swobodnym (RAM) z podtrzymaniem bateryjnym, do przechowywania informacji dotycz帷ych dzia豉 w zadaniu, kt鏎e zosta造 ju wykonane, i tych, kt鏎e jeszcze nie zosta造 wykonane. Chwila obecna lub chwila w czasie musi by wyra幡ie znana sterownikowi robota i aktualizowana w cz瘰tych odst瘼ach czasu (na przyk豉d u豉mek sekundy). Informacje te s stale przechowywane i od鈍ie瘸ne w nieulotnej pami璚i RAM. W przypadku przerwy w dostawie pr康u, wypadku lub innego zdarzenia losowego robot jest zaprogramowany do przej軼ia przez okre郵on sekwencj w celu ustalenia, gdzie i jak zacz望 od nowa, na podstawie danych przechowywanych w pami璚i RAM. Wraz z sekwencj wcze郾iej wykonanych ruch闚 i ruchami, kt鏎e nale篡 wykona w ramach danego zadania, mog by wymagane dodatkowe informacje, takie jak to, czy fizyczna lokalizacja lub orientacja robota uleg豉 zmianie w 鈔odowisku pracy

JOINT-FORCE SENSING [WYKRYWANIE SIΧ POㄐCZENIA]

Wykrywanie si造 po陰czenia zapobiega wywieraniu przez z陰cze robota zbyt du瞠j si造. U篡wany jest system informacji zwrotnej. Czujnik dzia豉, wykrywaj帷 op鏎 napotkany przez rami robota. Wraz ze wzrostem przy這穎nej si造 ro郾ie r闚nie op鏎. Czujnik jest zaprogramowany tak, aby zmniejsza lub zatrzymywa po陰czenie, je郵i zostanie przekroczona ustawiona warto嗆 rezystancji.

JOINT-INTERPOLATED MOTION [RUCH Z INTERPOLACJ POㄐCZENIA]

W ramieniu robota maj帷ym wi璚ej ni jedno z陰cze, najbardziej wydajny tryb operacjia nazywana jest ruchem z interpolacj po陰czenia. W tym schemacie po陰czenia poruszaj si w taki spos鏏, 瞠 efektor ko鎍owy osi庵a wymagany punkt dok豉dnie w momencie, gdy ka盥e ze staw闚 wykona這 przypisany ruch. Aby wielopunktowe rami robota ustawi這 efektor ko鎍owy w wyznaczonym miejscu, ka盥e z陰cze musi obr鏂i si o okre郵ony k徠. (W przypadku niekt鏎ych po陰cze k徠 ten mo瞠 wynosi zero, co oznacza brak obrotu.) Do wyznaczonego po這瞠nia mo積a dotrze za pomoc dowolnej sekwencji zdarze, tak 瞠 ka盥e z陰cze obraca si o przypisany k徠; ten sam punkt ko鎍owy spowoduje, czy po陰czenia poruszaj si w tym samym czasie. Na przyk豉d ka盥e z陰cze mo瞠 obraca si o przypisany k徠, podczas gdy wszystkie pozosta貫 pozostaj nieruchome, ale jest to proces czasoch這nny i nieefektywny. Najszybsze i najbardziej wydajne wyniki uzyskuje si, gdy wszystkie po陰czenia zaczynaj si obraca w okre郵onym momencie natychmiast w czasie t 0 i wszystkie przestaj si obraca w pewnym momencie t1, czyli (t1 - t0) p騧niej ni t0. Za堯禦y, 瞠 rami robota wykorzystuj帷e geometri przegubow ma trzy z陰cza, kt鏎e obracaj si o k徠y X = 39 stopni, Y = 75 stopni i Z = 51 stopni, jak pokazano na ilustracji. Za堯禦y, 瞠 efektor ko鎍owy jest zaprogramowany tak, aby osi庵a punkt ko鎍owy dok豉dnie 3 sekundy po tym, jak po陰czenia zaczn si obraca. Je郵i z陰cza obracaj si z pokazanymi pr璠ko軼iami k徠owymi (odpowiednio 13, 15 i 17 stopni na sekund), efektor ko鎍owy dociera do wyznaczonego punktu zatrzymania dok豉dnie wtedy, gdy ka盥e z陰cze obraca si pod wymaganym k徠em. To jest przyk豉d ruchu z interpolacj po陰czon.



JOINT PARAMETERS [WSP粌NE PARAMETRY]

Wsp鏊nymi parametrami ramienia robota lub efektora ko鎍owego s warto軼i skalarne, zwykle mierzone w liniowych jednostkach przemieszczenia i jednostkach k徠owych, z kt鏎ych wszystkie razem okre郵aj zestaw wszystkich mo磧iwych pozycji, jakie mo瞠 osi庵n望 urz康zenie. Za堯禦y na przyk豉d, 瞠 rami robota ma trzy z陰cza, z kt鏎ych ka盥e mo瞠 obraca si o 180 , wraz z obrotow podstaw, kt鏎a mo瞠 obraca si o 360 . To rami robota ma cztery parametry po陰czenia, przy za這瞠niu, 瞠 podstaw obrotow uwa瘸 si za z陰cze.

JOYSTICK [DR*EK STEROWY]

Joystick to urz康zenie steruj帷e zdolne do poruszania si w dw鏂h lub trzech wymiarach. Urz康zenie sk豉da si z ruchomej d德igni lub uchwytu oraz 這篡ska kulkowego w skrzynce kontrolnej. Kij jest poruszany r璚znie. Joystick ma swoj nazw od podobie雟twa do joysticka w samolocie. Niekt鏎e joysticki mo積a obraca zgodnie z ruchem wskaz闚ek zegara i przeciwnie do ruchu wskaz闚ek zegara, opr鏂z zwyk造ch dw鏂h wsp馧rz璠nych, umo磧iwiaj帷 sterowanie w trzech wymiarach, oznaczonych x, y i z. Ilustracja pokazuje przyk豉d takiego urz康zenia. Prze陰cznik przyciskowy mo瞠 by umieszczony na g鏎nym ko鎍u ruchomej d德igni, umo磧iwiaj帷 ograniczon kontrol w czwartym wymiarze (w).

Joysticki s u篡wane w grach komputerowych do wprowadzania wsp馧rz璠nych w komputerze i do zdalnego sterowania robotami. Wiele z nich jest bardziej wyrafinowanych ni pokazane tutaj podstawowe urz康zenie; niekt鏎e wymagaj chwytania jedn lub obiema r瘯ami.

JUNGA TEORIA 名IATA

Ciekaw motywacj do bada nad sztuczn inteligencj (AI) jest teoria 鈍iata Junga. Zgodnie z t hipotez istoty ludzkie pope軟iaj te same b喚dy w ka盥ym pokoleniu. Wydaje si, 瞠 ludzie nie mog uczy si na podstawie historii. Ludzko嗆 jako jednostka kolektywna wydaje si nie by w stanie przewidzie ani nie przejmowa si potencjalnymi konsekwencjami rzeczy, kt鏎e robi. To tak, jakby rasa ludzka by豉 郵epa na czas. "Historia si powtarza". Teori t wykazano wiele razy. Ludzie wci捫 tocz wojny z tych samych powod闚: wojny rzadko rozwi您uj problemy, cho w niekt鏎ych przypadkach wydaje si, 瞠 nie ma innego wyj軼ia ni p鎩嗆 na wojn. Dzia豉lno嗆 cz這wieka staje si coraz bardziej destrukcyjna dla ekosystemu Ziemi. Najbardziej pesymistyczne interpretacje teorii 鈍iata Junga sugeruj, 瞠 ludzko嗆 jest skazana na samozatarcie. Co ludzko嗆 mo瞠 zrobi, aby powstrzyma samob鎩cze b喚dne ko這? Wed逝g badacza Charlesa Lechta jedna odpowied mo瞠 polega na rozwoju sztucznej inteligencji do tego stopnia, 瞠 maszyny zyskuj wi瘯sz inteligencj ni ludzie. By mo瞠 genialny komputer lub system maszyn mo瞠 pom鏂 ludzko軼i w kontrolowaniu jej przeznaczenia, tak aby ludzie nie musieli prze篡wa tych samych starych kl瘰k. Wielu badaczy w徠pi, 瞠 maszyny stan si lub mog sta si m康rzejsze od ludzi, ale argumentowano, 瞠 AI mo積a i nale篡 wykorzystywa do pom鏂 ludzko軼i znale潭 rozwi您ania trudnych problem闚 spo貫cznych.

S這wnik Robotyki : "K"


KINEMATYCZNY BㄐD

B陰d kinematyczny odnosi si do niedok豉dno軼i ruchu robota, kt鏎a zachodzi niezale積ie od si造 i masy. Ostateczny efekt b喚du kinematycznego mo積a zmierzy w warto軼iach bezwzgl璠nych, takich jak liniowe jednostki przemieszczenia lub stopnie 逝ku. Ostateczny efekt mo積a r闚nie zmierzy jako procent ca趾owitego ruchu. Jako przyk豉d za堯禦y, 瞠 robot mobilny jest zaprogramowany do dzia豉nia z pr璠ko軼i 1.500 m / s przy azymutalnym 這篡sku 90,00 (na wsch鏚) na p豉skiej powierzchni. Je郵i robot napotka nachylenie w g鏎, mo積a oczekiwa, 瞠 pr璠ko嗆 do przodu nieznacznie spadnie. Natomiast w przypadku napotkania zbocza robota mo積a oczekiwa, 瞠 pr璠ko嗆 jazdy wzro郾ie. Je郵i powierzchnia przechyla si w lewo lub w prawo, mo積a oczekiwa, 瞠 kierunek ruchu odpowiednio si zmieni. W idealnym scenariuszu nieregularno嗆 terenu nie wp造nie na pr璠ko嗆 ani kierunek maszyny; b陰d kinematyczny wynosi豚y zatem zero. B喚dy kinematyczne, je郵i wyst瘼uj trwale w danym sensie i przez pewien czas, mog powodowa akumulacj przesuni璚ia lub po這瞠nia robota po zako鎍zeniu zadania.

K-LINE PROGRAMOWANIE

Programowanie K-line to metoda, dzi瘯i kt鏎ej inteligentny robot mo瞠 si uczy jak wykonywa prac, aby w przysz這軼i 豉twiej by這 wykonywa t sam lub podobn prac. Za堯禦y, 瞠 masz osobistego robota, kt鏎ego u篡wasz do prac domowych w domu. Podgrzewacz wody psuje si i instruujesz robota, aby go naprawi. Robot musi u篡 pewnych narz璠zi do wykonania naprawy. Przy pierwszej naprawie podgrzewacza robot musi znale潭 narz璠zia metod pr鏏 i b喚d闚. Koduje ka盥e narz璠zie w swojej pami璚i, by mo瞠 wed逝g kszta速u. Koduje r闚nie sekwencj, w kt鏎ej narz璠zia s u篡wane do naprawy podgrzewacza wody. Lista u篡wanych wcze郾iej narz璠zi i kolejno嗆 ich u篡wania nazywa si lini K. Nast瘼nym razem, gdy podgrzewacz wody wymaga naprawy, robot mo瞠 odwo豉 si do linii K, aby usprawni proces wykonywania zadania. Oczywi軼ie istnieje wiele r騜nych rzeczy, kt鏎e mog p鎩嗆 nie tak z podgrzewaczem wody. Za drugim razem, gdy podgrzewacz wody zepsuje si, linia K dla pierwszej naprawy mo瞠 nie dzia豉. W takim przypadku robot musi udoskonali swoj wiedz, opracowuj帷 drug lini K dla nowego problemu. Z czasem robot nauczy si kilku r騜nych schemat闚 mocowania podgrzewacza wody, z kt鏎ych ka盥y b璠zie dostosowany do konkretnego problemu. Ilustracja jest schematem blokowym pokazuj帷ym, jak mo積a opracowa repertuar linii K, aby robot uczy si przez do鈍iadczenie.



KLUDGE

Surowe, bezu篡teczne lub ra膨co nieefektywne urz康zenie lub proces nazywa si kludge (wymawiane jako "kloodge"). Termin ten jest r闚nie u篡wany w odniesieniu do tymczasowej poprawki lub poprawki. Mo瞠sz powiedzie: "To urz康zenie jest robotem kludge" lub "To kludge, kt鏎e sprawi, 瞠 program b璠zie dzia豉 p造nniej". Kludges s cz瘰to przydatne, poniewa mog przetestowa pomys bez wi瘯szych problem闚 i koszt闚. Czasami jednak okre郵enie urz康zenia lub schematu jako "kludge" jest przeprosinami (w przypadku w豉snej pracy) lub dobroduszn zniewag (w przypadku pracy innej osoby). Wi瘯szo嗆 do鈍iadczonych in篡nier闚 od czasu do czasu buduje lub pisze urz康zenia lub programy kludge. Ka盥ego roku Uniwersytet Purdue organizuje konkurs "Rube Goldberg" dla student闚, aby zbudowa lub zaprojektowa absurdalnie nieefektywne maszyny i oprogramowanie komputerowe. Konkurs jest sponsorowany przez Theta Tau, wsp鏊not in篡nieryjn. W ko鎍u prawie ka盥y in篡nier staje si ekspertem w dziedzinie kludge. Ale pr鏏a sprzeda篡 kludge jako produktu gotowego jest b喚dem przemys這wym - chyba 瞠 oczywi軼ie chodzi o 瘸rt.

KNOWLEDGE [WIEDZA, UMIEJ邛NO列I]

Termin wiedza odnosi si do danych przechowywanych w systemie komputerowym, sterowniku robota lub ludzkim umy郵e. Termin ten odnosi si r闚nie do tego, jak dobrze m霩g, elektroniczny lub biologiczny, wykorzystuje dane, kt鏎e posiada. Ludzie, indywidualnie i zbiorowo, maj wiedz, kt鏎a zmienia si z pokolenia na pokolenie. Niekt鏎zy badacze sugeruj, 瞠 komputery wraz z elektronicznymi, optycznymi i magnetycznymi no郾ikami danych wyeliminuj utrat lub degradacj wiedzy ludzkiej w przysz造ch pokoleniach. To da ludzko軼i stale powi瘯szaj帷y si magazyn nie鄉iertelnej wiedzy. W systemach eksperckich in篡nierowie komputerowi definiuj nabywanie wiedzy jako proces, w kt鏎ym maszyny uzyskuj dane. Og鏊nie rzecz bior帷, zgadza si, 瞠 ca豉 wiedza komputerowa musi pochodzi od ludzi, chocia kilku naukowc闚 uwa瘸, 瞠 maszyny mog generowa oryginaln, prawdziw wiedz. Chocia istniej kontrowersje dotycz帷e zdolno軼i maszyn do tworzenia oryginalnej wiedzy, ostatecznie udowodniono, 瞠 komputery wysokiego poziomu mog uczy si na swoich b喚dach. To nie jest oryginalna my郵, ale wywodzi si z istniej帷ej wiedzy poprzez programowanie. Zdolno嗆 maszyny do lepszego wykorzystania danych nazywa si wiedz heurystyczn. Komputery mog przechowywa i przetwarza informacje w spos鏏, kt鏎y ludzie uwa瘸j za trudny lub niemo磧iwy. Dobrym przyk豉dem jest dodanie szeregu 5 milion闚 liczb. Istniej jednak problemy, kt鏎e ludzie mog rozwi您a, kt鏎ych maszyna nie mo瞠 i by mo瞠 nigdy nie b璠zie w stanie zrozumie. Jednym z przyk豉d闚 jest regulacja ilo軼i lek闚 potrzebnych do znieczulenia pacjenta w szpitalu podczas operacji, bez wyrz康zania mu szkody.

S這wnik Robotyki : "L"


LADAR

Ladar to akronim oznaczaj帷y detekcj laserow i okre郵anie odleg這軼i. Jest r闚nie znany jako radar laserowy lub lidar (skr鏒 od wykrywania 鈍iat豉 i okre郵ania odleg這軼i). W robotyce system ladarowy wykorzystuje strumie 鈍iat豉 widzialnego lub energii w podczerwieni (IR) zamiast fal radiowych (jak w radarach) lub fal akustycznych (jak w sonarach) do wykonywania wykrywania zasi璕u i kre郵enia otoczenia. Urz康zenie dzia豉, mierz帷 czas, w kt鏎ym wi您ka lasera dociera do punktu docelowego, odbija si od niego, a nast瘼nie propaguje z powrotem do punktu transmisji. Podstawowym atutem ladaru w por闚naniu z innymi metodami ustalania odleg這軼i jest fakt, 瞠 wi您ka laserowa jest wyj徠kowo w御ka. Zapewnia to znacznie lepsz rozdzielczo嗆 kierunkow w por闚naniu ze schematami radar闚 i sonar闚, kt鏎ych wi您ki nie mog by skupionymi z tak precyzj. Ladar ma ograniczenia. Nie mo瞠 dobrze dzia豉 przez mg喚 lub opady, podobnie jak radar. Niekt鏎e typy obiekt闚, takie jak zwierciad豉 zorientowane uko郾ie, nie zwracaj energii ladaru i nie wytwarzaj echa. Wysokopoziomowy system ladarowy skanuje zar闚no poziomo, jak i pionowo, tworz帷 w ten spos鏏 tr鎩wymiarow (3-D) komputerow map 鈔odowiska. Ten typ systemu jest niezwykle drogi. Mniej wyrafinowane urz康zenia ladarowe pracuj w jednej p豉szczy幡ie, zwykle poziomej, w celu utworzenia dwuwymiarowej (2-D) komputerowej mapy 鈔odowiska na okre郵onym poziomie powy瞠j pod這gi lub p豉skiego pod這瘸.

LADLE GRIPPER [CHWYTAK DO KADZI]

Chwytak do kadzi to zrobotyzowany efektor ko鎍owy, kt鏎y mo瞠 by u篡wany do przemieszczania cieczy. Mo瞠 by r闚nie u篡wany do przenoszenia proszk闚 i 篤iru. Nazwa urz康zenia pochodzi od czerpakowego kszta速u fizycznego i sposobu, w jaki dzia豉. Efektor ko鎍owy mo瞠 mie kszta速 p馧kuli, pude趾a lub dowolnego innego pojemnika, kt鏎y mo瞠 pomie軼i ciecze. Chwytaki do kadzi s u篡wane w przemy郵e do przenoszenia stopionych metali z kadzi do form. Mog by r闚nie u篡wane do obs逝gi niekt鏎ych rodzaj闚 materia堯w niebezpiecznych. Chwytaki kadzi wymagaj do dzia豉nia znacznej si造 grawitacji lub przyspieszenia. Z tego powodu na og馧 nie nadaj si do u篡tku w przestrzeni kosmicznej. Ponadto przenoszony materia musi mie znacznie wi瘯sz g瘰to嗆 ni medium, w kt鏎ym odbywa si ruch. Na przyk豉d chwytak do kadzi mo瞠 by u篡wany do przenoszenia etanolu z jednego pojemnika do drugiego w powietrzu na poziomie morza, ale nie pod wod.

LANDMARK [PUNKT ORIENTACYJNY]

W robotyce punkt orientacyjny jest specyficzn cech 鈔odowiska pracy robota, zauwa瘸ln ze wzgl璠u na jego przydatno嗆 w nawigacji i ustalaniu odleg這軼i. Punkty orientacyjne s zazwyczaj ustalane wzgl璠em czasu. Przyk豉dy obejmuj biurko, drzwi lub zestaw obiekt闚, takich jak budynki lub znaki. Punkty orientacyjne mog by naturalne lub sztuczne. Czasami s one celowo ustawione w celu pomocy robotom w nawigacji w regionie. Wyimaginowana linia mi璠zy dwoma punktami orientacyjnymi zwana granic pary punkt闚 orientacyjnych. O ile nie wyst瘼uj przeszkody lub zagro瞠nia, granice par punkt闚 orientacyjnych s zwykle proste. W z這穎nym 鈔odowisku pracy granice par punkt闚 orientacyjnych tworz kraw璠zie tr鎩k徠闚 zwanych regionami orientacji. Przyk豉d pokazano na ilustracji.



LASEROWYCH DANYH TRANSMISJA

Wi您ki laserowe mo積a modulowa w celu przekazywania informacji, w taki sam spos鏏 jak fale radiowe. Laserowa transmisja danych umo磧iwia przes豉nie kilku sygna堯w szerokopasmowych lub wielu sygna堯w w御kopasmowych za pomoc pojedynczej wi您ki 鈍iat豉. Ta metoda transmisji danych jest stosowana w niekt鏎ych mobilnych systemach robotycznych. Nadajnik komunikacji laserowej ma procesor lub wzmacniacz sygna逝, modulator i laser (g鏎na cz窷 ilustracji). Odbiornik wykorzystuje fotokom鏎k, wzmacniacz i procesor sygna逝 (dolna cz窷 ilustracji). Mo積a przesy豉 dowolne dane, w tym sygna造 g這sowe, telewizyjne i cyfrowe. Systemy komunikacji laserowej mog by liniowe lub 鈍iat這wodowe. W systemie widoczno軼i wi您ka przemieszcza si w linii prostej przez przestrze lub czyste powietrze. Poniewa wi您ki laserowe pozostaj w御kie na du瞠 odleg這軼i, mo磧iwa jest komunikacja na du瞠 odleg這軼i. Jednak ten schemat nie dzia豉 dobrze przez chmury, mg喚, deszcz, 郾ieg lub inne przeszkody. Ustawienie lasera i fotodetektora musi by dok豉dne. W 鈍iat這wodowym systemie komunikacji laserowej wi您ka jest prowadzona przez w堯kno szklane lub z tworzywa sztucznego. Jest to podobne do komunikacji przewodowej lub kablowej, ale z du穎 wi瘯sz wszechstronno軼i. Uk豉dy optyczne nie s podatne na dzia豉nie zak堯ce elektromagnetycznych (EMI), podobnie jak niekt鏎e przewody i sieci kablowe. Systemy 鈍iat這wodowe dobrze nadaj si do sterowania robotami, szczeg鏊nie w nieprzyjaznych 鈔odowiskach, takich jak g喚bokie morze.

LINIOWE PROGRAMOWANIE

Programowanie liniowe to proces optymalizacji dw鏂h lub wi璚ej zmiennych, kt鏎e zmieniaj si niezale積ie od siebie. Prosty przyk豉d programowania liniowego pokazano na ilustracji. Dwie zmienne to wsp馧rz璠ne po這瞠nia x i y w p豉szczy幡ie kartezja雟kiej (prostok徠nej). Zmienne reprezentuj pozycje dw鏂h robot闚 poruszaj帷ych si po liniach prostych w obr瑿ie obszaru roboczego. 圭ie磬a robota A jest pokazana lini ci庵陰; 軼ie磬a robota B jest pokazana lini przerywan. Za堯禦y, 瞠 robot A porusza si z pr璠ko軼i 1.150 m / s, a robot B porusza si z pr璠ko軼i 0,755 m / s. Punkty pocz徠kowe s oznaczone grubymi kropkami. Programowanie liniowe mo瞠 odpowiedzie na nast瘼uj帷e pytania:

•  Jak d逝go po uruchomieniu roboty b璠 najbli瞠j siebie?

•  Czy roboty zderz si, chyba 瞠 zmieni kurs lub pr璠ko嗆?

•  Jakie b璠 wsp馧rz璠ne robota A w momencie najbli窺zego podej軼ia?

•  Jakie b璠 wsp馧rz璠ne robota B w czasie najbli窺zego podej軼ia?

Komputery mo積a zaprogramowa w celu szybkiego i 豉twego rozwi您ania tych problem闚. Inteligentne roboty rozwi您uj takie problemy w razie potrzeby, bez nadzoru ze strony operatora. Obliczenia te s wa積e, je郵i w ma造m obszarze roboczym znajduje si wiele robot闚, a robotom brakuje wyrafinowanych czujnik闚 unikania kolizji.



LOAD / HAUL / DUMP

Load / Haul / Dump, w skr鏂ie LHD, jest rodzajem robota mobilnego stosowanego w g鏎nictwie i budownictwie. Robi dok豉dnie to, co sugeruje jego nazwa. Z pomoc operatora LHD 豉duj 豉dunek, przewo膨 go z jednego miejsca do drugiego i zrzucaj w wyznaczone miejsce. W g鏎nictwie LHD maj 豉twiejszy czas ni w budownictwie og鏊nym. Geometria kopalni jest 豉two zaprogramowana w sterowniku robota; uk豉d zmienia si powoli. Ponowne programowanie nie musi by cz瘰to wykonywane. Jednak w budownictwie krajobraz jest bardziej skomplikowany i zmienia si szybko w miar post瘼u prac. Dlatego mapy komputerowe musz by cz瘰to aktualizowane. W g鏎nictwie wszystkie 豉dunki s zwykle takie same pod wzgl璠em masy i obj皻o軼i, poniewa ka盥y 豉dunek sk豉da si z okre郵onej ilo軼i jednej substancji, takiej jak w璕iel lub ruda 瞠laza. Na budowie, charakter, a co za tym idzie ci篹ar i obj皻o嗆 豉dunku mo瞠 si r騜ni. Pojazdy LHD u篡waj r騜nych metod nawigacji, w tym sygna堯w nawigacyjnych, map komputerowych, czujnik闚 po這瞠nia i system闚 wizyjnych. LHD mog by autonomiczne, chocia korzystanie z jednego kontrolera dla wielu robot闚 ma zalety.

LOKALNEGO SKUPIENIA FUNKCJA

W robotycznym systemie wizyjnym zwykle nie jest konieczne u篡cie ca貫go obrazu do wykonania funkcji. Cz瘰to potrzebna jest tylko jedna funkcja lub niewielki region na obrazie. Aby zminimalizowa miejsce w pami璚i i zoptymalizowa pr璠ko嗆, mo積a u篡 funkcji lokalnego skupienia. Za堯禦y, 瞠 robot musi pobra szczypce z przybornika. To narz璠zie ma charakterystyczny kszta速 przechowywany w pami璚i. Mo積a zapisa kilka r騜nych obraz闚, reprezentuj帷ych szczypce widziane pod r騜nymi k徠ami. System wizyjny szybko skanuje przybornik, a znajdzie obraz, kt鏎y pasuje do jednego z jego obraz闚 dla szczypiec. To oszcz璠za czas w por闚naniu z metod pr鏏 i b喚d闚, w kt鏎ych robot podnosi narz璠zie po narz璠ziu, a znajdzie szczypce. System ludzkiego oka / m霩gu wykorzystuje lokalne skupienie bez 鈍iadomego wysi趾u. Je郵i kto jedzie w lesie i widzi znak "Uwa瘸j na zwierz皻a przechodz帷e przez jezdni", kierowca b璠zie szuka zwierz徠 na jezdni lub w jej pobli簑. System ludzkiego oka / m霩gu mo瞠 natychmiast odr騜ni animacj od obiekt闚 nieo篡wionych. Sterownik robota z wyrafinowanym lokalnym ukierunkowaniem funkcji, w po陰czeniu ze sztuczn inteligencj (AI), mo瞠 zrobi to samo.

LOGIKA

Logika mo瞠 odnosi si do jednej z dw鏂h rzeczy w elektronice, informatyce i sztucznej inteligencji (AI). Algebra boolowska jest reprezentacj instrukcji jako symboli, wraz z operacjami, generuj帷ymi r闚nania. Ta forma logiki jest wa積a w projektowaniu uk豉d闚 cyfrowych, w tym komputer闚. Algebra boolowska jest form logiki dedukcyjnej, poniewa wnioski s wyprowadzane lub wywnioskowane w sko鎍zonej liczbie krok闚. W indukcji matematycznej udowodniono, 瞠 stwierdzenie jest prawdziwe dla sekwencji przypadk闚. Po pierwsze, stwierdzenie to potwierdzi si dedukcyjnie w jednym przypadku. Nast瘼nie udowodniono, 瞠 je郵i stwierdzenie jest prawdziwe w przypadku dowolnego przypadku, jest prawdziwe w przypadku nast瘼nego przypadku w sekwencji. To implikuje prawd dla ca貫j sekwencji, nawet je郵i sekwencja jest niesko鎍zona. Matematycy uwa瘸j to za ca趾owicie rygorystyczne i dopuszczalne. W celu dok豉dnego om闚ienia logiki dedukcyjnej i indukcji matematycznej zaleca si tekst o logice symbolicznej.

Logika tr鎩stronna dopuszcza stan neutralny, ani prawdziwy, ani fa連zywy, opr鏂z zwyk造ch stan闚 prawda / fa連z (wysoki / niski). Te trzy warto軼i s reprezentowane przez logik -1 (fa連z), 0 (neutralny) i +1 (prawda). Uk豉dy tr鎩stronne mog by 豉two reprezentowane w obwodach elektronicznych za pomoc dodatnich, zerowych i ujemnych pr康闚 lub napi耩. W logice rozmytej warto軼i obejmuj ci庵造 zakres od "ca趾owicie fa連zywego", przez neutralny, do "ca趾owicie prawdziwego". Logika rozmyta dobrze nadaje si do kontroli niekt鏎ych proces闚. Jego zastosowanie stanie si bardziej rozpowszechnione w miar post瘼u technologii AI. Logika rozmyta mo瞠 by reprezentowana cyfrowo w dyskretnych krokach; liczba krok闚 to zwykle pot璕a 2.

LOGICZNA BRAMKA

Wszystkie cyfrowe urz康zenia i systemy binarne wykorzystuj prze陰czniki elektroniczne, kt鏎e wykonuj r騜ne funkcje boolowskie. Prze陰cznik tego typu nazywa si bramk logiczn. Zwykle cyfra binarna 1 oznacza "prawda" i jest reprezentowana przez oko這 +5 V. Cyfra binarna 0 oznacza "fa連z" i jest reprezentowana przez napi璚ie bliskie 0 V. Ten schemat jest znany jako logika dodatnia. Istniej inne formy logiczne, z kt鏎ych najcz瘰tsz jest logika ujemna (w kt鏎ej cyfra 1 jest reprezentowana przez bardziej ujemne napi璚ie ni cyfra 0). Pozosta豉 cz窷 tej dyskusji dotyczy logiki pozytywnej. Falownik, zwany tak瞠 bramk NOT, ma jedno wej軼ie i jedno wyj軼ie. Odwraca stan wej軼ia. Bramka OR mo瞠 mie dwa lub wi璚ej wej嗆. Je郵i oba lub wszystkie z wej嗆 maj warto嗆 0, w闚czas wyj軼ie wynosi 0. Je郵i kt鏎ekolwiek z wej嗆 ma warto嗆 1, w闚czas wyj軼ie ma warto嗆 1. I ORAZ bramka mo瞠 mie dwa lub wi璚ej wej嗆. Je郵i oba lub wszystkie wej軼ia maj warto嗆 1, w闚czas wyj軼ie wynosi 1. W przeciwnym razie wyj軼ie wynosi 0. Czasami falownik i bramka OR s po陰czone. Powoduje to powstanie bramki NOR. Je郵i falownik i bramka AND s po陰czone, wynikiem jest bramka NAND. Ekskluzywna bramka OR, zwana tak瞠 bramk XOR, ma dwa wej軼ia i jedno wyj軼ie. Je郵i dwa wej軼ia s takie same (oba 1 lub oba 0), w闚czas warto嗆 wyj軼iowa wynosi 0. Je郵i dwa dane wej軼iowe s r騜ne, w闚czas dane wyj軼iowe wynosz 1. Funkcje bramek logicznych s podsumowane w towarzysz帷ej tabeli i ich schemat symbole pokazano na ilustracji.

Typ bramy: Liczba wej嗆: Uwagi

INWERTER (NIE): 1: Zmienia stan wej軼ia

OR : 2 lub wi璚ej: Wyj軼ie wysokie, je郵i jakiekolwiek wej軼ia s wysokie, Wyj軼ie niskie, je郵i wszystkie wej軼ia s niskie

AND : 2 lub wi璚ej: Niska moc wyj軼iowa, je郵i jakie sygna造 wej軼iowe s niskie, Wysoka moc wyj軼iowa, je郵i wszystkie sygna造 wej軼iowe s wysokie

NOR: 2 lub wi璚ej: Niski poziom wyj軼iowy, je郵i jakie dane wej軼iowe s wysokie; ,, Wysoki poziom wyj軼iowy, je郵i wszystkie dane wej軼iowe s niskie

NAND: 2 lub wi璚ej: Wyj軼ie wysokie, je郵i jakie wej軼ia s niskie, Wyj軼ie niskie, je郵i wszystkie wej軼ia s wysokie

XOR: 2: Wyj軼ie wysokie, je郵i wej軼ia r騜ni si, Wyj軼ie niskie, je郵i wej軼ia s takie same



LOG-POLAR TRANSFORMACJA

Podczas mapowania obrazu do u篡cia w zrobotyzowanym systemie wizyjnym czasami pomaga transformacja obrazu z jednego rodzaju uk豉du wsp馧rz璠nych na inny. W logarytmicznej transformacji biegunowo komputer przekszta販a obraz o wsp馧rz璠nych biegunowych w obraz o wsp馧rz璠nych prostok徠nych. Zasada przetwarzania obrazu logarytmiczno-polarnego pokazano na ilustracji. Uk豉d biegunowy z wykre郵onymi dwiema 軼ie磬ami obiekt闚 jest przedstawiony na g鏎nym wykresie. Prostok徠ny odpowiednik, z tymi samymi pokazanymi 軼ie磬ami, znajduje si na dolnym wykresie. Promie biegunowy jest odwzorowany na pionowej prostok徠nej osi; k徠 biegunowy jest odwzorowany na poziomej prostok徠nej osi. Wsp馧rz璠ne promieniowe s nier闚nomiernie rozmieszczone na mapie biegunowej, ale s jednorodne na mapie prostok徠nej. Podczas transformacji brany jest logarytm promienia. Powoduje to peryferyjne zniekszta販enie obrazu. Rozdzielczo嗆 jest zmniejszona dla odleg造ch obiekt闚, ale poprawiona dla pobliskich cel闚. W robotycznej nawigacji zbli瞠nia s zwykle wa積iejsze ni odleg貫, wi璚 jest to dobry kompromis. Logarytmiczna transformacja znacznie zniekszta販a wygl康 sceny dla ludzi. Komputer nie ma z tym 瘸dnych problem闚, poniewa ka盥y punkt na obrazie odpowiada jednemu punktowi w prawdziwej przestrzeni. Oznacza to, 瞠 mapowanie punktowe jest korespondencj jeden do jednego. W robotycznych systemach wizyjnych stosuje si kamery telewizyjne, kt鏎e skanuj w prostok徠nych wsp馧rz璠nych, ale zdarzenia w prawdziwej przestrzeni maj charakter lepiej reprezentowany przez wsp馧rz璠ne biegunowe. Logarytmiczna transformacja mo瞠 zatem zmienia rzeczywiste ruchy i postrzeganie w obrazy, kt鏎e mo積a skutecznie rozwi您a za pomoc zrobotyzowanego systemu wizyjnego.



LOOP [P邛LA]

P皻la jest powtarzaj帷 si sekwencj operacji w programie komputerowym. Liczba powt鏎ze mo瞠 wynosi od dw鏂h do tysi璚y, milion闚 lub miliard闚. Cz瘰to liczba iteracji zale篡 od wprowadzanych danych. W niekt鏎ych programach p皻le znajduj si w p皻lach. Nazywa si to zagnie盥瘸niem p皻li. P皻le s przydatne w obliczeniach matematycznych, kt鏎e obejmuj powtarzalne operacje. Do czasu opracowania komputer闚 wielu takich problem闚 nie mo積a by這 rozwi您a. Problemy nie wi您a造 si z ezoterycznymi zasadami, ale tryliony na tryliony krok闚 zaj窸yby jednej osobie, nawet wyposa穎nej w pot篹ny kalkulator (lub liczyd這), wi璚ej ni ca貫 篡cie. Czasami pope軟iane s b喚dy w programowaniu i komputer przechodzi przez p皻l, nie osi庵aj帷 stanu, w kt鏎ym mo瞠 wyj嗆 z p皻li. Nazywa si to p皻l niesko鎍zon lub niesko鎍zon. Zawsze powoduje to, 瞠 program nie mo瞠 doj嗆 do satysfakcjonuj帷ego zako鎍zenia. W skrajnych przypadkach mo瞠 to spowodowa awari komputera. W ka盥ym systemie wykorzystuj帷ym sprz篹enie zwrotne 軼ie磬a sygna逝 sprz篹enia zwrotnego nazywana jest p皻l. Termin "p皻la" mo瞠 r闚nie odnosi si do graficznego przedstawienia dzia豉nia systemu wykorzystuj帷ego sprz篹enie zwrotne.

LUDDITE [TECHNOFOB]

Za ka盥ym razem, gdy pojawia si nowa wa積a innowacja technologiczna, niekt鏎zy ludzie obawiaj si, 瞠 strac prac. Utrata pracy mo瞠 wyst徙i z co najmniej dw鏂h powod闚. Po pierwsze, wi瘯sza efektywno嗆 zmniejsza liczb os鏏 potrzebnych do funkcjonowania korporacji lub agencji. Po drugie, ludzcy pracownicy byli czasami zast瘼owani maszynami, poniewa nie choruj, nie robi przerw na kaw i nie wymagaj wakacji. Ludzie, kt鏎zy z jakiegokolwiek powodu maj przesadny l瘯 przed technologi, nazywani s technofobami. Podczas rewolucji przemys這wej w Anglii technofobowie szaleje i niszcz nowy sprz皻, kt鏎y, jak obawiali si, odbierze im prac. Ich przyw鏚c by cz這wiek o imieniu Ned Ludd, wi璚 ludzie ci stali si znani jako Luddyci. Robotyzacja nie wywo豉豉 reakcji typu Luddite w dniach ostatnich w Stanach Zjednoczonych, Japonii lub Europie. Przyczyny tego nie s ca趾owicie znane. Niekt鏎zy roboty軼i sugeruj, 瞠 brak du瞠go ruchu luddyjskiego wynika dzi z faktu, 瞠 standard 篡cia jest obecnie wy窺zy ni w czasach Neda Ludda. Zgodnie z wszelkimi wskazaniami spo貫cze雟two jest zale積e od komputer闚, robot闚 i innych zaawansowanych technicznie urz康ze, a wszyscy - nawet technofobowie - wiedz, 瞠 zniszczenie tych maszyn wyrz康zi這by wi璚ej szkody ni po篡tku.

S這wnik Robotyki : "M"


MASZYNOWY J佖YK

Komputer nie dzia豉 ze s這wami ani nawet ze znanymi liczbami o podstawowie 10. Zamiast tego maszyna u篡wa kombinacji zer i jedynek. S to dwa stany binarne, reprezentowane r闚nie przez on / off, high / low lub true / false. Zapisane dane w j瞛yku maszynowym wygl康aj jak ci庵 zer i jedynek, na przyk豉d 0110100100. Mo積a to przedstawi graficznie za pomoc wykresu, jak pokazano na ilustracji. Kiedy operator komputera pisze program lub osoba wydaje polecenie kontrolerowi robota, odbywa si to w j瞛yku wysokiego poziomu. Musi to zosta przekonwertowane na j瞛yk maszynowy komputera. Dane wyj軼iowe komputera s r闚nie t逝maczone z j瞛yka maszynowego na dowolny j瞛yk wysokiego poziomu u篡wany przez programist lub operatora.



MACHINING [OBR笅KA]

W robotyce przemys這wej obr鏏ka to modyfikacja cz窷ci podczas monta簑. Przyk豉dami obr鏏ki s wiercenie, usuwanie zadzior闚 w wierconych otworach, spawanie, szlifowanie i polerowanie. Na linii monta穎wej wiele identycznych cz窷ci przechodzi szybko przez ka盥 stacj robocz, a pracownik lub robot wielokrotnie wykonuje te same zadania. Istniej dwie metody, za pomoc kt鏎ych roboty wykonuj obr鏏k. Robot mo瞠 przytrzyma narz璠zie, gdy cz窷 pozostaje nieruchoma, lub robot mo瞠 przytrzyma cz窷, gdy narz璠zie pozostaje w po這瞠niu.

Robot trzyma narz璠zie

Ta metoda ma nast瘼uj帷e zalety:

o Ma貫 roboty mog by u篡wane, je郵i narz璠zie nie jest ci篹kie.

o Cz窷ci mog by du瞠 i ci篹kie, poniewa nie musz by przenoszone robot.

o Robot mo瞠 si 豉two regulowa w miar zu篡cia narz璠zia.

Robot trzyma cz窷

Zalet tej metody s:

o Cz窷 mo積a przenie嗆 do dowolnego z kilku r騜nych narz璠zi, bez konieczno軼i zmiany narz璠zia na ramieniu robota.

o Narz璠zia mog by du瞠 i ci篹kie, poniewa nie trzeba ich przenosi.

o Narz璠zia mog mie masywne, mocne silniki, poniewa robot nie musi ich utrzymywa.

Niekt鏎e sytuacje przemys這we lepiej nadaj si do pierwszej metody, podczas gdy niekt鏎e procesy s wykonywane wydajniej przy u篡ciu drugiej metody. Niekt鏎e procesy nie nadaj si do obr鏏ki robotycznej. Obejmuj one zadania wymagaj帷e subiektywnych decyzji. Niekt鏎e produkty prawdopodobnie nigdy nie zostan wyprodukowane przy u篡ciu robot闚, poniewa nie b璠 op豉calne. Przyk豉dem jest samoch鏚 zbudowany na zam闚ienie, sk豉dany cz窷 po cz窷ci, a nie na linii monta穎wej.

MACROKNOWLEDGE

Macroknowledge jest terminem u篡wanym w sztucznej inteligencji (AI), co oznacza "wiedz w szerokim znaczeniu tego s這wa". Przyk豉dem macroknowledge jest zestaw definicji r騜nych klas istot 篡wych. Dwie g堯wne klasy to ro郵iny i zwierz皻a (chocia niekt鏎e formy 篡cia maj cechy wsp鏊ne dla obu klas). W klasie zwierz徠 mo瞠my skupi si na ciep這krwistych i zimnokrwistych stworzeniach. Wiedza o 篡wych istotach mo瞠 zosta wykorzystana przez inteligentnego robota do ustalenia, na przyk豉d, czy dwuno積y cz這wiek zbli瘸j帷y si do niego to cz這wiek, inny robot czy goryl

MAGNITUDE PROFIL [PROFIL WIELKO列I]

Termin profil wielko軼i odnosi si do sposobu, w jaki robot zachowuje si w pobli簑 obiektu b璠帷ego przedmiotem zainteresowania. W szczeg鏊no軼i termin ten odnosi si do zmiany d逝go軼i (wielko軼i) wektora, w zale積o軼i od odleg這軼i (promienia) od obiektu b璠帷ego przedmiotem zainteresowania. Wielko嗆 wektora mo瞠 reprezentowa poziom wyj軼iowy z czujnika zbli瞠niowego lub urz康zenia do pomiaru odleg這軼i lub pr璠ko嗆 lub przyspieszenie robota w okre郵onym kierunku w stosunku do obiektu b璠帷ego przedmiotem zainteresowania. Na przyk豉d za堯禦y, 瞠 robot jest wyposa穎ny w czujnik zbli瞠niowy zaprojektowany w celu ostrzegania go, gdy w pobli簑 znajduj si przeszkody. Wyj軼ie z czujnika wzrasta wraz ze zmniejszaniem si odleg這軼i mi璠zy robotem a obiektem. Mo瞠 to mie miejsce w zale積o軼i od r騜nych profili wielko軼i. Na ilustracji przedstawiono trzy najcz窷ciej wyst瘼uj帷e.



W systemie o profilu sta貫go zrzutu, kt鏎y mo積a r闚nie nazwa profilem wykrywania progu, sygna wyj軼iowy czujnika wynosi zero, dop鏦i robot nie znajdzie si w okre郵onej odleg這軼i od obiektu (w tym przypadku oko這 7,5 jednostek, jak pokazano na wykresie Gdy robot znajduje si bli瞠j ni promie krytyczny, sygna wyj軼iowy czujnika jest wysoki i sta造 i nie zmienia si wraz z odleg這軼i. W systemie o liniowym profilu odpadania sygna wyj軼iowy czujnika wynosi zero, dop鏦i robot nie znajdzie si w okre郵onej odleg這軼i od obiektu (w tym przypadku oko這 6,5 jednostek, jak pokazano na wykresie). Gdy robot znajduje si bli瞠j ni promie krytyczny, sygna wyj軼iowy czujnika zmienia si w zale積o軼i od funkcji prostej o nachyleniu ujemnym, jak pokazano, osi庵aj帷 maksimum, gdy robot ma zamiar uderzy w obiekt. W systemie z wyk豉dniczym profilem odpadania moc wyj軼iowa czujnika zmienia si odwrotnie w zale積o軼i od odleg這軼i od promienia. Nie ma nag造ch przej嗆 ani zagi耩 na krzywej, jak w przypadku pozosta造ch dw鏂h schemat闚 profili. Sygna wyj軼iowy czujnika spada do zera w znacznej odleg這軼i od obiektu; gdy robot ma zamiar uderzy w obiekt, moc wyj軼iowa czujnika jest maksymalna.

MANIPULATOR

Manipulator sk豉da si z ramienia robota i chwytaka lub efektora ko鎍owego na ko鎍u ramienia. Termin ten mo瞠 r闚nie odnosi si do zdalnie sterowanego robota.

MEAN TIME BEFORE FAILURE/MEAN TIME BETWEEN FAILURES [OZNACZ CZAS PRZED AWARI / OZNACZ CZAS MI犵ZY AWARIAMI (MTBF)]

Wydajno嗆 robota, komputera lub innej maszyny mo積a okre郵i na r騜ne sposoby. Dwa najcz瘰tsze to 鈔edni czas przed awari i 鈔edni czas mi璠zy awariami, oba w skr鏂ie MTBF.

Sk豉dnik

W przypadku pojedynczego elementu, takiego jak uk豉d scalony, MTBF (鈔edni czas przed awari) to czas, przez kt鏎y mo積a oczekiwa, aby urz康zenie dzia豉這, zanim ulegnie awarii. Mo積a to stwierdzi, testuj帷 szereg komponent闚 i u鈔edniaj帷 czas ich dzia豉nia. Uproszczony przyk豉d MTBF, obliczony w godzinach na podstawie dzia豉nia pi璚iu identycznych, hipotetycznych 瘸r闚ek, pokazano na rysunku. Czas 篡cia jest u鈔edniany, aby uzyska wynik. Aby wyniki by造 znacz帷e, liczba pr鏏ek musi by znacznie wi瘯sza ni pi耩. Testowanie du瞠j liczby sk豉dnik闚, takich jak 1000, a nawet 10.000, eliminuje przypadkowo wypaczone wyniki.

System

W przypadku systemu, takiego jak robot lub komputer, 鈔edni czas mi璠zy awariami jest okre郵any na podstawie cz瘰totliwo軼i awarii maszyny. Podobnie jak w przypadku metody testowania komponent闚, do tego testu najlepiej jest u篡wa wielu identycznych maszyn. Warunki testu powinny by jak najbardziej realne. Przy du篡m systemie jest wiele komponent闚, z kt鏎ych ka盥y mo瞠 dzia豉 nieprawid這wo. Og鏊nie rzecz bior帷, im bardziej z這穎ny system, tym kr鏒szy jest MTBF, je郵i wszystkie inne czynniki s utrzymywane na sta造m poziomie. Nie oznacza to oczywi軼ie, 瞠 proste systemy s lepsze ni systemy wyrafinowane. Dlatego w przypadku robot闚 i komputer闚 MTBF nie jest bezpo鈔ednim ani og鏊nym wska幡ikiem jako軼i maszyny.



MECHATRONIKA

Mechatronika to termin, kt鏎y po raz pierwszy pojawi si w Japonii. Jest to po陰czenie s堯w "mechanika" i "elektronika" i odnosi si do technologii stosowanej w robotyce. Termin ma takie samo dos這wne znaczenie jak elektromechanika. W Japonii mechatronika sta豉 si synonimem pot璕i przemys這wej i ekonomicznej w drugiej po這wie XX wieku. Po II wojnie 鈍iatowej Japo鎍zycy przyj瘭i motto: "Z豉p i wyprzed Zach鏚". Mieli nadziej, 瞠 zrobi to ci篹ka praca, innowacje i przywi您anie do jako軼i: rzeczy, kt鏎e sprawi造, 瞠 Stany Zjednoczone by造 zamo積e. Japonia eksportuje dzi sprz皻 mechatroniczny. Czasami nazywa si to "Japan, Inc." Wraz z rozwojem sztucznej inteligencji (AI) w systemach robotycznych znaczenie mechaniki mo瞠 si zmniejszy, a znaczenie elektroniki mo積a si spodziewa wzrostu.

MEDYCZNY ROBOT

Nauki medyczne sta造 si jedn z najwi瘯szych ga喚zi przemys逝 w cywilizowanym 鈍iecie. Istnieje wiele mo磧iwych sposob闚 wykorzystania robot闚 w tej bran篡. Najbardziej prawdopodobny scenariusz dotyczy mobilnego asystenta robota lub piel璕niarki.

Paranurse

Robot paranurystyczny (asystent piel璕niarki) mo瞠 toczy si na trzech lub czterech ko豉ch zamontowanych w podstawie. Dzia豉nie robota mo瞠 by nadzorowane ze stanowiska piel璕niarek. Ten robot dzia豉 bardzo podobnie do robota osobistego. Mo瞠 dostarcza posi趾i, zbiera tace i wydawa leki w postaci tabletek. Zrobotyzowana paranura mo瞠 r闚nie, przynajmniej teoretycznie, dokonywa pomiar闚 parametr闚 篡ciowych pacjenta (temperatura, t皻no, ci郾ienie krwi i cz瘰to嗆 oddech闚).

W ciele

Roboty mog by u篡wane jako sztuczne ko鎍zyny. Pozwala to osobom po amputacji i paraplegikom dzia豉 tak, jakby nigdy nie zosta造 ranne. Bardziej radykalne poj璚ie wymy郵one przez niekt鏎ych badaczy robotyki dotyczy produkcji przeciwcia robot闚. Te mikroskopijne stworzenia mog造by zosta wstrzykni皻e do krwiobiegu pacjenta i kr捫y造 woko這 w poszukiwaniu wirus闚 lub bakterii i niszcz帷 je. Sterownik robota mo積a zaprogramowa tak, aby powodowa, 瞠 ma貫 maszyny 軼iga造 tylko okre郵ony rodzaj mikroorganizmu. Niekt鏎zy badacze sugeruj, 瞠 zwi您ki organiczne mog by 陰czone cz御teczka po cz御teczce w celu stworzenia robot闚 biologicznych.

Zabawa

Jednym z bardziej interesuj帷ych zastosowa robot闚 w medycynie jest rozrywka pacjenta. W tym miejscu wa積a staje si sztuczna inteligencja (AI). Dla dzieci roboty mog gra w proste gry i czyta historie. W przypadku doros造ch roboty mog czyta na g這s i prowadzi rozmowy. G堯wny argument u篡ty przeciwko robotom medycznym utrzymuje, 瞠 chorzy potrzebuj ludzkiego dotyku, kt鏎ego maszyna nie jest w stanie zapewni. Kontrargument twierdzi, 瞠 roboty medyczne nie maj na celu zast徙ienia ludzkich lekarzy i piel璕niarek, ale jedynie po to, aby odrobi luz, pomagaj帷 z豉godzi nud pacjent闚, uwalniaj帷 ludzi do opieki nad bardziej krytycznymi sprawami. Niekt鏎zy pacjenci, zw豉szcza dzieci, uwa瘸j roboty za niezmiernie zabawne. Ka盥y, kto przebywa w szpitalu od kilku dni, wie, jak nudne mo瞠 by. Robot, kt鏎y potrafi opowiedzie kilka dobrych 瘸rt闚, mo瞠 rozja郾i dzie ka盥ego pacjenta.

MEMORY [PAMI岊]

Pami耩 odnosi si do przechowywania danych binarnych w postaci wysokiego i niskiego poziomu (logiczne jedynki i zera). Istnieje kilka form pami璚i. Wielko嗆 pami璚i jest czynnikiem decyduj帷ym o tym, jak "inteligentny" jest komputer. Jest r闚nie pomocny w wyborze odpowiedniego poziomu kontrolera dla systemu robotycznego. Pami耩 jest mierzona w bajtach, kilobajtach (kB), megabajtach (MB), gigabajtach (GB) i terabajtach (TB).

Pami耩 o dost瘼ie swobodnym (RAM)

Uk豉dy pami璚i o dost瘼ie swobodnym (RAM) przechowuj dane w macierzach zwanych macierzami. Dane mog by adresowane (wybrane) z dowolnego miejsca w matrycy. Dane mo積a 豉two zmienia i przechowywa z powrotem w pami璚i RAM, w ca這軼i lub w cz窷ci. Pami耩 RAM jest czasami nazywana pami璚i do odczytu / zapisu. Przyk豉dem pami璚i RAM jest plik komputerowy do edycji tekstu. Ta definicja zosta豉 zapisana w p馧przewodnikowej pami璚i RAM, wraz ze wszystkimi definicjami termin闚 zaczynaj帷ymi si na liter M, zanim zosta豉 zapisana na dysku, przetworzona i ostatecznie wydrukowana. Istniej dwa rodzaje pami璚i RAM: dynamiczna pami耩 RAM (DRAM) i statyczna pami耩 RAM (SRAM). DRAM wykorzystuje tranzystory i kondensatory z uk豉dami scalonymi (IC); dane s przechowywane jako kondensatory na kondensatorach. Op豉ta musi zosta uzupe軟iona cz瘰to, albo zostanie utracony do roz豉dowania. Uzupe軟ianie odbywa si sto razy na sekund. SRAM u篡wa obwodu zwanego flip-flop do przechowywania danych. Pozbywa si to konieczno軼i ci庵貫go uzupe軟iania 豉dunku, ale kompromis polega na tym, 瞠 uk豉dy SRAM wymagaj wi璚ej element闚 do przechowywania okre郵onej ilo軼i danych.

Zmienna i nieulotna pami耩 RAM

W przypadku dowolnej pami璚i RAM dane s usuwane po wy陰czeniu urz康zenia, chyba 瞠 przewidziano pewne mo磧iwo軼i tworzenia kopii zapasowych pami璚i. Najcz瘰tszym sposobem tworzenia kopii zapasowej pami璚i jest u篡cie ogniwa lub baterii. Nowoczesne pami璚i IC potrzebuj tak ma這 pr康u do przechowywania swoich danych, 瞠 bateria zapasowa wytrzyma tak d逝go w obwodzie, jak na p馧ce. Nowa forma nieulotnej pami璚i RAM, znana jako pami耩 flash, mo瞠 przechowywa du瞠 ilo軼i danych w niesko鎍zono嗆, nawet po od陰czeniu zasilania. Pami耩, kt鏎a znika po od陰czeniu zasilania, nazywana jest ulotn pami璚i. Je郵i pami耩 zostanie zachowana po od陰czeniu zasilania, jest nieulotna.

Pami耩 tylko do odczytu (ROM i PROM)

W przeciwie雟twie do pami璚i RAM, pami耩 tylko do odczytu (ROM) jest dost瘼na w ca這軼i lub w cz窷ci, ale nie jest nadpisywana. Standardowa pami耩 ROM jest programowana fabrycznie. To sta貫 programowanie jest znane jako oprogramowanie uk豉dowe. Istniej r闚nie uk豉dy pami璚i ROM, kt鏎e u篡tkownik mo瞠 zaprogramowa i przeprogramowa. Ten typ pami璚i jest znany jako programowalna pami耩 tylko do odczytu (PROM).

Kasowalna PROM

Wymazywalnym, programowalnym uk豉dem pami璚i tylko do odczytu (EPROM) jest uk豉d scalony kt鏎ych pami耩 jest typu tylko do odczytu, ale kt鏎e mo積a przeprogramowa za pomoc okre郵onej procedury. Trudniej jest przepisa dane w pami璚i EPROM ni w pami璚i RAM; zwyk造 proces usuwania polega na ekspozycji na promieniowanie ultrafioletowe (UV). Uk豉d EPROM mo積a rozpozna po obecno軼i przezroczystego okna ze zdejmowan pokryw, przez kt鏎 promienie UV s usuwane w celu usuni璚ia danych. Chip nale篡 pobra z obwodu, w kt鏎ym jest u篡wany, wystawi na dzia豉nie promieni UV przez kilka minut, a nast瘼nie przeprogramowa w specjalnym procesie. Istniej pami璚i EPROM, kt鏎e mo積a usun望 za pomoc 鈔odk闚 elektrycznych. Taki uk豉d scalony nazywany jest elektrycznie kasowaln programowaln pami璚i tylko do odczytu (EEPROM). Chip闚 tych nie trzeba wyjmowa z obwodu w celu przeprogramowania.

MEMORY ORGANIZATION PACKET [PAKIET ORGANIZACJI PAMI犴I]

Jednym z najbardziej obiecuj帷ych aspekt闚 sztucznej inteligencji (AI) jest jej wykorzystanie jako narz璠zia do przewidywania przysz造ch wydarze na podstawie tego, co wydarzy這 si w przesz這軼i. Procesowi temu pomaga uporz康kowanie pami璚i komputera w uog鏊nienia zwane pakietami organizacji pami璚i (MOP). Niekt鏎e prymitywne przyk豉dy MOP to nast瘼uj帷e stwierdzenia:

•  Je郵i wiatr przesunie si na wsch鏚 i spadnie barometr, zwykle b璠zie pada deszcz (lub 郾ieg w zimie) w ci庵u 24 godzin.

•  Je郵i wiatr przesunie si na zach鏚, a barometr si podniesie, czyszczenie zwykle nast瘼uje w ci庵u kilku godzin.

•  Lekkie wiatry i sta貫 wysokie ci郾ienie barometryczne zwykle oznaczaj niewielk zmian pogody przez co najmniej 24 godziny.

•  Z豉 pogoda przy sta造m, niskim ci郾ieniu barometrycznym zwykle oznacza z陰 pogod przez co najmniej 24 godziny.

S to szerokie uog鏊nienia i maj zastosowanie tylko w niekt鏎ych cz窷ciach 鈍iata (umiarkowane szeroko軼i geograficzne nad l康em), ale s to MOP oparte na do鈍iadczeniach meteorolog闚 z ostatnich kilku stuleci. W sztucznej inteligencji system mo積a zaprogramowa tak, aby znajdowa najbardziej aktualne MOP na podstawie dost瘼nych danych. Nast瘼nie mo瞠 zastosowa te MOP w najbardziej efektywny mo磧iwy spos鏏, aby dokona prognozy w danej sytuacji.

MESSAGE PASSING [PRZEKAZYWANIE WIADOMO列I]

Przekazywanie wiadomo軼i odnosi si do powtarzaj帷ego si przesy豉nia z這穎nych danych mi璠zy komputerami w sztucznie inteligentnym systemie. Gdy wiadomo嗆 jest przekazywana wiele razy, mog si zdarzy r騜ne rzeczy aby zmieni tre嗆 (patrz ilustracja). Czy opowiada貫 kiedy komu histori, ale tylko po to, aby us造sze j p騧niej w zupe軟ie innej formie? To samo mo瞠 si zdarzy w systemach komputerowych. Ha豉s i zniekszta販enia mog zmienia sygna造, ale w du瞠j mierze uda這 si to rozwi您a dzi瘯i nowoczesnym cyfrowym metodom transmisji. W przypadku wyrafinowanych komputer闚 pojawia si kolejny bugaboo. Sztucznie inteligentny system, zaprojektowany do subiektywnej oceny danych, a nie tylko ich przetwarzania, mo瞠 幢e interpretowa komunikat, a nawet upi瘯szy go w spos鏏, kt鏎ego u篡tkownicy nie zamierzali i nie mog przewidzie.



METAL-OXIDE SEMICONDUCTOR (MOS)

Tlenki niekt鏎ych metali wykazuj w豉軼iwo軼i izolacyjne i dielektryczne. Tak zwane komponenty elektroniczne z tlenku metalu p馧przewodnika (MOS) s szeroko stosowane od lat. Materia造 MOS obejmuj zwi您ki takie jak tlenek glinu i dwutlenek krzemu. Urz康zenia MOS s znane z niskiego zapotrzebowania na energi. Uk豉dy scalone MOS (IC) maj wysok g瘰to嗆 komponent闚 i du膨 pr璠ko嗆 robocz. Wszystkie urz康zenia MOS podlegaj uszkodzeniom w wyniku wy豉dowania elektrostatycznego. Dlatego nale篡 zachowa ostro積o嗆 podczas pracy z komponentami MOS. Uk豉dy scalone i tranzystory MOS powinny by przechowywane z wyprowadzeniami wprowadzonymi do pianki przewodz帷ej, wi璚 nie mog tego dokona du瞠 r騜nice potencja堯w rozwija si. Podczas budowania, testowania i serwisowania sprz皻u elektronicznego w kt鏎e urz康zenia MOS s obecne, cia這 technika i ca造 sprz皻 testowy powinny by utrzymywane na potencjale pr康u sta貫go (DC). Technologia metal-tlenek-p馧przewodnik dobrze nadaje si do wytwarzania cyfrowych uk豉d闚 scalonych. Opracowano kilka rodzin logicznych MOS. S one szczeg鏊nie przydatne w aplikacjach pami璚i o du瞠j g瘰to軼i. Wiele mikrokomputer闚 wykorzystuje technologi MOS.

METRIC PATH PLANNING [PLANOWANIE METRYCZNEJ 列IE涔I]

Metryczne planowanie 軼ie磬i to schemat automatycznej nawigacji, w kt鏎ym maszyna pr鏏uje znale潭 optymaln 軼ie磬 mi璠zy dwoma punktami. Zasadniczo wymaga to komputerowej mapy 鈔odowiska, zawieraj帷ej wszystkie mo磧iwe (lub prawdopodobne) trasy, kt鏎e robot mo瞠 pokona od punktu pocz徠kowego do celu. Typowym przyk豉dem planowania 軼ie磬i metrycznej jest wyb鏎 trasy wzd逝 systemu autostrad mi璠zy dwoma miastami. Za堯禦y, 瞠 podr騜ny zamierza odby podr騜 z miasta X do miasta Y. S to odpowiednio w瞛e pocz徠kowy i cel. Wymagana jest mapa pokazuj帷a wszystkie autostrady i drogi mi璠zy dwoma miastami, kt鏎e stanowi mo磧iwe lub rozs康ne trasy. Ta mapa stanowi reprezentacj. Im wi璚ej szczeg馧闚 pokazuje mapa, tym lepiej. Mapa powinna by jak najbardziej aktualna i powinna zawiera takie informacje, jak to, czy droga jest dwupasmowa czy czteropasmowa, strefy, w kt鏎ych prowadzona jest konserwacja dr鏬, nieregularno嗆 terenu i og鏊ne nat篹enie ruchu, kt鏎e mo瞠 wyst徙i na ka盥ym odcinku drogi. Korzystaj帷 z tych informacji, podr騜ny planuje podr騜; ten proces planowania stanowi algorytm. Postoje mog by planowane, w zale積o軼i od d逝go軼i podr騜y; s to w瞛造 po鈔ednie lub punkty trasy. Robot mo瞠 zaplanowa swoj tras dok豉dnie w taki sam spos鏏, jak podr騜uj帷y jad帷y z miasta X do miasta Y. Idealnie maszyna wybierze jedn i tylko jedn optymaln 軼ie磬 mi璠zy punktem pocz徠kowym a celem. Ta optymalna 軼ie磬a mo瞠 zaj望 najmniej czasu; alternatywnie mo瞠 to by ten, kt鏎y wymaga najmniejszych nak豉d闚 energii. 圭ie磬a najbardziej wydajna czasowo mo瞠 pokrywa si z 軼ie磬 najbardziej wydajn energetycznie, ale nie zawsze tak jest.

MIKROKOMPUTER

Mikrokomputer to ma造 komputer z jednostk centraln (CPU) zamkni皻 w jednym pakiecie z uk豉dem scalonym (IC). Procesor mikrokomputera jest czasem nazywany mikroprocesorem. Mikrokomputery r騜ni si wyrafinowaniem i pojemno軼i pami璚i, w zale積o軼i od zamierzonego zastosowania. Niekt鏎e osobiste mikrokomputery s dost瘼ne za mniej ni 100 USD. Takie urz康zenia wykorzystuj wy鈍ietlacze ciek這krystaliczne (LCD) i maj klawiatury podobne do maszyn do pisania. Wi瘯sze mikrokomputery s u篡wane przez powa積iejszych hobbyst闚 komputerowych i ma貫 firmy. Takie mikrokomputery kosztuj zwykle od kilkuset do kilku tysi璚y dolar闚. Mikrokomputery s cz瘰to u篡wane do regulacji pracy urz康ze elektrycznych i elektromechanicznych. Jest to znane jako sterowanie mikrokomputerowe. Sterowanie mikrokomputerem umo磧iwia wykonywanie z這穎nych zada przy minimalnym stopniu trudno軼i. Sterowanie mikrokomputerem jest szeroko stosowane w takich urz康zeniach jak roboty, samochody i samoloty. Na przyk豉d mo積a zaprogramowa mikrokomputer, aby w陰cza piekarnik, podgrzewa 篡wno嗆 do okre郵onej temperatury przez okre郵ony czas, a nast瘼nie ponownie wy陰cza piekarnik. Mikrokomputer闚 mo積a u篡wa do sterowania silnikami samochodowymi w celu zwi瘯szenia wydajno軼i i przebiegu benzyny . Mikrokomputery mog nawigowa i lata samolotami. M闚i si, 瞠 nowoczesny samolot odrzutowy jest naprawd gigantycznym robotem, poniewa mo瞠 (przynajmniej teoretycznie) wykona lot sam, bez jednego cz這wieka na pok豉dzie. Jednym z najnowszych i ekscytuj帷ych zastosowa sterowania mikrokomputerami jest elektronika medyczna. Mikrokomputery mo積a zaprogramowa w taki spos鏏, aby dostarcza造 impulsy elektryczne do kontrolowania nieprawid這wo funkcjonuj帷ych narz康闚 cia豉, do poruszania mi窷niami sparali穎wanych os鏏 i do r騜nych innych cel闚.

MIKROWIEDZA

Mikrokowiedza to szczeg馧owa wiedza na temat maszyn. W inteligentnym robocie lub systemie komputerowym mikrowiedza obejmuje regu造 logiczne, programy i dane przechowywane w pami璚i. Przyk豉dem mikrozwiedzy jest dok豉dny opis osoby. W osobistym inteligentnym robocie mikrokowiedza pozwala maszynie rozpozna w豉軼iciela (w豉軼icieli). Ta mikrozwiedza idealnie mo瞠 r闚nie poinformowa robota, je郵i osoba, kt鏎a si do niego zbli瘸, to osoba, kt鏎ej nigdy wcze郾iej nie spotka豉. Innym przyk豉dem mikrozwiedzy jest komputerowa mapa 鈔odowiska pracy.

MIKROFALOWA TRANSMISJA DANYCH

Mikrofalowa transmisja danych odnosi si do wysy豉nia i odbierania danych bezprzewodowych na bardzo wysokich cz瘰totliwo軼iach radiowych. Mikrofale s bardzo kr鏒kimi falami elektromagnetycznymi, ale maj d逝窺ze fale ni energia podczerwieni (IR). Mikrofale przemieszczaj si w atmosferze w zasadzie liniami prostymi i jonosfera nie ma na nie wp造wu. W ten spos鏏 mog 豉two przenosi si z powierzchni Ziemi w kosmos i z kosmosu na powierzchni. Mikrofale s przydatne w przypadku 陰czy danych o kr鏒kim zasi璕u i wysokiej niezawodno軼i. ㄠczno嗆 satelitarna i kontrola odbywaj si zwykle na cz瘰totliwo軼iach mikrofalowych. Region mikrofalowy zawiera ogromn ilo嗆 przestrzeni widmowej i mo瞠 pomie軼i wiele sygna堯w szerokopasmowych. Promieniowanie mikrofalowe mo瞠 powodowa nagrzewanie niekt鏎ych materia堯w. To ogrzewanie mo瞠 by niebezpieczne dla ludzi, gdy promieniowanie mikrofalowe jest intensywne. Podczas pracy ze sprz皻em mikrofalowym nale篡 zachowa ostro積o嗆, aby unikn望 nara瞠nia na promieniowanie. Ilustracja pokazuje uproszczony schemat blokowy nadajnika i odbiornika mikrofalowego, w tym anten. Anteny s bardzo kierunkowe i musz by skierowane do siebie w linii widzenia mi璠zy nimi. Transmisja danych mikrofalowych jest przydatna w robotycznych systemach, w kt鏎ych mo積a utrzymywa lini wzroku mi璠zy maszynami podczas ich komunikacji.

MILITARY ROBOT [ROBOT WOJSKOWY]

Za ka盥ym razem, gdy opracowywane s nowe technologie, eksperci wojskowi szukaj sposob闚, w jakie urz康zenia i systemy mog by u篡wane podczas dzia豉 wojennych. Szczeg鏊n uwag zwr鏂ono na roboty wojskowe, poniewa gdyby maszyny mog造 zaj望 miejsce ludzi w walce, liczba ofiar by豉by mniejsza. Na przyk豉d androidy mog by u篡wane jako 穎軟ierze robot闚, technicy i do wielu innych zada, kt鏎e ludzie musieliby wykonywa w innym przypadku. Roboty medyczne mog造by pom鏂 w szpitalach rannym ludziom. Zrobotyzowane samoloty i czo貪i istniej od jakiego czasu. Sztuczna inteligencja (AI) wzbudzi豉 tak瞠 zainteresowanie umys堯w wojskowych. Za pomoc superkomputer闚 strategia wojenna mo瞠 zosta zoptymalizowana. Komputery mog podejmowa decyzje bez wp造wu emocji.

MODEM

Termin modem jest skr鏒em modulatora / demodulatora. Modem 陰czy komputer z 陰czem komunikacyjnym, umo磧iwiaj帷 robotom komunikacj ze sob i / lub z centralnym sterownikiem. Komputer pracuje z binarnymi sygna豉mi cyfrowymi, kt鏎e szybko zmieniaj si w pr康ach sta造ch. Aby dane cyfrowe by造 przesy豉ne przez obw鏚 komunikacyjny, dane musz zwykle zosta przekonwertowane na posta analogow. Odbywa si to poprzez zmian cyfry 1 na ton audio, a cyfry 0 na inny ton o innej wysoko軼i. Rezultatem jest niezwykle szybka naprzemienna zmiana dw鏂h ton闚. W modulacji dane cyfrowe zamieniane s na dane analogowe. Jest to rodzaj konwersji cyfrowo-analogowej (D / A). Demodulacja zmienia sygna造 analogowe z powrotem na cyfrowe; jest to konwersja analogowo-cyfrowa (A / D). Modemy pracuj z r騜nymi pr璠ko軼iami, zwykle mierzonymi w bitach na sekund (bps). Cz瘰to s造szysz o kilobitach na sekund (kb / s), gdzie 1 kb / s = 1000 b / s, lub megabit闚 na sekund (Mb / s), gdzie 1 Mb / s = 1000 kb / s. Im wy窺za warto嗆 bps, tym szybciej dane s wysy豉ne i odbierane przez modem. Modemy s oceniane wed逝g najwy窺zej pr璠ko軼i danych, jak mog obs逝篡. Ilustracja jest funkcjonalnym schematem blokowym modemu. Modulator lub przetwornik cyfrowo-analogowy zmienia cyfrowe dane komputera na d德i瘯i. Demodulator lub konwerter A / D zamienia przychodz帷e tony audio na sygna造 cyfrowe do komputera.



MODUΜWA KONSTRUKCJA

Kilka dekad temu sprz皻 elektroniczny by w du瞠j mierze zbudowany inaczej ni dzisiaj. Komponenty zosta造 zamontowane na listwach 陰cz帷ych, a okablowanie zosta這 wykonane punkt-punkt. Tego rodzaju okablowanie jest nadal stosowane w niekt鏎ych nadajnikach radiowych du瞠j mocy, ale w ostatnich latach modularna konstrukcja sta豉 si regu陰. W modu這wej metodzie budowy stosowane s pojedyncze p造tki drukowane, a ka盥a p造tka (zwana tak瞠 kart) ma okre郵on funkcj. Czasami kilka kart 陰czy si w modu. Karty lub modu造 mo積a ca趾owicie usun望, zwykle za pomoc prostego narz璠zia przypominaj帷ego szczypce. Z陰cza kraw璠ziowe u豉twiaj wymian. Z陰cza brzegowe s po陰czone ze sob w celu po陰czenia mi璠zy kartami i modu豉mi. Modu這wa konstrukcja upro軼i豉 utrzymanie skomplikowanej aparatury. Naprawa w terenie polega na identyfikacji, usuni璚iu i wymianie wadliwej karty lub modu逝. Wadliwa jednostka jest wysy豉na do centralnej plac闚ki, gdzie jest naprawiana przy u篡ciu wyrafinowanego sprz皻u. Po naprawieniu karty lub modu逝 mo瞠 ona s逝篡 jako jednostka zast瘼cza, gdy zajdzie taka potrzeba.

MOTOR [SILNIK]

Silnik przekszta販a energi elektryczn lub chemiczn w energi mechaniczn. Silniki elektryczne s powszechnie stosowane w robotach. Mog dzia豉 z pr康u przemiennego (AC) lub pr康u sta貫go (DC) i mog obraca si w szerokim zakresie pr璠ko軼i, zwykle mierzonych w obrotach na minut (rpm) lub obrotach na sekund (rps). Silniki wahaj si od ma造ch urz康ze w zegarku na r瘯 po ogromne, pot篹ne maszyny, kt鏎e mog ci庵n望 poci庵. Wszystkie silniki dzia豉j za pomoc efekt闚 elektromagnetycznych. Pr康 elektryczny przep造wa przez zestaw cewek, wytwarzaj帷 pola magnetyczne. Si造 magnetyczne powoduj obr鏒. Im wi瘯szy pr康 w cewkach, tym wi瘯sza jest si豉 obrotowa. Gdy silnik jest pod陰czony do obci捫enia, si豉 potrzebna do obr鏂enia wa逝 wzrasta. Im wi瘯sza si豉, tym wi瘯szy przep造w pr康u i tym wi瘯sza moc pobierana jest ze 廝鏚豉 zasilania. Ilustracja jest schematem dzia豉nia typowego silnika elektrycznego. Jeden zestaw cewek obraca si wraz z wa貫m silnika. Nazywa si to cewk twornika. Drugi zestaw cewek jest sta造 i nazywa si cewk polow. Komutator odwraca pr康 przy ka盥ym p馧obrotu silnika, dzi瘯i czemu wa obraca si w tym samym kierunku. Silnik elektryczny dzia豉 na tej samej zasadzie co generator elektryczny. W rzeczywisto軼i niekt鏎e silniki mog by u篡wane jako generatory.



MULTIPLEKS

Multipleks oznacza transmisj dw鏂h lub wi璚ej wiadomo軼i za po鈔ednictwem tej samej linii lub kana逝 w tym samym czasie. Transmisja multipleksowa odbywa si na r騜ne sposoby. Najpopularniejsze metody to multipleks z podzia貫m cz瘰totliwo軼i (FDM) i multipleks z podzia貫m czasu (TDM). W FDM kana komunikacyjny jest podzielony na podkana造. Za堯禦y, 瞠 kana ma szeroko嗆 24 kHz (kiloherc闚). Wtedy teoretycznie mo瞠 pomie軼i osiem sygna堯w o szeroko軼i 3 kHz. Cz瘰totliwo軼i sygna堯w musz by odpowiednie, aby si nie nak豉da造. Zwykle po obu stronach ka盥ego podkana逝 jest troch wi璚ej miejsca, aby nie dopu軼i do nak豉dania si. W FDM dane s przesy豉ne r闚nolegle. Oznacza to, 瞠 informacje we wszystkich kana豉ch s wysy豉ne jednocze郾ie. Czasami dane s niepor璚zne w r闚noleg造m przesy豉niu. Takie dane mog by konwertowane do postaci szeregowej za pomoc TDM. W tym trybie sygna造 s dzielone na kawa趾i "w czasie", a nast瘼nie kawa趾i s wysy豉ne w kolejno軼i obrotowej. Spowalnia to szybko嗆 przesy豉nia danych o wsp馧czynnik r闚ny liczbie sygna堯w. Na przyk豉d, je郵i ka盥y z sze軼iu komunikat闚 ma d逝go嗆 1 s, je郵i jest wysy豉ny sam z pe軟 pr璠ko軼i, sygna multipleksowany z podzia貫m czasu zajmie 6 s.

S這wnik Robotyki : "N"


NANOCHIP

Naukowcy zawsze d捫 do uzyskania wi瘯szej "mocy komputera" w mniejszej przestrzeni fizycznej. Oznacza to superminiaturyzacj element闚 elektronicznych. Jest to szczeg鏊nie wa積e dla rozwoju sztucznej inteligencji (AI). Istnieje praktyczny limit liczby bramek logicznych lub prze陰cznik闚, kt鏎e mo積a wytrawi w uk豉dzie scalonym (IC) lub uk豉dzie scalonym o danym rozmiarze. Limit ten zale篡 od precyzji procesu produkcyjnego. Poniewa metody uleg造 poprawie, g瘰to嗆 bramek logicznych na pojedynczym chipie wzros豉. Mo瞠 to jednak p鎩嗆 tylko do tej pory. Sugerowano, 瞠 zamiast wytrawiania bramek logicznych w krzem w celu wytworzenia uk豉d闚 komputerowych, in篡nierowie mog podej嗆 do problemu z przeciwnego punktu widzenia. Czy mo積a budowa uk豉dy atom po atomie? Ten proces spowodowa豚y jak najwi瘯sz liczb bramek logicznych lub prze陰cznik闚 w danej obj皻o軼i przestrzeni. Ten hipotetyczny czip nazwano nanochipem, poniewa poszczeg鏊ne prze陰czniki maj wymiary rz璠u kilku nanometr闚. Jeden nanometr (1 nm) to 0,000000001 metra (10-9 m) lub milionowej cz窷ci milimetra.

NANOROBOTYKA

Roboty superminiaturowe, zwane nanorobotami, mog znale潭 wszelkiego rodzaju egzotyczne zastosowania. Robotyka Eric Drexler zasugerowa, 瞠 takie maszyny mog s逝篡 jako programowalne przeciwcia豉, wyszukuj帷 i niszcz帷 szkodliwe bakterie i wirusy w ludzkim ciele. W ten spos鏏 mo積a wyleczy choroby. Maszyny mog造by r闚nie naprawia uszkodzone kom鏎ki. Plagi, kt鏎e ludzie kiedy uwa瘸li za zlikwidowane na dobre, takie jak gru幢ica i malaria, rozwijaj nowe szczepy, kt鏎e s odporne na konwencjonalne leczenie. Badania biologiczne s w du瞠j mierze procesem pr鏏 i b喚d闚. Za堯禦y, 瞠 ludzie mogliby budowa miliony inteligentnych robot闚 o wymiarach nanometrycznych, zaprogramowanych tak, aby 軼iga造 niekt鏎e bakterie i wirusy i zabija造 je? Futury軼i uwa瘸j, 瞠 jest to mo磧iwe. Przewiduj budow komputer闚 molekularnych z pojedynczych atom闚 w璕la, podstawowego sk豉dnika wszelkiej 篡wej materii. Komputery te przechowuj dane w podobny spos鏏 jak DNA, ale komputery by造by programowane przez ludzi, a nie przez natur. Komputery te mog by tak ma貫, jak 100 nm (10-7 m lub 0,0001 mm). Nawet tak ma造 obiekt ma wystarczaj帷 ilo嗆 atom闚 w璕la, aby utworzy uk豉d o mocy obliczeniowej r闚nej mocy typowego komputera osobistego. Nanorobotyka ma ciemn stron. Wszystko, co mo積a konstruktywnie wykorzysta, mo瞠 by r闚nie u篡te w spos鏏 niszcz帷y. Programowalne przeciwcia豉 mog, je郵i dostan si w r璚e niew豉軼iwych rodzaj闚 ludzi, zosta wykorzystane jako biologiczne

NATURALNY J佖YK

J瞛yk naturalny to j瞛yk m闚iony lub pisany powszechnie u篡wany przez ludzi. Przyk豉dami s angielski, hiszpa雟ki, rosyjski i chi雟ki. W przyjaznych dla u篡tkownika systemach komputerowych i robotycznych wa積e jest, aby maszyna potrafi豉 m闚i i / lub pisa, a tak瞠 rozumie jak najwi璚ej naturalnego j瞛yka. Im bardziej naturalny j瞛yk mo瞠 zaakceptowa i wygenerowa maszyna, tym wi璚ej os鏏 b璠zie mog這 korzysta z maszyny, po鈍i璚aj帷 mniej czasu na nauk, jak to zrobi. J瞛yk naturalny b璠zie niezwykle wa積y w przysz這軼i hobby i robotyki osobistej. Na przyk豉d, je郵i chcesz, aby tw鎩 robot Cyberius poda fili瘸nk wody, chcia豚y powiedzie: "Cyberius, prosz, podaj mi fili瘸nk". Nie musisz wpisywa wielu cyfr, liter i znak闚 interpunkcyjnych na terminalu ani m闚i tajemnym 瘸rgonem, kt鏎y nie przypomina zwyk貫go m闚ienia.

NESTED LOOPS [P邛LE ZAGNIE浴烙NE]

W schematach lub programach wnioskowania cz瘰to wyst瘼uj p皻le logiczne. P皻la to zestaw operacji lub krok闚, kt鏎y jest powtarzany dwa razy lub wi璚ej. Czasami p皻le wyst瘼uj wewn徠rz innych p皻li. M闚i si wtedy, 瞠 s to zagnie盥穎ne p皻le. Mniejsza p皻la w gnie寮zie zwykle wymaga mniejszej liczby krok闚 na powt鏎zenie ni wi瘯sza p皻la. Liczba przypadk闚 wykonania p皻li jest niezale積a od liczby zawartych w niej krok闚. Ma豉, wt鏎na p皻la mo瞠 by powtarzana 1 milion razy, podczas gdy otaczaj帷a j wi瘯sza p皻la jest powtarzana tylko 100 razy. Ilustracja jest schematem blokowym pokazuj帷ym prosty przyk豉d zagnie盥瞠nia. Kwadraty wskazuj kroki proceduralne, takie jak "Pomn騜 przez 3, a nast瘼nie dodaj 2." Diamenty to kroki IF / THEN / ELSE, kt鏎e s kluczowe dla ka盥ej p皻li. Znaki zapytania wewn徠rz diament闚 wskazuj, 瞠 nale篡 dokona wyboru tak / nie, na przyk豉d "Czy x jest wi瘯szy ni 587?" Znak minus (-) jest jak "nie" w pytaniu, w kt鏎ym to przypadku proces musi wr鏂i do wcze郾iejszego punktu. Znak plus (+) jest jak "Tak", informuj帷y o tym, aby proces by kontynuowany. Zagnie盥穎ne p皻le s powszechne w programach komputerowych, zw豉szcza gdy wyst瘼uj skomplikowane obliczenia matematyczne. Prawdopodobnie r闚nie zachodzi zagnie盥瘸nie si p皻li my郵owych w ludzkim umy郵e. Ka盥a pr鏏a mapowania ludzkich proces闚 my郵owych ujawnia fantastyczne, niezliczone zwroty akcji. Ka盥a pr鏏a modelowania ludzkiej my郵i wymaga u篡cia zagnie盥穎nych p皻li. Jest to rozwa瘸ne w badaniach nad sztuczn inteligencj (AI).

NEURONOWA SIE

Termin sie neuronowa odnosi si do dowolnej z kilku form alternatywnej technologii komputerowej. Podstawow ide wszystkich sieci neuronowych jest na郵adowanie dzia豉nia ludzkiego m霩gu.

Zasoby

W por闚naniu z komputerami cyfrowymi sieci neuronowe s szybkie. Mog wyci庵a wnioski szybciej ni maszyny cyfrowe. Sieci neuronowe s dobre w zadaniach takich jak rozpoznawanie obiekt闚 i rozpoznanie mowy. Sieci neuronowe mog pobiera ma貫 fragmenty informacji o obiekcie, d德i瘯u lub innej z這穎nej rzeczy i wype軟ia luki, aby uzyska ca這嗆. Zosta這 to wyra幡ie pokazane, gdy wczesna wersja sieci neuronowej wykona豉 niepe軟y (20 procent) obraz radarowy samolotu odrzutowego i, na podstawie tych danych, stworzy豉 pe軟 grafik typu samolotu, kt鏎y spowodowa echa. Sieci neuronowe mog uczy si na b喚dach, poprawiaj帷 wydajno嗆 po wielokrotnym powtarzaniu zadania. Wykazuj r闚nie pe軟 wdzi瘯u degradacj, wi璚 je郵i cz窷 systemu zostanie zniszczona, reszta mo瞠 utrzyma bieg, cho z mniejsz pr璠ko軼i i / lub z mniejsz dok豉dno軼i.

Ograniczenia

Sieci neuronowe s nieprecyzyjne. Je郵i poprosisz kogo o zr闚nowa瞠nie ksi捫eczki czekowej zbli篡 si ona, ale nie da dok豉dnej odpowiedzi. Sieci neuronowe nie s przeznaczone do wykonywania oblicze, kt鏎e mo瞠 przeprowadzi komputer cyfrowy. Kalkulator 5,00 $ przewy窺zy nawet najbardziej z這穎n sie neuronow w podstawowej arytmetyce. W tym sensie technologia sieci neuronowej przypomina analogow technologi komputerow. Kolejna s豉bo嗆 sieci neuronowych wynika z faktu, 瞠 one nieuchronnie pope軟iaj b喚dy, gdy zbli瘸j si do swoich wniosk闚. Cyfrowe maszyny rozk豉daj problemy na ma貫 cz窷ci, drobiazgowo rozdrabniaj帷 rozwi您anie do poziomu dok豉dno軼i ograniczonego jedynie liczb tranzystor闚, kt鏎e mo積a wytworzy na chipie krzemu. Sieci neuronowe rozwi您uj problemy jako ca這嗆, modyfikuj帷 ich perspektywy, a wyniki spe軟i okre郵one warunki. Mo積a uog鏊ni, 瞠 komputery cyfrowe s analityczne, podczas gdy sieci neuronowe s intuicyjne.

Logika rozmyta

Maszyny cyfrowe rozpoznaj na poziomie podstawowym dwa warunki lub stany: logik 1 i logik 0. Te dwa stany logiczne mo積a okre郵i w kategoriach wysokiej / niskiej, prawdziwej / fa連zywej, plus / minus, tak / nie, czerwony / zielony, g鏎a / d馧, prz鏚 / ty lub jakakolwiek inna wyra幡a dychotomia. Ludzki m霩g sk豉da si z neuron闚 i synaps w ogromnej sieci, z kt鏎ych wszystkie mog komunikowa si z wieloma innymi. W sieci neuronowej "neurony" i "synapsy" s elementami przetwarzaj帷ymi i 軼ie磬ami danych mi璠zy nimi. Pierwsi entuzja軼i sieci neuronowych postulowali, 瞠 ludzki m霩g dzia豉 jak wielka cyfrowa maszyna, kt鏎ej neurony i synapsy "strzelaj" lub "milcz". P騧niej okaza這 si, 瞠 sprawy s bardziej skomplikowane. W niekt鏎ych sieciach neuronowych neurony mog wysy豉 tylko dwa r騜ne typy sygna堯w i reprezentuj m霩g zgodnie z teori z lat 50. XX wieku. Jednak wyniki mo積a modyfikowa, nadaj帷 niekt鏎ym neuronom i / lub synapsom wi瘯sze znaczenie ni inne. To tworzy logik rozmyt, w kt鏎ej prawda i fa連z istnieje z r騜n wa積o軼i.

Sieci neuronowe i sztuczna inteligencja

Niekt鏎zy badacze sugeruj, 瞠 ostateczny cel sztucznej inteligencji mo積a osi庵n望 poprzez "po陰czenie" technologii cyfrowych i sieci neuronowych. Inni uwa瘸j, 瞠 sieci neuronowe stanowi 郵epy zau貫k, a technologia cyfrowa wyra幡ie udowodni豉, 瞠 jest najlepszym sposobem na zbudowanie komputera. Badania sieci neuronowej przesz造 cykle boomu i upadku, cz窷ciowo w wyniku r騜nic zda. Psychologowie s zainteresowani t technologi, poniewa mo瞠 pom鏂 im odpowiedzie na pytania dotycz帷e ludzkiego m霩gu. Jednak 瘸dna sie neuronowa nie zbli篡豉 si do takiej z這穎no軼i. Nawet najwi瘯sze wymy郵one sieci neuronowe, z miliardami neuron闚 i trylionami synaps, by造by mniej inteligentny ni kot czy pies.

NODE [W佖Eβ

W瞛e jest konkretnym, wa積ym punktem na 軼ie盧e robota mobilnego lub efektora ko鎍owego, kt鏎y porusza si po swoim otoczeniu. Punkt pocz徠kowy nazywa si w瞛貫m pocz徠kowym; punkt docelowy nazywany jest w瞛貫m celu. Punkty decyzyjne, je郵i wyst瘼uj, mi璠zy w瞛貫m pocz徠kowym a docelowym, s w瞛豉mi po鈔ednimi. Na przyk豉d w planowaniu 軼ie瞠k metrycznych robot mobilny w z這穎nym 鈔odowisku z wieloma przeszkodami nawiguje mi璠zy w瞛豉mi pocz徠kowym i docelowym, najpierw okre郵aj帷 zestaw w瞛堯w po鈔ednich lub punkt闚 po鈔ednich, a nast瘼nie pod捫aj帷 軼ie磬ami mi璠zy tymi w瞛豉mi. W sieci komunikacyjnej termin w瞛e odnosi si do okre郵onej lokalizacji, w kt鏎ej dane s przetwarzane lub przesy豉ne. Przyk豉dy obejmuj stacje robocze, serwery, drukarki i aparaty fotograficzne. W systemie robotycznym pojedyncze roboty stanowi w瞛造 komunikacyjne, je郵i mog komunikowa si z innymi robotami lub ze sterownikiem centralnym. Centralnym kontrolerem floty robot闚 owadowych jest w瞛e komunikacyjny.

NOISE [SZUM]

Szum to szerokopasmowe pole pr康u przemiennego (AC) lub elektromagnetyczne (EM). W przeciwie雟twie do sygna堯w szum nie przenosi informacji. Ha豉s mo瞠 by naturalny lub wytwarzany przez cz這wieka. Ha豉s zawsze obni瘸 jako嗆 komunikacji. Jest to powa積y problem w ka盥ym urz康zeniu lub systemie, w kt鏎ym dane s przesy豉ne z jednego miejsca do drugiego, np. Flota robot闚 mobilnych, kt鏎e musz wymienia dane, lub r鎩 robot闚 owadowych pod nadzorem centralnego kontrolera. Im wy窺zy poziom ha豉su, tym silniejszy musi by sygna, je郵i ma by odbierany bezb喚dnie. Przy danym poziomie mocy sygna逝 wy窺ze poziomy ha豉su przek豉daj si na wi璚ej b喚d闚 i zmniejszony zasi璕 komunikacji. Ilustracja jest widmowym wy鈍ietlaniem sygna堯w i szumu, z amplitud jako funkcj cz瘰totliwo軼i. Poziom ha豉su w tle nazywany jest poziomem szumu. Pionowe linie lub piki wskazuj sygna造 silniejsze ni szum. Sygna造 poni瞠j poziomu szumu nie pojawiaj si na wy鈍ietlaczu i nie mo積a ich odebra, chyba 瞠 zostan znalezione jakie 鈔odki obni瘸j帷e poziom ha豉su (to znaczy obni瞠nie poziomu ha豉su). Poziom ha豉su w systemie mo積a zminimalizowa, stosuj帷 komponenty, kt鏎e pobieraj mo磧iwie najmniejszy pr康. Ha豉s mo積a r闚nie ograniczy, obni瘸j帷 temperatur wszystkich komponent闚 systemu. Niekt鏎e eksperymenty przeprowadzono w ekstremalnie niskich temperaturach; nazywa si to technologi kriogeniczn. Og鏊nie im w篹sze pasmo sygna逝, tym lepszy b璠zie mo磧iwy do uzyskania stosunek sygna逝 do szumu, jednak poprawa ta odbywa si kosztem szybko軼i danych. Systemy 鈍iat這wodowe s stosunkowo odporne na wp造w ha豉su. Metody transmisji cyfrowej przewy窺zaj metody analogowe pod wzgl璠em odporno軼i na zak堯cenia. Niezale積ie od wszystkich tych czynnik闚 istnieje ograniczenie, o ile poziom ha豉su mo積a zmniejszy. Pewny ha豉s b璠zie istnia bez wzgl璠u na zastosowan technologi.

NUCLEAR SERVICE ROBOT [ROBOT SERWISOWY J.ROWY]

Roboty dobrze nadaj si do przenoszenia niebezpiecznych materia堯w. Wynika to z faktu, 瞠 je郵i dojdzie do wypadku w 鈔odowisku zamieszka造m tylko przez maszyny, 篡cie ludzkie nie zostanie utracone. W przypadku substancji radioaktywnych roboty mog by u篡wane i obs逝giwane za pomoc zdalnego sterowania, dzi瘯i czemu ludzie nie b璠 nara瞠ni na promieniowanie. Zdalne sterowanie odbywa si za pomoc teleoperacji i / lub teleobecno軼i. Roboty us逝g j康rowych s u篡wane od pewnego czasu do konserwacji elektrowni atomowych. Jedna z takich maszyn, zwana ROSA, zosta豉 zaprojektowana i zbudowana przez Westinghouse Corporation. S逝篡 do naprawy i wymiany rur wymiennika ciep豉 w kot豉ch. Poziom promieniowania jest niezwykle wysoki w tym 鈔odowisku. Ludziom trudno jest wykonywa te zadania bez nara瘸nia zdrowia. Je郵i ludzie sp璠zaj w pracy wi璚ej ni kilka minut miesi璚znie, skumulowana dawka promieniowania przekracza granice bezpiecze雟twa. D逝gotrwa貫 nadmierne nara瞠nie na promieniowanie zwi瘯sza cz瘰to嗆 wyst瘼owania raka i wad wrodzonych. Kr鏒kotrwa貫, ekstremalne nara瞠nie mo瞠 spowodowa chorob popromienn lub 鄉ier. Roboty rozbroj g這wice j康rowe. Je郵i b喚dny pocisk zostanie znaleziony z niewybuch陰 g這wic, lepiej jest u篡 maszyn, aby wyeliminowa niebezpiecze雟two, ni nara瘸 ludzi na ryzyko (i stres psychiczny) w pracy.

NUMERACJA

Kilka system闚 liczbowych jest u篡wanych w informatyce, elektronice cyfrowej i robotyce. Schemat najcz窷ciej u篡wany przez ludzi to modu 10, zwany tak瞠 systemem liczb dziesi皻nych.

Liczby dziesi皻ne

System liczb dziesi皻nych jest r闚nie nazywany modulo 10, podstawa 10 lub podstawa 10. Cyfry s elementami zestawu {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9}. Cyfra znajduj帷a si bezpo鈔ednio po lewej stronie punktu (dziesi皻nego) jest mno穎na przez 100 lub 1. Kolejna cyfra po lewej jest mno穎na przez 10 1 lub 10. Moc 10 ro郾ie wraz z przesu si dalej w lewo. Pierwsza cyfra po prawej stronie punktu podstawy jest mno穎na przez wsp馧czynnik 10 -1 lub 1/10. Nast瘼na cyfra po prawej stronie jest mno穎na przez 10 -2 lub 1/100. Trwa to, gdy idziesz dalej w prawo. Po zako鎍zeniu procesu pomno瞠nia ka盥ej cyfry warto軼i wynikowe s dodawane. To jest reprezentowane, gdy piszesz liczb dziesi皻n. Na przyk豉d,



Liczby binarne

System liczb binarnych to metoda wyra瘸nia liczb za pomoc tylko cyfry 0 i 1. Czasami nazywa si to podstaw 2, lub modulo 2. Cyfra znajduj帷a si bezpo鈔ednio po lewej stronie jest cyfr "jeden". Nast瘼na cyfra po lewej to cyfra "dwa"; po tym nast瘼uje cyfra "czw鏎ki". Przesuwaj帷 si bardziej w lewo, cyfry oznaczaj 8, 16, 32, 64 itd., Podwajaj帷 si za ka盥ym razem. Po prawej stronie punktu podstawnika warto嗆 ka盥ej cyfry jest przecinana raz po raz, czyli 1/2, 1/4, 1/8, 1/16, 1/32, 1/64 i tak dalej. Rozwa przyk豉d z liczb dziesi皻n 94:

94 = (4 x 100) + (9 x 101)

W systemie liczb binarnych podzia jest nast瘼uj帷y

1011110 = (0 x 20) + (1 x 21) + (1 x 22) + (1 x 23) + (1 x 24 + (0 x 25) + (1 x 26)

Podczas pracy z komputerem lub kalkulatorem podajesz liczb dziesi皻n, kt鏎a jest konwertowana na posta binarn. Komputer lub kalkulator wykonuje swoje operacje na zerach i zerach. Po zako鎍zeniu procesu urz康zenie konwertuje wynik z powrotem do postaci dziesi皻nej w celu wy鈍ietlenia.

Liczby 鏀emkowe i szesnastkowe

Innym schematem numeracji jest system liczb 鏀emkowych, kt鏎y ma osiem symboli lub 23. Ka盥a cyfra jest elementem zestawu {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7}. Liczenie przebiega zatem od 7 bezpo鈔ednio do 10, od 77 bezpo鈔ednio do 100, od 777 bezpo鈔ednio do 1000 i tak dalej. Jeszcze innym schematem, powszechnie stosowanym w praktyce komputerowej, jest szesnastkowy system liczbowy, tak nazwany, poniewa ma 16 symboli lub 24. Te cyfry to zwykle 0 do 9 plus sze嗆 kolejnych, reprezentowanych przez A do F, pierwsze sze嗆 liter Alfabet. Zestaw cyfr to {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E, F}.

S這wnik Robotyki : "O"


OBJECT-ORIENTED GRAPHICS [GRAFIKA ZORIENTOWANA OBIEKTOWO]

Jedn z metod, dzi瘯i kt鏎ej robotyczny system wizyjny mo瞠 definiowa rzeczy, jest nazywana grafik obiektow, znan r闚nie jako grafika wektorowa. Jest to pot篹na technika wykorzystuj帷a reprezentacje analogowe, a nie cyfrowe, do przedstawiania r騜nych kszta速闚. Przyk豉dem zorientowanej obiektowo grafiki jest okr庵 w kartezja雟kiej p豉szczy幡ie wsp馧rz璠nych, zdefiniowany zgodnie z jego r闚naniem algebraicznym. Rozwa okr庵 reprezentowany przez r闚nanie x 2 + y 2 = 1. Nazywa si to k馧kiem jednostkowym, poniewa ma promie jednej jednostki, jak pokazano poni瞠j .



R闚nanie jest 豉twe do zapisania przez komputer w pami璚i. Innym, jeszcze prostszym odwzorowaniem tego ko豉 jest jego r闚nanie we wsp馧rz璠nych biegunowych



W tym uk豉dzie okr庵 jednostkowy jest reprezentowany przez r = 1. Oba r闚nania s matematycznie dok豉dnymi reprezentacjami ko豉, a nie cyfrowymi przybli瞠niami. Cyfrowe lub odwzorowane bitowo odwzorowanie ko豉 jednostkowego wymaga przybli瞠nia. Precyzja zale篡 od rozdzielczo軼i obrazu. Reprezentacja obiektowa jest cz瘰to bardziej precyzyjna i pozwala unikn望 problemu jaggies, zwanego tak瞠 aliasingiem, kt鏎y zawsze jest artefaktem obrazu odwzorowanego bitowo.

OBIEKT紟 ROZPOZNAWANIE

Rozpoznawanie obiekt闚 odnosi si do dowolnej metody u篡wanej przez robota do wybierania czego spo鈔鏚 innych rzeczy. Przyk豉dem jest zdobycie kubka z szafki. Mo瞠 to wymaga wybrania przez robota okre郵onego obiektu, takiego jak "kubek Jane". Za堯禦y, 瞠 poprosisz swojego osobistego robota, aby poszed do kuchni i przyni鏀 ci szklank pe軟 soku pomara鎍zowego. Pierwsz rzecz, kt鏎 musi zrobi robot, jest znalezienie kuchni. Nast瘼nie musi zlokalizowa szafk z zastawkami. W jaki spos鏏 robot wybierze z szafki kubek, a nie talerz czy misk? Jest to forma problemu pobierania bin. Jednym ze sposob闚 znalezienia kubka przez robota jest system wizyjny, kt鏎y identyfikuje go po kszta販ie. Inn metod jest wyczucie dotykowe. Robot mo瞠 dwukrotnie sprawdzi, po z豉paniu obiektu my郵i, 瞠 jest to kubek, aby sprawdzi, czy jest on cylindryczny (charakterystyczny kszta速 kubka). Je郵i wszystkie kubki w Twojej szafce wa膨 to samo, a je郵i ta waga r騜ni si od ci篹aru talerzy lub misek, robot mo瞠 u篡 ci篹aru, aby dwukrotnie sprawdzi, czy ma w豉軼iwy przedmiot. Je郵i wymagany jest konkretny kubek, konieczne b璠zie jego oznaczenie w jaki spos鏏. Kodowanie pask闚 jest powszechnym schematem stosowanym w tym celu. Og鏊nie rzecz bior帷, im wi瘯sza liczba cech, kt鏎e mo積a oceni, tym dok豉dniejsze jest rozpoznawanie obiektu. Rozmiar, kszta速, masa (lub waga), wsp馧czynnik odbicia 鈍iat豉, przepuszczalno嗆 鈍iat豉, tekstura i temperatura to przyk豉dy zmiennych cech charakterystycznych dla przedmiot闚 codziennego u篡tku.

OCCUPANCY GRID [SIATKA OBΜ浩NIA]

Siatka zaj皻o軼i jest graficznym odwzorowaniem zrobotyzowanego systemu sonaru lub radaru. Obszar obj皻y radarem lub sonarem jest podzielony na kwadraty, na wz鏎 prostok徠nego uk豉du wsp馧rz璠nych. Nast瘼nie ka盥emu kwadratowi przypisuje si warto嗆 liczbow zgodnie z prawdopodobie雟twem jego zaj璚ia. Warto軼i te mog wynosi od -1 (100 procent pewno軼i, 瞠 kwadrat nie jest zaj皻y przez obiekt) przez 0 (r闚ne szanse, 瞠 kwadrat jest zaj皻y lub niezaj皻y) do +1 (100 procent pewno軼i, 瞠 kwadrat jest zaj皻y). Alternatywnie mo積a okre郵i procentowe prawdopodobie雟two zaj皻o軼i, od 0 (zdecydowanie nie zaj皻e) do 100 (zdecydowanie zaj皻e). Renderowana jako dwuwymiarowa (2-D) figura siatka zaj皻o軼i sk豉da si z zestawu kwadrat闚 lub prostok徠闚, z kt鏎ych ka盥y zawiera cyfr w 鈔odku, reprezentuj帷 prawdopodobie雟two zaj璚ia kwadratu. Jednak siatk zaj皻o軼i mo積a renderowa przy u篡ciu kolor闚 zamiast liczb, je郵i wymagana jest mniejsza dok豉dno嗆. Technik t cz瘰to stosuje si w radarach meteorologicznych lub wy鈍ietlaczach satelitarnych pokazuj帷ych intensywno嗆 opad闚, pr璠ko嗆 wiatru, temperatury szczyt闚 chmur lub inne zmienne. Prawdopodobie雟twa ob這瞠nia mo積a przypisa w nast瘼uj帷y spos鏏: fioletowy = 0-17%; niebieski = 18-33%; zielony = 34-50%; 鄴速y = 51-67%; pomara鎍zowy = 68-83%; czerwony = 84-100%. Mo磧iwe s dwukierunkowe odwzorowanie siatki ob這瞠nia w skali szaro軼i. Przyk豉d pokazano na ilustracji, kt鏎a przedstawia hipotetyczne 鈔odowisko pracy, w kt鏎ym znajduje si kilka gniazd ptak闚. To wykonanie ma osiem odcieni szaro軼i. Najciemniejsze odcienie reprezentuj najwy窺ze prawdopodobie雟two, 瞠 ptak jest w danym sektorze w danym momencie w czasie. Bia貫 regiony reprezentuj prawdopodobie雟two mniejsze ni 1/8 (12,5 procent). Siatk zaj皻o軼i mo積a renderowa w trzech wymiarach (3-D), przypisuj帷 prawdopodobie雟twa warto軼iom na osi prostopad貫j do p豉szczyzny samej siatki. Regiony o najwy窺zym prawdopodobie雟twie pojawiaj si zatem jako "wzg鏎za" lub "g鏎y", za regiony o najni窺zym prawdopodobie雟twie jako "doliny" lub "kaniony".



ODOMETRIA

Odometria jest sposobem wykrywania pozycji. Pozwala robotowi ustali, gdzie jest, na podstawie dw鏂h rzeczy: (1) punktu pocz徠kowego i (2) ruch闚, kt鏎e wykona po odej軼iu z tego punktu. Wzd逝 linii prostej lub w jednym wymiarze odometri wykonuje wska幡ik przebiegu w samochodzie. Przemieszczenie lub przebyt odleg這嗆 okre郵a si poprzez zliczenie liczby obrot闚 ko豉 w oparciu o okre郵ony promie ko豉. (W przypadku zmiany opon na wi瘯sze lub mniejsze, nale篡 ponownie ustawi licznik kilometr闚 w samochodzie, aby uzyska dok豉dne odczyty.) Przejechana odleg這嗆 jest r闚na ca販e pr璠ko軼i w czasie. Graficznie mo瞠 to by reprezentowane przez obszar pod krzyw, jak pokazano



Przemieszczenie zmienia si z pr璠ko軼i zale積 od pr璠ko軼i. Dop鏦i poruszasz si do przodu, przemieszczenie wzrasta. Je郵i cofniesz si, przemieszczenie maleje. Przemieszczenie mo瞠 by dodatnie lub ujemne w odniesieniu do punktu pocz徠kowego. W dw鏂h wymiarach, powiedzmy w pokoju lub nad powierzchni Ziemi, odometria odbywa si poprzez utrzymywanie sta貫j 軼ie磬i pr璠ko軼i, kt鏎a ma sk豉dniki zar闚no pr璠ko軼i, jak i kierunku. Wyobra sobie p造wanie 堯dk na otwartym morzu, zaczynaj帷 od wyspy. Znasz szeroko嗆 i d逝go嗆 geograficzn wyspy; mo瞠sz stale mierzy pr璠ko嗆 i kierunek. Tw鎩 komputer 郵edzi Twoj pr璠ko嗆 i kierunek od momentu do momentu. Nast瘼nie, po jakimkolwiek czasie, komputer mo瞠 dowiedzie si, gdzie jeste, na podstawie wcze郾iejszych ruch闚. Odbywa si to poprzez integracj obu sk豉dnik闚 pr璠ko軼i (pr璠ko軼i i kierunku) jednocze郾ie w czasie. 疾glarze znaj to jako obliczanie ded (skr鏒 od dedukcji i obliczanie) pozycji. Robot mo瞠 korzysta z funkcji obliczania ded, poniewa mikrokomputer niezale積ie integruje pr璠ko嗆 do przodu i kierunek kompasu. Nazywa si to podw鎩n integracj. Jest to do嗆 wyrafinowana forma rachunku r騜niczkowego, ale mikrokomputer mo積a tak zaprogramowa, aby robi to 豉two. Ryc. 2 pokazuje dwuwymiarow odometri opart na pr璠ko軼i i kierunku kompasu.



Wektory pr璠ko軼i (V 1 , V 2 , V 3 i V 4 w tym przyk豉dzie) s stale wej軼ie do mikrokomputera. Na podstawie tych informacji mikrokomputer "zna" wsp馧rz璠ne robota w dowolnym momencie.

ODCI*ENIE

M闚i si, 瞠 maszyna jest czym, co u豉twia ludziom prac. Dotyczy to szczeg鏊nie robot闚 i inteligentnych komputer闚. Urz康zenia te mog wykonywa wiele 禦udnych lub niebezpiecznych prac wykonywanych przez ludzi w przesz這軼i. W miar post瘼u technologii robotycznej mo積a oczekiwa, 瞠 proces ten b璠zie kontynuowany. Zast徙ienie pracownik闚 przez roboty i / lub inteligentne komputery nazywa si robotyzacj, automatyzacj lub komputeryzacj. Na poziomie osobistym u篡cie robot闚 i inteligentnych komputer闚 do codziennych obowi您k闚 nazywa si odci捫eniem, terminem wymy郵onym przez futurysty Charlesa Lechta. Wed逝g Lechta w naszym 篡ciu jest jeszcze wiele do zrobienia. Nawet w naszym zaawansowanym, wysoce technologicznym spo貫cze雟twie sp璠zamy czas na zakupach, praniu ubra i odkurzaniu pod這gi. Zw豉szcza kreatywni ludzie cz瘰to uwa瘸j te rzeczy za strat czasu. Ale je郵i prace nie zostan wykonane, ludzie g這duj, nosz brudne ubrania, cierpi z powodu niehigienicznych warunk闚 篡cia. Niekt鏎zy zatrudniaj s逝膨cych do wykonywania swoich przyziemnych obowi您k闚, ale niewielu mo瞠 sobie pozwoli na kamerdynera lub pokoj闚k. Roboty mog przej望 codzienne obowi您ki. Lecht wierzy, 瞠 w ko鎍u to zrobi i b璠 dost瘼ne dla prawie wszystkich. To pozwoli ludziom robi wi璚ej zabawnych i kreatywnych rzeczy, m闚i Lecht, malowa obrazy, pisa ksi捫ki, komponowa muzyk lub gra w golfa.

OPEN-LOOP SYSTEM

Poj璚ie systemu otwartej p皻li odnosi si do ka盥ej maszyny, kt鏎a nie zawiera serwomechanizmu. Z tego powodu roboty z otwart p皻l s cz瘰to nazywane robotami bezobs逝gowymi. Ten typ robota zale篡 od dok豉dno軼i pozycjonowania od wyr闚nania i precyzji jego cz窷ci. Nie ma sposobu na poprawienie b喚d闚 pozycjonowania. Robot dzia豉 na 郵epo; nie mo瞠 por闚na swojej lokalizacji ani orientacji z otoczeniem. Systemy z otwart p皻l mog dzia豉 szybciej ni systemy z robotami w zamkni皻ej p皻li lub serwo. Wynika to z faktu, 瞠 w systemie z otwart p皻l nie ma sprz篹enia zwrotnego, a zatem nie jest potrzebny czas na przetwarzanie sygna堯w sprz篹enia zwrotnego i dokonywanie poprawek pozycjonowania. Systemy z p皻l otwart s r闚nie ta雟ze ni systemy z p皻l zamkni皻. Jednak w zadaniach wymagaj帷ych ekstremalnej dok豉dno軼i systemy z otwart p皻l nie s wystarczaj帷o precyzyjne. Jest to szczeg鏊nie prawdziwe, gdy robot musi wykona wiele zaprogramowanych ruch闚, jeden po drugim. W niekt鏎ych typach system闚 robotycznych b喚dy pozycjonowania kumuluj si, chyba 瞠 s od czasu do czasu korygowane.

OPTYCZNE ROZPOZNAWANIE ZNAK紟 (OCR)

Komputery mog t逝maczy materia造 drukowane, takie jak tekst na tej stronie, na dane cyfrowe. Dane mo積a nast瘼nie wykorzysta w taki sam spos鏏, jakby kto wpisa je na klawiaturze. Odbywa si to za pomoc optycznego rozpoznawania znak闚 (OCR), specjalistycznej formy skanowania optycznego. W OCR materia堯w drukowanych cienka wi您ka laserowa przesuwa si po stronie. Bia造 papier odbija 鈍iat這; czarny tusz nie. Wi您ka laserowa porusza si w taki sam spos鏏, jak wi您ka elektronowa w kamerze telewizyjnej lub lampie. Odbita wi您ka jest modulowana; to znaczy zmienia si jego intensywno嗆. Ta modulacja jest t逝maczona przez oprogramowanie OCR na kod cyfrowy do u篡tku przez komputer. W ten spos鏏 komputer mo瞠 "czyta" czasopismo lub ksi捫k. OCR jest powszechnie u篡wany przez pisarzy, redaktor闚 i wydawc闚 do przesy豉nia drukowanych danych na no郾iki cyfrowe, takie jak dysk twardy komputera lub CDROM (p造ta kompaktowa, pami耩 tylko do odczytu). Zaawansowane oprogramowanie OCR rozpoznaje symbole matematyczne i inne egzotyczne notacje, a tak瞠 du瞠 i ma貫 litery, cyfry i znaki interpunkcyjne. Inteligentne roboty mog w陰czy technologi OCR do swoich system闚 wizyjnych, umo磧iwiaj帷 im odczytywanie etykiet i znak闚. Istnieje na przyk豉d technologia budowy inteligentnego robota z OCR, kt鏎y mo瞠 wsi捷 do samochodu i prowadzi go w dowolnym miejscu. By mo瞠 kiedy zostanie to zrobione powszechnie. W豉軼iciel robota mo瞠 przekaza robotowi list zakup闚 i powiedzie: "Prosz, we te rzeczy w supermarkecie", a robot wr鏂i godzin p騧niej z zam闚ionymi przedmiotami. Aby robot m鏬 odczyta co na odleg這嗆, na przyk豉d znak drogowy, obraz jest obserwowany za pomoc kamery wideo, a nie przez odbijanie zeskanowanej wi您ki laserowej od powierzchni. Ten obraz wideo jest nast瘼nie przetwarzany przez oprogramowanie OCR na dane cyfrowe.

OPTYCZNY ENKODER

Enkoder optyczny to urz康zenie elektroniczne, kt鏎e mierzy stopie, w jakim obraca si wa貫k mechaniczny. Mo瞠 tak瞠 mierzy pr璠ko嗆 obrotow (pr璠ko嗆 k徠ow). Koder optyczny sk豉da si z pary diod elektroluminescencyjnych (LED), fotodetektora i tarczy do ci璚ia. Diody LED 鈍iec na fotodetektorze przez ko這 tn帷e. Ko這 ma pasma promieniowe, na przemian przezroczyste i nieprzezroczyste (patrz ilustracja). Ko這 jest przymocowane do wa逝. Gdy wa si obraca, wi您ka 鈍iat豉 zostaje przerwana. Ka盥e przerwanie uruchamia obw鏚 zliczaj帷y. Liczba impuls闚 jest bezpo鈔edni funkcj stopnia, w jakim wa si obr鏂i. Cz瘰totliwo嗆 impuls闚 jest bezpo鈔edni funkcj pr璠ko軼i obrotowej. Dwie diody LED, umieszczone we w豉軼iwych pozycjach, pozwalaj enkoderowi wskazywa kierunek (w prawo lub w lewo), w kt鏎ym obraca si wa. Enkodery optyczne s u篡wane w r騜nych aplikacjach robotycznych. W szczeg鏊no軼i s one stosowane w manipulatorach do pomiaru zakresu obrotu z陰cza.

S這wnik Robotyki : "P"


PALETYZACJA I DEPALETYZACJA

W procesach produkcyjnych cz瘰to konieczne jest zdejmowanie przedmiot闚 z przeno郾ika ta鄉owego i umieszczanie ich na specjalnie zaprojektowanej do nich tacy. Taca nazywana jest palet, a proces jej nape軟iania nazywany jest paletyzacj. Odwrotny proces, w kt鏎ym przedmioty s zdejmowane z palety i umieszczane na przeno郾iku, nazywa si depaletyzacj. Aby co usun望, konieczna jest z這穎na sekwencja ruch闚 z przeno郾ika, znajd puste miejsce na palecie i prawid這wo umie嗆 przedmiot w wolnym miejscu. Rozwa禦y palet z otworami na osiem kwadratowych ko趾闚. Jedna dziura jest wype軟iona; pozosta貫 siedem jest wolnych. Za堯禦y, 瞠 zaprogramowano robota, aby paletyzowa ko趾i, a taca b璠zie pe軟a, a nast瘼nie we kolejn tac i nape軟i j, i tak dalej. Jego instrukcje mo積a prymitywnie przedstawi mniej wi璚ej tak:

1. Rozpocznij procedur paletyzacji.

2. Czy ko趾i przechodz wzd逝 przeno郾ika?

a. Je郵i nie, przejd do kroku 7.

b. Je郵i tak, przejd do kroku 3.

3. Czy paleta jest pe軟a?

a. Je郵i nie, zatrzymaj to.

b. Je郵i tak, za豉duj j na ci篹ar闚k, we now palet i umie嗆 j na miejscu aby wype軟i

4. We pierwszy dost瘼ny ko貫k z przeno郾ika.

5. Umie嗆 ko貫k w pustym otworze palety o najni窺zym numerze.

6. Przejd do kroku 2.

7. Oczekuj dalszych instrukcji

PARALAKSA

Paralaksa to efekt, kt鏎y pozwala oceni odleg這軼i do obiekt闚 i dostrzec g喚bi. Roboty z dwuocznym widzeniem maszynowym u篡waj paralaksy w tym samym celu. Ilustracja przedstawia podstawow zasad. Pobliskie obiekty wydaj si przesuni皻e w stosunku do odleg貫go t豉, gdy s ogl康ane lewym okiem w por闚naniu z widokiem widzianym prawym okiem. Zakres przemieszczenia zale篡 od proporcjonalnej r騜nicy mi璠zy odleg這軼i do pobliskiego obiektu a odleg陰 skal odniesienia, a tak瞠 od odleg這軼i mi璠zy okiem lewym a okiem prawym. Do nawigacji i wskaz闚ek mo積a u篡 paralaksy. Je郵i zmierzasz w kierunku punktu, punkt ten wydaje si nieruchomy, podczas gdy inne obiekty wydaj si oddala od niego, co wida podczas jazdy p豉sk, prost autostrad. Znaki, drzewa i inne obiekty przydro積e wydaj si przemieszcza promieni軼ie na zewn徠rz z odleg貫go punktu na drodze. System wizyjny robota mo瞠 wykorzysta ten efekt do wykrywania kierunku, w kt鏎ym si porusza, jego pr璠ko軼i i po這瞠nia.



PASYWNY TRANSPONDER

Transponder pasywny to urz康zenie, kt鏎e umo磧iwia robotowi identyfikacj obiektu. Przyk豉dem jest kod kreskowy. Innym przyk豉dem s etykiety magnetyczne, takie jak te na kartach kredytowych, kartach bankowych w bankomatach i towarach detalicznych. Wszystkie transpondery pasywne wymagaj zastosowania czujnika w robocie. Czujnik dekoduje informacje z transpondera. Dane mog by z這穎ne, a transponder niewielki. W niekt鏎ych systemach informacje mo積a odczyta z odleg這軼i wi瘯szej ni metr. Za堯禦y, 瞠 robot musi wybra wiert這 do okre郵onego zastosowania, a na tacy znajduje si 150 bit闚, z kt鏎ych ka盥y zawiera pasywny transponder z informacjami o jego 鈔ednicy, twardo軼i, zalecanych pr璠ko軼iach roboczych i po這瞠niu w tacy. Robot mo瞠 szybko wybra najlepszy bit, zainstalowa go i u篡wa, a po zako鎍zeniu pracy mo積a go od這篡 na w豉軼iwe miejsce.

PATTERN RECOGNITION [ROZPOZNAWANIE WZORC紟]

W systemie wizyjnym robota jednym ze sposob闚 identyfikacji obiektu lub dekodowania danych jest kszta速. Kod kreskowy jest typowym przyk豉dem. Skanowanie optyczne to kolejny. Maszyna rozpoznaje kombinacje kszta速闚 i wydedukuje ich znaczenie za pomoc mikrokomputera. W robotach inteligentnych technologia rozpoznawania wzorc闚 zyskuje na znaczeniu. Naukowcy czasami wykorzystuj problemy Bongarda do udoskonalania system闚 rozpoznawania wzorc闚. Wyobra sobie osobistego robota, kt鏎ego trzymasz w domu. Mo瞠 Ci zidentyfikowa na podstawie kombinacji cech, takich jak wzrost, kolor w這s闚, kolor oczu, modulacja g這su i akcent g這su. By mo瞠 Tw鎩 osobisty robot mo瞠 natychmiast rozpozna Twoj twarz, tak jak robi to Twoi znajomi. Ta technologia istnieje, ale wymaga znacznej mocy obliczeniowej, a koszt jest wysoki. Istniej prostsze sposoby identyfikacji ludzi. Za堯禦y, 瞠 Tw鎩 robot jest zaprogramowany tak, aby u軼isn望 d這 ka盥emu, kto wejdzie do domu. W ten spos鏏 robot pobiera odciski palc闚 osoby. Przechowuje zbi鏎 autoryzowanych odcisk闚 palc闚. Je郵i kto odm闚i podania r瘯i, robot mo瞠 uruchomi cichy alarm, aby wezwa policyjne roboty. To samo mo瞠 si zdarzy, je郵i robot rozpozna odcisk osoby, kt鏎a potrz御a r瘯. To hipotetyczny i raczej orwellowski scenariusz; wiele os鏏 wola這by nie wchodzi do tak wyposa穎nego domu. Jednak sam ten fakt m鏬豚y prawdopodobnie s逝篡 jako wzmocnienie bezpiecze雟twa.

PERSONAL ROBOT

Od wiek闚 ludzie wyobra瘸li sobie posiadanie osobistego robota. Taka maszyna mog豉 by czym w rodzaju niewolnika, nie 膨daj帷ego zap豉ty (z wyj徠kiem koszt闚 utrzymania). Jednak a do eksplozji technologii elektronicznej pr鏏y budowania robot闚 przez ludzi ko鎍zy造 si niezgrabnymi masami metalu, kt鏎e niewiele lub wcale nie mia造 瘸dnego rzeczywistego zastosowania.

Cechy

Roboty osobiste mog wykonywa wszelkiego rodzaju przyziemne prace domowe. Takie roboty nazywane s czasami robotami domowymi. W biurze mo積a u篡wa robot闚 osobistych; nazywane s robotami us逝gowymi. Aby by efektywnym, roboty osobiste musz zawiera takie funkcje, jak rozpoznawanie mowy, synteza mowy, rozpoznawanie obiekt闚 i system wizyjny. Obowi您ki robota domowego mog obejmowa:

•  Myjnia samochodowa

•  Generalne sprz徠anie

•  Towarzystwo

•  Gotowanie

•  Zmywanie naczy

•  Ochrona przeciwpo瘸rowa

•  Czyszczenie pod堯g

•  Zakupy spo篡wcze

•  Wykrywanie wtargni耩

•  Pralnia

•  Koszenie trawnika

•  Konserwacja

•  Podawanie posi趾闚

•  towarzysz zabaw dziecka

•  Usuwanie 郾iegu

•  Czyszczenie toalet

•  Mycie okien

W biurze robot us逝gowy mo瞠 wykonywa takie czynno軼i, jak: •  Ksi璕owo嗆

•  Generalne sprz徠anie

•  Przygotowanie i podawanie kawy

•  Dostawa

•  Dyktowanie

•  Konserwacji sprz皻u

•  Wype軟ianie dokument闚

•  Ochrona przeciwpo瘸rowa

•  Czyszczenie pod堯g

•  Powitanie go軼i

•  Wykrywanie wtargni耩

•  Przygotowanie posi趾u

•  Ksero

•  Odpowiadanie na telefon

•  Czyszczenie toalet

•  Pisanie

•  Mycie okien

Praktyczne roboty kontra zabawki

Niekt鏎e roboty osobiste zosta造 zaprojektowane i sprzedane, ale do niedawna nie by造 na tyle wyrafinowane, aby przynosi jakiekolwiek praktyczne korzy軼i. Wi瘯szo嗆 takich robot闚 bardziej trafnie nazywa si robotami hobbystycznymi. Dobry robot domowy, zdolny do sprawnego i niezawodnego wykonania nawet kilku z powy窺zych prac, przekracza mo磧iwo軼i finansowe zwyk造ch ludzi. Wraz z popraw technologii i jej obni瞠niem koszt (w kategoriach rzeczywistych mo磧iwo軼i zarobkowych danej osoby) b璠zie spada. Prostsze maszyny to dobre zabawki dla dzieci. Co ciekawe, je郵i robot jest zaprojektowany i przeznaczony jako zabawka, cz瘰to sprzedaje si lepiej, ni gdyby by reklamowany jako praktyczna maszyna.

Pytania i obawy

Roboty musz by bezpieczne do 篡cia w pobli簑 i nie mog stanowi dla nich 瘸dnego zagro瞠nia w豉軼iciela, zw豉szcza dzieci. Mo積a to zapewni dzi瘯i dobremu projektowi. Wszystkie roboty powinny dzia豉 zgodnie z trzema prawami Asimova. Za堯禦y, 瞠 dost瘼ny jest praktyczny robot osobisty za mniej wi璚ej tak sam cen, jak dobry samoch鏚. Czy wielu ludzi by to kupi這? Trudno to przewidzie. Cho niekt鏎e z wy瞠j wymienionych zada mog si wydawa nudne, wiele os鏏 lubi je wykonywa. Koszenie trawnika i od郾ie瘸nie mo瞠 by dobrym 獞iczeniem. Wiele os鏏 lubi gotowa. Niekt鏎zy ludzie nigdy nie powierz robotowi prawid這wego wykonania zada, bez wzgl璠u na to, jak wydajne i wyrafinowane mog by te maszyny. Niekt鏎zy ludzie wol oszcz璠za lub inwestowa pieni康ze, kt鏎e mogliby wyda na osobistego robota.

PHONEME [FONEM]

Fonem to indywidualny d德i瘯 lub sylaba, kt鏎 wydajesz podczas m闚ienia. Przyk豉dy to "ssss", "oooo" i "ffff". G這s mo積a wy鈍ietli na ekranie oscyloskopu. Sprz皻 jest prosty: mikrofon, wzmacniacz audio i oscyloskop. Kiedy kto m闚i do mikrofonu, na ekranie ta鎍zy pl徠anina. Wygl康 fonem闚 jest prostszy ni zwyk豉 mowa. Ka盥y przebieg, bez wzgl璠u na to, jak z這穎ny, mo瞠 zosta rozpoznany lub wygenerowany przez obwody elektroniczne. Teoretycznie syntezator mowy mo瞠 brzmie dok豉dnie tak, jak czyje g這s, m闚i帷 cokolwiek, z dowoln modulacj. Sygna wyj軼iowy takiej maszyny ma dok豉dnie taki sam kszta速 fali, jak widziany na oscyloskopie, co g這s konkretnej osoby m闚i帷ej. Odbite 鈍iat這 mo瞠 pom鏂 robotowi stwierdzi, czy si do czego zbli瘸. Fotoelektryczny czujnik zbli瞠niowy wykorzystuje modulowany generator wi您ki 鈍iat豉, fotodetektor, wzmacniacz czu造 na cz瘰totliwo嗆 i mikrokomputer. Ilustracja przedstawia zasad dzia豉nia tego urz康zenia. Wi您ka 鈍iat豉 odbija si od obiektu i jest wychwytywana przez fotodetektor. Wi您ka 鈍iat豉 jest modulowana z pewn cz瘰totliwo軼i, powiedzmy 1000 Hz (herc闚), a detektor posiada wzmacniacz, kt鏎y reaguje tylko na 鈍iat這 modulowane przy tej cz瘰totliwo軼i. Zapobiega to fa連zywym obrazom, kt鏎e w przeciwnym razie mog造by by spowodowane rozproszonym o鈍ietleniem, takim jak lampy lub 鈍iat這 s這neczne. Je郵i robot zbli瘸 si do obiektu, mikrokomputer wyczuwa, 瞠 odbita wi您ka jest coraz silniejsza. Robot mo瞠 wtedy omija obiekt. Ta metoda wykrywania blisko軼i nie dzia豉 w przypadku czarnych lub bardzo ciemnych obiekt闚 lub p豉skich okien lub luster ustawionych pod ostrym k徠em. Tego rodzaju obiekty zwodz ten system, poniewa wi您ka 鈍iat豉 nie jest odbijana z powrotem w kierunku fotodetektora.

PHOTOELECTRIC PROXIMITY SENSOR [FOTOELEKTRYCZNY CZUJNIK ZBLI浩NIOWY]

Odbite 鈍iat這 mo瞠 pom鏂 robotowi stwierdzi, czy si zbli瘸 do czego. Fotoelektryczny czujnik zbli瞠niowy wykorzystuje modulowany generator wi您ki 鈍iat豉, fotodetektor, wzmacniacz czu造 na cz瘰totliwo嗆 i mikrokomputer. Ilustracja przedstawia zasad dzia豉nia tego urz康zenia. Wi您ka 鈍iat豉 odbija si od obiektu i jest wychwytywana przez fotodetektor. Wi您ka 鈍iat豉 jest modulowana z pewn cz瘰totliwo軼i, powiedzmy 1000 Hz (herc闚), a detektor posiada wzmacniacz, kt鏎y reaguje tylko na 鈍iat這 modulowane przy tej cz瘰totliwo軼i. Zapobiega to fa連zywym obrazom, kt鏎e w przeciwnym razie mog造by by spowodowane rozproszonym o鈍ietleniem, takim jak lampy lub 鈍iat這 s這neczne. Je郵i robot zbli瘸 si do obiektu, mikrokomputer wyczuwa, 瞠 odbita wi您ka jest coraz silniejsza. Robot mo瞠 wtedy omija obiekt. Ta metoda wykrywania blisko軼i nie dzia豉 w przypadku czarnych lub bardzo ciemnych obiekt闚 lub p豉skich okien lub luster ustawionych pod ostrym k徠em. Tego rodzaju obiekty zwodz ten system, poniewa wi您ka 鈍iat豉 nie jest odbijana z powrotem w kierunku fotodetektora.



PRZETWORNIK PIEZOELEKTRYCZNY

Przetwornik piezoelektryczny to urz康zenie, kt鏎e mo瞠 przekszta販i fale akustyczne w impulsy elektryczne i odwrotnie. Sk豉da si z kryszta逝, takiego jak kwarc lub materia ceramiczny, umieszczonego pomi璠zy dwiema metalowymi p造tami, jak pokazano na ilustracji na stronie 226. Kiedy fala akustyczna uderza w jedn lub obie p造tki, metal wibruje. Ta wibracja jest przenoszona na kryszta. Kryszta wytwarza s豉be pr康y elektryczne, gdy jest poddawany napr篹eniom mechanicznym. Dlatego mi璠zy dwiema metalowymi p造tami powstaje napi璚ie pr康u przemiennego (AC) o przebiegu podobnym do fal d德i瘯owych. Je郵i do p造tek zostanie przy這穎ny sygna pr康u przemiennego, kryszta wibruje "w synchronizacji" z pr康em. W rezultacie metalowe p造tki r闚nie wibruj, powoduj帷 zak堯cenia akustyczne. Przetworniki piezoelektryczne s powszechne w zastosowaniach ultrad德i瘯owych, takich jak czujniki wtargni璚ia i alarmy. S przydatne w robotach, poniewa s ma貫, lekkie i wymagaj niewielkiego pr康u do swojej pracy. S wra磧iwe i mog funkcjonowa pod wod



PITCH [SKOK]

Skok jest jednym z trzech rodzaj闚 ruchu, jakie mo瞠 wykona robotyczny efektor. Dotyczy to tak瞠 zmian postawy (orientacji) robota mobilnego w trzech wymiarach. Wysoko嗆 d德i瘯u jest zwykle zmienn w g鏎 iw d馧. Wyci庵nij r瘯 prosto i wska co palcem wskazuj帷ym, a nast瘼nie przesu nadgarstek tak, aby palec wskazuj帷y wskazywa w g鏎 iw d馧 wzd逝 pionowej linii. Ten ruch to skok w twoim nadgarstku.

PIKSEL

Piksel to akronim oznaczaj帷y "picture (pix) element". Piksel to najmniejszy region na dwuwymiarowym (2-D) obrazie wideo lub wy鈍ietlaczu. W z這穎nym sygnale wideo piksel jest najmniejsz jednostk przekazuj帷 informacje. Te piksele czasami, ale nie zawsze, pokrywaj si z pikselami na wy鈍ietlaczu po stronie odbiorczej obwodu. Je郵i spojrzysz przez lup z bliska na ekran telewizora lub monitor komputera, zobaczysz tysi帷e ma造ch kropek. S to piksele samego ekranu telewizora lub monitora. (Uwaga: je郵i spr鏏ujesz tego eksperymentu, za堯 ltrafioletowe okulary przeciws這neczne). Na obrazach w skali szaro軼i ka盥emu pikselowi przypisany jest okre郵ony blask. W obrazie kolorowym ka盥emu pikselowi przypisany jest kolor podstawowy (czerwony, zielony lub niebieski) oraz okre郵ony blask. Rozmiar piksela jest wa積y w zrobotyzowanych systemach wizyjnych, poniewa decyduje o ostatecznej rozdzielczo軼i obrazu, czyli o tym, ile szczeg馧闚 mo瞠 zobaczy robot. Im mniejsze piksele, tym lepsza rozdzielczo嗆. Wizja robota o wysokiej rozdzielczo軼i wymaga lepszych kamer, wi瘯szej przepustowo軼i sygna逝 i wi瘯szej ilo軼i pami璚i ni wizja robota o niskiej rozdzielczo軼i. Systemy o wysokiej rozdzielczo軼i r闚nie kosztuj wi璚ej ni systemy o niskiej rozdzielczo軼i.

PNEUMATYCZNY NAP犵

Nap璠 pneumatyczny to metoda zapewniania ruchu manipulatorowi robota. Wykorzystuje spr篹ony gaz, taki jak powietrze, do przenoszenia si na r騜ne przeguby, sekcje teleskopowe i efektory ko鎍owe. Nap璠 pneumatyczny sk豉da si z zasilacza, co najmniej jednego silnika, zespo逝 t這k闚 i zawor闚 oraz p皻li sprz篹enia zwrotnego. Zawory i t這ki kontroluj ruch gazu. Poniewa gaz jest 軼i郵iwy, nap璠 nie mo瞠 przekazywa du篡ch si bez znacznych b喚d闚 pozycjonowania. P皻la sprz篹enia zwrotnego sk豉da si z co najmniej jednego czujnika si造, kt鏎y mo瞠 zapewni korekcj b喚d闚 i pom鏂 manipulatorowi pod捫a wyznaczon 軼ie磬. Manipulatory nap璠zane pneumatycznie s u篡wane, gdy precyzja i pr璠ko嗆 nie s krytyczne.

PUNKT DO PUNKTU RUCH

Niekt鏎e ramiona robot闚 poruszaj si w spos鏏 ci庵造 i mog si zatrzyma w dowolnym punkcie 軼ie磬i. Inni s w stanie zatrzyma si tylko w okre郵onych miejscach. Kiedy efektor ko鎍owy ramienia robota mo瞠 osi庵n望 tylko okre郵one pozycje, m闚i si, 瞠 manipulator wykonuje ruch punkt-punkt. Ilustracja przedstawia ruch punkt-punkt, w kt鏎ym mo磧iwych jest sze嗆 punkt闚 zatrzymania, nazywanych punktami przelotowymi (od A do F). W niekt鏎ych robotach, kt鏎e wykorzystuj ruch punkt-punkt, kontroler przechowuje du膨 liczb punkt闚 przelotowych w obwiedni roboczej manipulatora. Punkty te s tak blisko siebie, 瞠 wynikaj帷y z nich ruch jest ci庵造 ze wzgl璠闚 praktycznych. Stosowane s ma貫 przyrosty czasu, takie jak 0,01 s lub 0,001 s. Ten schemat jest analogiem ruchu robota w grafice komputerowej z mapami bitowymi.



POLAR COORDINATE GEOMETRY [GEOMETRIA WSP茛RZ犵NYCH POLARNYCH]

Ramiona robot闚 przemys這wych mog porusza si na r騜ne sposoby, w zale積o軼i od ich przeznaczenia. Geometria wsp馧rz璠nych biegunowych to powszechny uk豉d dwuwymiarowy (2-D). Termin ten pochodzi z wykresu biegunowego funkcji matematycznych. Rysunki przedstawiaj standardowe uk豉dy wsp馧rz璠nych biegunowych. Zmienna niezale積a to k徠 w stopniach lub radianach wzgl璠em zdefiniowanej linii zerowej. Istniej dwie popularne metody okre郵ania k徠a. Je郵i linia zerowa biegnie w prawo ("wsch鏚"), w闚czas k徠 jest mierzony od niej w kierunku przeciwnym do ruchu wskaz闚ek zegara. Je郵i linia zerowa biegnie w g鏎 ("p馧noc"), w闚czas k徠 jest mierzony od niej zgodnie z ruchem wskaz闚ek zegara. Pierwszy schemat jest wsp鏊ny dla wy鈍ietlaczy matematycznych i niekt鏎ych manipulator闚 robot闚. Druga metoda jest u篡wana, gdy k徠 jest namiarem kompasu lub azymutem, jak w systemach nawigacyjnych. Zmienn zale積 jest promie lub odleg這嗆 od 鈔odka wykresu. Jednostki maj zwykle ten sam rozmiar na wykresie o podanych wsp馧rz璠nych (na przyk豉d milimetry). W niekt鏎ych przypadkach u篡wana jest logarytmiczna skala promienia. Jest to cz瘰to wykonywane podczas kre郵enia wzorc闚 kierunkowych przetwornika.



POLICYJNY ROBOT

Czy mo瞠sz sobie wyobrazi funkcjonariuszy policji z metalu i krzemu, o wysoko軼i 2 m, kt鏎zy potrafi podnosz帷ych ca造ch samochod闚 jednym ramieniem i jednoczesne strzelanie 100 pocisk闚 na sekund z efektora ko鎍owego na drugim ramieniu? Te typy robot闚 policyjnych zosta造 przedstawione w fikcji. Technologia pozwalaj帷a na zbudowanie takiej maszyny istnieje ju teraz, jednak kiedy i je郵i w rzeczywisto軼i powstanie na du膨 skal roboty policyjne, prawdopodobnie b璠 mniej rewelacyjne. Policjanci s cz瘰to nara瞠ni na niebezpiecze雟two. Gdyby zdalnie sterowany robot m鏬 zosta u篡ty do kt鏎egokolwiek z niebezpiecznych zada, przed kt鏎ymi staj gliniarze, mo積a by uratowa 篡cie. Takie jest uzasadnienie rozmieszczania robot闚 w miejsce ludzkich oficer闚. Funkcjonariusz policji-robota mo瞠 dzia豉 jak robot-穎軟ierz lub dron. To mog這by by teleoperowane, z cz這wiekiem stacjonuj帷ym w centralnym miejscu, nie nara穎nym na ryzyko. Z pewno軼i mechaniczny policjant m鏬豚y by znacznie silniejszym ni jakikolwiek cz這wiek. Ponadto maszyna nie boi si 鄉ierci i mo瞠 podejmowa ryzyko, od kt鏎ego ludzie mog si wycofa. Ludzie mog manewrowa fizycznie w spos鏏, kt鏎ego 瘸dna maszyna nie mo瞠 dor闚na. Sprytny z這dziejaszek prawdopodobnie umkn掖by prawie ka盥emu robotowi-policjantowi. Zwinno嗆 b璠zie kluczowym problemem, je郵i policjant-robot ma kiedykolwiek kogo zatrzyma. Sama si豉 liczb mo瞠 rozwi您a ten problem. By mo瞠 du瘸 r鎩ka ma造ch gliniarzy-robot闚-owad闚, rozmieszczonych strategicznie, mog豉by namierzy i z豉pa uciekaj帷ego podejrzanego. Wyrafinowani, autonomiczni funkcjonariusze policji robot闚 mog nie okaza si op豉calni. Cz這wiek-operator musi otrzymywa wynagrodzenie za siedzenie i zdalne sterowanie robotem. Sam robot b璠zie kosztowa koszty budowy i utrzymania, a je郵i to konieczne, naprawy lub wymiany. Ludzie, kt鏎zy zrobotyzuj policj, b璠 musieli por闚na ratowanie 篡cia ze zwi瘯szonymi kosztami. By mo瞠 koszt technologii robotycznej spadnie, a jako嗆 wzro郾ie, a pewnego dnia cz窷 lub wi瘯szo嗆 naszych metropolitalnych si policyjnych b璠zie mog豉 zosta zrobotyzowana po rozs康nych kosztach.

POLIMORFICZNY ROBOT

Robot polimorficzny, zwany tak瞠 robotem zmieniaj帷ym kszta速, jest zaprojektowany tak, aby dostosowywa si do otoczenia poprzez zmian jego geometrii. Istnieje wiele projekt闚, kt鏎e mog to osi庵n望. Prostym przyk豉dem polimorficznego chwytaka robota jest aktywny mechanizm ci璚iwy, kt鏎y dopasowuje si do obiekt闚 poprzez owijanie si wok馧 nich. Specjalistyczne roboty g御ienicowe mog zmienia sw鎩 kszta速, aby podr騜owa po nier闚nym terenie lub wspina si i schodzi po schodach. Takie roboty mog r闚nie zmienia orientacj cia豉 (poziom lub pionow). Niekt鏎e roboty maj kszta速 w篹y i maj liczne przeguby, kt鏎e pozwalaj im manewrowa i si璕a do z這穎nych przestrzeni roboczych.

POZYCJI WYKRYWANIE

Wykrywanie pozycji robota nale篡 do jednej z dw鏂h kategorii. W wi瘯szym sensie, robot mo瞠 si zlokalizowa. Jest to wa積e podczas prowadzenia i nawigacji. W mniejszym sensie cz窷 robota mo瞠 przemie軼i si do miejsca w jego obszarze roboczym za pomoc urz康ze, kt鏎e m闚i mu dok豉dnie, gdzie si znajduje.

POTENCJALNE POLE

Potencjalne pole to odwzorowanie zachowania lub charakterystyki robota w okre郵onym obszarze roboczym. Takie pola s zwykle renderowane jako tablice wektorowe w dwuwymiarowym (2-D) uk豉dzie wsp馧rz璠nych. Wektory mog reprezentowa dowoln wielko嗆, kt鏎a ma wp造w na robota lub jak wykazuje robot, na przyk豉d si豉 pola magnetycznego, pr璠ko嗆 lub przyspieszenie. Bardziej z這穎ne pola potencja堯w istniej w przestrzeni tr鎩wymiarowej (3-D). Poni窺ze przyk豉dy i do陰czone ilustracje dotycz przestrzeni 2-D (p豉skiej powierzchni) dla uproszczenia.



Jednolite pole

W jednolitym potencjalnym polu wszystkie wektory wskazuj ten sam kierunek i maj t sam wielko嗆, niezale積ie od lokalizacji robota. Wszystkie wektory s skierowane r闚nolegle do powierzchni roboczej, czego przyk豉dem jest sta造 wiatr dzia豉j帷y na robota. Innym przyk豉dem jest pole magnetyczne Ziemi w przestrzeni roboczej, kt鏎a obejmuje tylko niewielk cz窷 powierzchni planety (na przyk豉d kilka kilometr闚 kwadratowych) i kt鏎a znajduje si w pobli簑 r闚nika geomagnetycznego, gdzie linie strumienia s r闚noleg貫 do powierzchni .

Atrakcyjne pole radialne

Atrakcyjne pole potencja逝 radialnego zawiera wektory, kt鏎e wszystkie wskazuj do wewn徠rz w kierunku pocz徠ku lub punktu 鈔odkowego, reprezentowanego przez (0, 0) w uk豉dzie wsp馧rz璠nych kartezja雟kich. Wielko嗆 wektora mo瞠 zale瞠 od odleg這軼i od 廝鏚豉, ale niekoniecznie. Przyk豉dem atrakcyjnego pola promieniowego jest odwzorowanie si造, kt鏎a istnieje, gdy robot przenosz帷y 豉dunek elektrycznie dodatni dzia豉 w pobli簑 obiektu nios帷ego elektrycznie ujemny 豉dunek. op豉ta. W tym przypadku intensywno嗆 wektora ro郾ie wraz ze zmniejszaniem si odleg這軼i mi璠zy robotem a punktem pocz徠kowym.

Odpychaj帷e pole radialne

Odpychaj帷e promieniowe pole potencja逝 zawiera wektory, kt鏎e wszystkie skierowane s na zewn徠rz od 廝鏚豉. Podobnie jak w przypadku pola przyci庵aj帷ego wielko嗆 wektora mo瞠 zale瞠 od odleg這軼i od 廝鏚豉, ale niekoniecznie. Przyk豉dem odpychaj帷ego pola radialnego jest odwzorowanie si造, kt鏎a wyst瘼uje, gdy robot nios帷y dodatni 豉dunek elektryczny dzia豉 w pobli簑 obiektu posiadaj帷ego dodatni 豉dunek elektryczny (czyli o takiej samej biegunowo軼i jak robot). W tym przypadku intensywno嗆 wektora ro郾ie wraz ze zmniejszaniem si odleg這軼i mi璠zy robotem a punktem pocz徠kowym.

Pole styczne

Pole potencja逝 stycznego zawiera wektory, kt鏎e wskazuj zgodnie lub przeciwnie do ruchu wskaz闚ek zegara w koncentrycznych okr璕ach wok馧 pocz徠ku. Wielko嗆 wektora mo瞠 si r騜ni w zale積o軼i od odleg這軼i od 廝鏚豉, ale niekoniecznie. Przyk豉dem tego typu pola jest cyrkulacja wiatru wok馧 intensywnego tropikalnego huraganu. Innym przyk豉dem jest strumie magnetyczny otaczaj帷y prosty drut przewodz帷y sta造, sta造 pr康, gdy drut przechodzi przez dwuwymiarow powierzchni robocz pod k徠em prostym. W obu tych przypadkach intensywno嗆 wektora ro郾ie wraz ze zmniejszaniem si odleg這軼i mi璠zy robotem a punktem pocz徠kowym.

Pole prostopad貫

W prostopad造m polu potencjalnym, zwanym tak瞠 ortogonalnym polem potencjalnym, wszystkie wektory wskazuj ten sam kierunek i maj t sam wielko嗆, niezale積ie od lokalizacji robota. Wszystkie wektory s skierowane pod k徠em prostym do powierzchni roboczej. Przyk豉dem tego rodzaju pola jest pole magnetyczne Ziemi w bezpo鈔ednim s御iedztwie kt鏎egokolwiek z biegun闚 geomagnetycznych. Innym przyk豉dem jest mapowanie si造, kt鏎a wyst瘼uje, gdy robot przenosz帷y 豉dunek elektryczny dzia豉 na powierzchni roboczej, kt鏎a r闚nie przenosi 豉dunek elektryczny. Je郵i robot i powierzchnia maj podobne 豉dunki, si豉 jest odpychaj帷a (wszystkie wektory s skierowane prosto do g鏎y); je郵i robot i powierzchnia maj przeciwne 豉dunki, si豉 jest atrakcyjna (wszystkie wektory s skierowane prosto w d馧).

POWER SUPPLY [ZASILACZ]

Zasilacz to obw鏚, kt鏎y dostarcza urz康zeniu elektronicznemu napi璚ie i pr康 potrzebne do prawid這wego dzia豉nia. Zasilanie z typowego gniazda sieciowego sk豉da si z pr康u przemiennego (AC) o warto軼i oko這 117 V. Wi瘯szo嗆 urz康ze elektronicznych wymaga pr康u sta貫go (DC). Rysunek 1 to schemat blokowy pokazuj帷y etapy w typowym zasilaczu DC. Stopnie obejmuj transformator, prostownik, filtr i regulator napi璚ia.



Transformator

Transformatory zasilaj帷e s dost瘼ne w dw鏂h typach: transformator obni瘸j帷y napi璚ie, kt鏎y przekszta販a pr康 przemienny na ni窺ze napi璚ie oraz transformator podwy窺zaj帷y napi璚ie, kt鏎y przekszta販a pr康 przemienny na wy窺ze napi璚ie. Zilustrowano je schematycznie na rys. 2. Wi瘯szo嗆 elektronicznych urz康ze p馧przewodnikowych, takich jak sterowniki robot闚 i ma貫 silniki robot闚, potrzebuje tylko kilku wolt闚. W zasilaczach takich urz康ze stosowane s transformatory obni瘸j帷e napi璚ie. Fizyczny rozmiar transformatora zale篡 od pr康u.



Niekt鏎e obwody wymagaj wysokiego napi璚ia (powy瞠j 117 V DC). Wy鈍ietlacz wideo z lamp elektronopromieniow (CRT) potrzebuje kilkuset wolt闚. Transformatory w tych urz康zeniach s typu podwy窺zanego.

Prostownik

Najprostszy obw鏚 prostownika, zwany prostownikiem p馧falowym, wykorzystuje jedn diod do "odci璚ia" po這wy cyklu wej軼iowego AC. Prostowanie p馧falowe jest przydatne w zasilaniach, kt鏎e nie musz dostarcza du瞠go pr康u lub kt鏎e nie wymagaj szczeg鏊nie dobrej regulacji. W przypadku urz康ze wysokopr康owych preferowany jest prostownik pe軟ookresowy. Schemat pe軟ofalowy jest r闚nie lepszy, gdy potrzebna jest dobra regulacja napi璚ia. Obw鏚 ten wykorzystuje obie po這wy cyklu pr康u przemiennego do wyprowadzenia pr康u sta貫go. Istniej dwa podstawowe obwody zasilania pe軟ookresowego. Jedna wersja wykorzystuje 鈔odkowy zaczep w transformatorze i wymaga dw鏂h diod. Drugi obw鏚 wykorzystuje cztery diody i nie wymaga transformatora z centralnym zaczepem. Obwody p馧falowe, pe軟ookresowe centralne i prostownik mostkowy przedstawiono schematycznie tu.



Filtr

Sprz皻 elektroniczny generalnie nie dzia豉 dobrze z pulsuj帷ym pr康em sta造m pochodz帷ym bezpo鈔ednio z prostownika. T皻nienie przebiegu musi zosta wyg豉dzone, aby dostarczany by czysty, podobny do baterii pr康 sta造. Robi to obw鏚 filtra. Najprostszym mo磧iwym filtrem jest jeden lub wi璚ej kondensator闚 o du瞠j warto軼i, po陰czonych r闚nolegle z wyj軼iem prostownika. Stosowane s kondensatory elektrolityczne lub tantalowe. Czasami cewka o du瞠j warto軼i, zwana d豉wikiem filtruj帷ym, jest po陰czona szeregowo opr鏂z kondensatora r闚nolegle. Zapewnia to p造nniejsze wyj軼ie DC ni sam kondensator. Dwa przyk豉dy filtr闚 indukcyjno軼i / pojemno軼i pokazano tu.



Regulator napi璚ia

Je郵i specjalny rodzaj diody, zwany diod Zenera, zostanie pod陰czony r闚nolegle do wyj軼ia zasilacza, dioda ograniczy napi璚ie wyj軼iowe zasilacza tak d逝go, jak d逝go dioda b璠zie mia豉 wystarczaj帷o wysok moc znamionow. Napi璚ie ograniczaj帷e zale篡 od zastosowanej diody Zenera. Istniej diody Zenera pasuj帷e do ka盥ego rozs康nego napi璚ia zasilania. Kiedy zasilacz musi dostarcza wysoki pr康, tranzystor mocy jest u篡wany wraz z diod Zenera w celu uzyskania regulacji. Schemat obwodu takiego schematu pokazano na ryc.5. W ostatnich latach regulatory napi璚ia sta造 si dost瘼ne w postaci uk豉d闚 scalonych (IC). Taki uk豉d scalony, czasem wraz z zewn皻rznymi komponentami, jest instalowany w obwodzie zasilaj帷ym na wyj軼iu filtra. Zapewnia to doskona陰 regulacj przy niskich i 鈔ednich napi璚iach.



Stany nieustalone i skoki

AC na linii zasilaj帷ej nie ma czystego, idealnego, sta貫go kszta速u fali. Czasami wyst瘼uj "skoki" zwane przej軼iami. Trwaj one tylko przez kilka mikrosekund, ale mog osi庵n望 warto軼i szczytowe przekraczaj帷e 1000 V. Skoki napi璚ia r闚nie mog stanowi problem. W przypadku gwa速ownego wzrostu napi璚ie ro郾ie nieco powy瞠j normy na oko這 p馧 sekundy. Bez ochrony przed skutkami stan闚 nieustalonych i przepi耩 wra磧iwy sprz皻 elektroniczny, taki jak sterowniki robot闚, mo瞠 dzia豉 nieprawid這wo. Najprostszym sposobem na pozbycie si wi瘯szo軼i stan闚 nieustalonych i przepi耩 jest u篡cie komercyjnie produkowanego t逝mika przej軼iowego, zwanego r闚nie t逝mikiem przepi耩. Bardziej wyrafinowanym urz康zeniem przetwarzaj帷ym energi jest zasilacz bezprzerwowy (UPS). S one zalecane dla powa積ych u篡tkownik闚 komputer闚, poniewa mog zapobiec problemom, kt鏎e w przeciwnym razie wynika造by z zaniku napi璚ia i przerw w zasilaniu, a tak瞠 wyeliminowa skutki stan闚 nieustalonych i przepi耩.

Bezpieczniki i wy陰czniki

Je郵i przepali si bezpiecznik, nale篡 go wymieni na inny o tej samej warto軼i. Je郵i nowy bezpiecznik ma zbyt niski pr康, prawdopodobnie przepali si natychmiast lub wkr鏒ce po zainstalowaniu. Je郵i nowy bezpiecznik ma zbyt wysoki pr康 znamionowy, mo瞠 nie chroni sprz皻u. Wy陰czniki automatyczne dzia豉j tak samo, jak bezpieczniki, z tym wyj徠kiem, 瞠 wy陰cznik mo積a zresetowa, wy陰czaj帷 zasilanie, odczekaj帷 chwil, a nast瘼nie naciskaj帷 przycisk lub przestawiaj帷 prze陰cznik. Niekt鏎e wy陰czniki resetuj si automatycznie po wy陰czeniu sprz皻u na okre郵ony czas. Kwestie bezpiecze雟twa Zasilacze mog by niebezpieczne. Dotyczy to zw豉szcza obwod闚 wysokiego napi璚ia, ale wszystko powy瞠j 12 V powinno by traktowane jako potencjalnie 鄉iertelne. We wszystkich urz康zeniach elektronicznych zasilanych pr康em przemiennym wyst瘼uje wysokie napi璚ie na wej軼iu do 廝鏚豉 zasilania (gdzie pojawia si 117 V). Wy鈍ietlacz CRT ma wysokie napi璚ie, kt鏎e steruje jego odchylaj帷ymi cewkami. Zasilanie niekoniecznie jest bezpieczne po wy陰czeniu. Kondensatory filtruj帷e utrzymuj 豉dunek przez d逝gi czas. W dobrze zaprojektowanych zasilaczach wysokonapi璚iowych rezystory upustowe s pod陰czone do ka盥ego kondensatora filtruj帷ego, wi璚 kondensatory roz豉duj si w ci庵u kilku minut po wy陰czeniu zasilania. Ale nie zak豉daj 篡cia na komponenty, kt鏎e mog nie istnie w cz窷ci sprz皻u, a kt鏎e czasami mog zawie嗆, nawet je郵i s dostarczone. Je郵i masz jakiekolwiek w徠pliwo軼i co do mo磧iwo軼i naprawy zasilacza, zostaw to profesjonali軼ie.

PRESENCE SENSING [WYKRYWANIE OBECNO列I]

Wykrywanie obecno軼i to zdolno嗆 robota lub innej maszyny do wykrywania wprowadzenia obiektu do otoczenia. Takie urz康zenie mo瞠 wykorzystywa zderzaki, w御y, czujniki 鈍iat豉 widzialnego, podczerwieni (IR) lub akustyczne.

Zderzaki i w御y

Najprostsze czujniki obecno軼i dzia豉j na zasadzie bezpo鈔edniego kontaktu fizycznego. Ich wyj軼ie wynosi zero, dop鏦i faktycznie w co nie trafi. Nast瘼nie moc gwa速ownie ro郾ie. W ten spos鏏 dzia豉j zderzaki i w御y. Zderzak mo瞠 by ca趾owicie pasywny, powoduj帷, 瞠 robot odbija si od rzeczy, w kt鏎e uderza. Cz窷ciej zderzak ma prze陰cznik, kt鏎y zamyka si, gdy zetknie si, wysy豉j帷 sygna do sterownika, powoduj帷 cofanie si robota. Kiedy w御y w co uderzaj, wibruj. Mo積a to wykry i wys豉 sygna do kontrolera robota. Wiskery mog wydawa si prymitywne, ale s tani i skuteczn metod zapobiegania zderzaniu si maszyny z przeszkodami.

Oko elektryczne

Innym prostym schematem wykrywania obecno軼i jest oko elektryczne. Wi您ki podczerwieni lub 鈍iat豉 widzialnego padaj na wej軼ia, takie jak drzwi i otwory okienne. Fotodetektory odbieraj energi z wi您ek. Je郵i jakikolwiek fotodetektor przestaje odbiera swoj wi您k, generowany jest sygna.

Czujnik odbiciowy optyczny, IR lub mikrofalowy.

Optyczny czujnik obecno軼i to urz康zenie podobne do oka elektrycznego, z tym wyj徠kiem, 瞠 wykrywa wi您ki 鈍iat豉 odbijane od obiekt闚, a nie przerywane przez nie. Czujnik obecno軼i na podczerwie wykorzystuje podczerwie zamiast 鈍iat豉 widzialnego; czujnik obecno軼i mikrofal wykorzystuje fale elektromagnetyczne o kr鏒kich d逝go軼iach fal (rz璠u kilku centymetr闚 lub mniej). Wi您ki energii widzialnej, podczerwonej lub mikrofalowej s kierowane do 鈔odowiska pracy z r騜nych strategicznych miejsc. Je郵i wprowadzony zostanie jakikolwiek nowy obiekt i je郵i ma on znaczny wsp馧czynnik odbicia, fotodetektory wykryj odbit energi i spowoduj wygenerowanie sygna逝. System widzialny lub IR mo瞠 zosta oszukany przez nieodblaskowe przedmioty. Dobrym przyk豉dem jest robot pokryty jednolit, p豉sk czarn farb. Systemy mikrofalowe mog nie reagowa na obiekty sk豉daj帷e si wy陰cznie z materia堯w nieprzewodz帷ych (dielektrycznych), takich jak plastik lub drewno.

Interferometr optyczny, IR lub mikrofalowy

Interferometr mo瞠 by u篡ty przez robota do wykrywania obecno軼i obiektu lub bariery z bliskiej odleg這軼i. Dzia豉 na zasadzie interferencji fal i mo瞠 dzia豉 przy dowolnej d逝go軼i fali elektromagnetycznej (EM). Zwykle u篡wana jest energia EM w zakresie mikrofalowym, podczerwieni lub widzialnym. Kiedy obiekt zawieraj帷y wystarczaj帷o odblaskowy materia przenika do przestrzeni roboczej, fala odbita 陰czy si z fal padaj帷, tworz帷 wz鏎 interferencyjny. T interferencj fal mo積a wykry i przes豉 do sterownika robota. Skuteczno嗆 interferometru zale篡 od tego, jak dobrze obiekt lub bariera odbija energi przy d逝go軼i fali u篡wanej przez urz康zenie. Na przyk豉d pomalowana na bia這 軼iana jest 豉twiejsza do wykrycia za pomoc interferometru optycznego ni podobna 軼iana pomalowana na matow czer. Og鏊nie rzecz bior帷, interferometr dzia豉 lepiej, gdy odleg這嗆 maleje, a gorzej, gdy odleg這嗆 ro郾ie. Wa積a jest r闚nie ilo嗆 szum闚 radiowych, podczerwonych lub optycznych w 鈔odowisku pracy robota. Im wy窺zy poziom szum闚, tym bardziej ograniczony jest zakres dzia豉nia czujnika i tym wi瘯sze prawdopodobie雟two wyst徙ienia fa連zywych trafie lub negatyw闚.

Czujnik ruchu na podczerwie

Powszechny system wykrywania obecno軼i wykorzystuje czujnik ruchu na podczerwie. Dwa lub trzy szerokok徠ne impulsy podczerwieni s przesy豉ne w regularnych odst瘼ach czasu; impulsy te obejmuj wi瘯szo嗆 strefy, w kt鏎ej urz康zenie jest zainstalowane. Przetwornik odbiorczy odbiera zwr鏂on energi IR, zwykle odbit od 軼ian, pod堯g, sufit闚 i mebli. Intensywno嗆 odbieranych impuls闚 jest rejestrowana przez mikroprocesor. Je郵i co w pomieszczeniu zmieni po這瞠nie lub pojawi si nowy obiekt, nast瘼uje zmiana intensywno軼i odbieranej energii. Mikroprocesor zauwa瘸 t zmian i generuje sygna. Te urz康zenia zu篡waj bardzo ma這 energii podczas normalnej pracy, wi璚 baterie mog s逝篡 jako 廝鏚這 zasilania.

Promiennikowa czujka ciep豉

Urz康zenia na podczerwie mog wykrywa zmiany w 鈔odowisku wewn皻rznym poprzez bezpo鈔ednie wykrywanie energii IR (cz瘰to nazywanej ciep貫m promieniowania) emanuj帷ej z obiekt闚. Ludzie i wszystkie zwierz皻a sta這cieplne emituj promieniowanie podczerwone. Ogie te. Prosty czujnik podczerwieni w po陰czeniu z mikroprocesorem mo瞠 wykry gwa速owny lub du篡 wzrost ilo軼i promieniowania cieplnego w pomieszczeniu. Pr鏬 czasowy mo積a ustawi tak, aby stopniowe lub niewielkie zmiany, na przyk豉d spowodowane promieniowaniem s這necznym, nie wyzwoli造 sygna逝, natomiast znacz帷e zmiany, takie jak wej軼ie osoby do pomieszczenia, tak. Pr鏬 zmiany (wzrostu) temperatury mo積a ustawi tak, aby ma貫 zwierz nie uruchomi這 alarmu, a osoba doros豉. Tego typu urz康zenie, podobnie jak czujnik ruchu na podczerwie, mo瞠 dzia豉 na baterie. G堯wnym ograniczeniem detektor闚 promieniowania cieplnego jest to, 瞠 mog da si zwie嗆. Fa連zywe alarmy to ryzyko; s這鎍e mo瞠 nagle o鈍ietli czujnik i wyzwoli sygna obecno軼i. Mo磧iwe jest r闚nie, 瞠 osoba ubrana w zimow kurtk, buty, kaptur i mask na twarz, kt鏎a w豉郾ie wchodzi ze 鈔odowiska zewn皻rznego w temperaturze poni瞠j zera, mo瞠 nie wygenerowa sygna逝. Z tego powodu czujniki ciep豉 promiennikowego s cz窷ciej u篡wane jako aktuatory alarmu po瘸rowego ni jako czujniki obecno軼i.

Ultrad德i瘯owy czujnik ruchu

Ruch w pomieszczeniu mo積a wykry, wykrywaj帷 zmiany we wzgl璠nej fazie fal akustycznych. Ultrad德i瘯owy czujnik ruchu to interferometr akustyczny, kt鏎y wykorzystuje zestaw przetwornik闚 emituj帷ych fale akustyczne o cz瘰totliwo軼iach powy瞠j zakresu ludzkiego s逝chu (powy瞠j 20 kHz ). Inny zestaw przetwornik闚 wychwytuje odbite fale akustyczne, kt鏎ych d逝go嗆 wynosi u豉mek cala. Je郵i cokolwiek w pomieszczeniu zmieni po這瞠nie, zmienia si wzgl璠na faza fal odbieranych przez r騜ne przetworniki akustyczne. Dane te s przesy豉ne do mikroprocesora, kt鏎y wyzwala sygna obecno軼i.

PRESSURE SENSING [CZUJNIK CI吉IENIA]

Zrobotyzowane czujniki ci郾ienia wykrywaj i mierz si喚, aw niekt鏎ych przypadkach mog okre郵i, gdzie jest przy這穎na. W podstawowym czujniku nacisku przetwornik wra磧iwy na nacisk informuje robota o zderzeniu si z czym. Dwie metalowe p造tki s oddzielone warstw nieprzewodz帷ej pianki. To tworzy kondensator. Kondensator jest po陰czony z cewk (cewk). Obw鏚 cewki / kondensatora ustawia cz瘰totliwo嗆 oscylatora. Przetwornik jest pokryty tworzywem sztucznym, aby zapobiec zwarciu metalu do czegokolwiek. Je郵i jaki przedmiot uderzy w czujnik, zmieni si odst瘼 mi璠zy p造tami. Zmienia to pojemno嗆, a tym samym cz瘰totliwo嗆 oscylatora. Gdy obiekt oddala si od przetwornika, pianka odskakuje, a p造tki wracaj do swoich pierwotnych odst瘼闚. To urz康zenie mo瞠 zosta oszukane przez metalowe przedmioty. Je郵i dobry przewodnik elektryczny zbli篡 si do przetwornika, pojemno嗆 mo瞠 si zmieni, nawet je郵i nie zostanie nawi您any kontakt. Pomi璠zy p造tami mo積a umie軼i piank przewodz帷 zamiast pianki dielektrycznej, tak 瞠 op鏎 zmienia si wraz z ci郾ieniem. Przez urz康zenie przep造wa pr康 sta造. Je郵i co uderzy w przetwornik, pr康 ro郾ie, poniewa op鏎 spada. Ten przetwornik nie b璠zie reagowa na pobliskie obiekty przewodz帷e pr康, chyba 瞠 zostanie przy這穎na si豉. Sygna wyj軼iowy czujnika ci郾ienia mo積a przekszta販i na dane cyfrowe za pomoc przetwornika analogowo-cyfrowego. Sygna ten mo瞠 by u篡wany przez kontroler robota. Nacisk na przetwornik z przodu robota mo瞠 spowodowa cofni璚ie si maszyny; nacisk po prawej stronie mo瞠 spowodowa skr璚enie maszyny w lewo.

PRINTED CIRCUIT [OBW笈 DRUKOWANY]

Obw鏚 drukowany to uk豉d okablowania wykonany z folii na p造tce drukowanej. Obwody drukowane mo積a produkowa masowo niedrogo i wydajnie. S kompaktowe i niezawodne. Wi瘯szo嗆 dzisiejszych urz康ze elektronicznych jest zbudowana przy u篡ciu technologii obwod闚 drukowanych. Obwody drukowane s wytwarzane poprzez najpierw narysowanie wzoru trawienia. Jest to fotografowane i reprodukowane na przezroczystym plastiku. Plastik nak豉da si na pokryt miedzi p造t szklano-epoksydow lub fenolow, a monta poddawany jest procesowi fotochemicznemu. Mied rozpuszcza si w pewnych obszarach, pozostawiaj帷 po膨dany obw鏚 jako wz鏎 przebieg闚 folii. Zastosowanie obwod闚 drukowanych znacznie zwi瘯szy這 豉two嗆, z jak mo積a serwisowa sprz皻 elektroniczny. Obwody drukowane pozwalaj na budow modu這w, dzi瘯i czemu ca陰 p造tk mo積a wymieni w terenie i naprawi w pe軟i wyposa穎nym laboratorium.

PROBLEM紟 REDUKCJA

Z這穎ne problemy mo積a 豉twiej rozwi您a, dziel帷 je na ma貫 etapy. Ten proces nazywa si redukcj problemu. To wa積a cz窷 bada nad sztuczn inteligencj (AI).

Dwie popularne formy

Dow鏚 twierdzenia matematycznego jest dobrym 獞iczeniem w redukcji problemu. Innym sposobem rozwijania tej umiej皻no軼i jest pisanie program闚 komputerowych w j瞛yku wysokiego poziomu. Rozbijaj帷 du篡, trudny problem na ma貫, 豉twe kroki, mo積a straci z oczu og鏊ny obraz. Utrzymywanie mentalnego obrazu celu, post瘼闚 i nadchodz帷ych przeszk鏚 to umiej皻no嗆, kt鏎a staje si coraz lepsza wraz z praktyk. Nie mo瞠sz usi捷 i udowodni g喚bokich twierdze matematycznych, dop鏦i nie nauczysz si najpierw udowodni kilku prostych rzeczy. To samo dotyczy inteligentnych komputer闚 i robot闚.

Maszyna do dowodzenia twierdze

Za堯禦y, 瞠 budujesz maszyn do potwierdzania twierdze (TPM) i przypisujesz jej plik twierdzenie, kt鏎ego dow鏚 jest mo磧iwy, ale trudny. Cz瘰to matematyk, gdy chce co udowodni, nie wie, czy zdanie jest prawdziwe. W ten spos鏏 matematyk wie, czy mo瞠 rozwi您a problem. W przyk豉dzie pokazanym na ilustracji s cztery 軼ie磬i pocz徠kowe: A, B, C i D. Dwie z nich, B i C, prowadz do po膨danego rezultatu; pozosta貫 dwa nie. Ale nawet je郵i TPM zaczyna si wzd逝 B lub C, istnieje wiele mo磧iwych 郵epych zau趾闚. W tym przyk豉dzie istnieje skrzy穎wanie 軼ie瞠k B i C. Jeden z bocznic ze 軼ie磬i B mo瞠 prowadzi do po膨danego rezultatu po鈔ednio, ko鎍z帷 przez 軼ie磬 C. R闚nie bocznica ze 軼ie磬i C mo瞠 doprowadzi TPM do pr鏏y, przesuwaj帷 si na 軼ie磬 B. Jednak te skrzy穎wania mog r闚nie prowadzi TPM z powrotem w kierunku punktu pocz徠kowego, a by mo瞠 nawet do 郵epych uliczek w drodze powrotnej tam.

奸epe zau趾i

Gdy TPM wpada w 郵epy zau貫k, mo瞠 si zatrzyma, zawr鏂i i cofn望. Ale sk康 TPM mo瞠 wiedzie, 瞠 dosz這 do 郵epego zau趾a? Mo瞠 pr鏏owa wielokrotnie przebi si przez barier bez powodzenia. Jak wiesz z prawdziwego do鈍iadczenia, czasami wytrwa這嗆 mo瞠 pokona trudn przeszkod, aw innych przypadkach 瘸den wysi貫k nie jest w stanie przebi si przez t barier. Po d逝gich pr鏏ach wyj軼ia ze 郵epego zau趾a od rozdra積ienia i zawr鏂i. w kt鏎ym momencie TPM powinien si podda? Odpowied na ten dylemat le篡 w zdolno軼i TPM do uczenia si na podstawie do鈍iadczenia. To jedna z najbardziej zaawansowanych koncepcji sztucznej inteligencji. Prawdziwy TPM, kt鏎y zawsze mo瞠 rozwi您a dowody prawdziwych twierdze, nigdy nie zostanie, a w豉軼iwie nigdy, nie zostanie skonstruowany. Dzieje si tak, poniewa w ka盥ym systemie logicznym istniej instrukcje, kt鏎ych nie mo積a udowodni prawdziwo軼i lub fa連zu w sko鎍zonej liczbie krok闚. Zosta這 to udowodnione przez logika Kurt G鐰el w 1930 roku i nazywa si to twierdzeniem o niezupe軟o軼i.



PROPRIOCEPTOR

Je郵i zamkniesz oczy i poruszysz r瘯ami, zawsze mo瞠sz powiedzie, gdzie s twoje r璚e. Wiesz, czy masz podniesione r璚e, czy te wisz po bokach. Wiesz, jak mocno zgi皻e s 這kcie, jak skr璚one s nadgarstki i czy masz otwarte czy zamkni皻e d這nie. Wiesz, kt鏎e palce s zgi皻e, a kt鏎e proste, wiesz o tym dzi瘯i nerwom w ramionach i zdolno軼i m霩gu do interpretowania sygna堯w wysy豉nych przez nerwy. Robot posiadaj帷y podobny zmys ma pewne zalety, poniewa mo瞠 okre郵a swoje po這瞠nie wzgl璠em siebie i post瘼owa zgodnie z nim. Proprioceptor to system czujnik闚, kt鏎y na to pozwala.

PROSODYCZNE CECHY

W mowie ludzkiej znaczenie jest przekazywane przez fleksj (ton g這su) jako ,a tak瞠 przez rzeczywiste wypowiadane d德i瘯i. By mo瞠 s造sza貫 prymitywne urz康zenia do syntezy mowy o ich monotonnej, pozbawionej emocji jako軼i. Mo積a by這 doskonale zrozumie s這wa, ale brakowa這 im zmian w tonacji, synchronizacji i g這郾o軼i, kt鏎e nadaj g喚bi wypowiadanym wypowiedziom. Te odmiany nazywane s cechami prozodycznymi. Aby zilustrowa znaczenie cech prozodycznych, rozwa zdanie, "P鎩dziesz do sklepu po p馧nocy". Spr鏏uj podkre郵i ka盥e s這wo po kolei:

o P鎩dziesz do sklepu po p馧nocy.

o P鎩dziesz do sklepu po p馧nocy.

o P鎩dziesz do sklepu po p馧nocy.

o P鎩dziesz do sklepu po p馧nocy.

o P鎩dziesz do sklepu po p馧nocy.

Teraz, zamiast sk豉da o鈍iadczenie, zadaj pytanie, ponownie podkre郵aj帷 po kolei ka盥e s這wo. Po prostu zast徙 kropk znakiem zapytania. Masz 16 r騜nych odmian prozodycznych tego jednego ci庵u s堯w. Kilka z nich jest bez znaczenia lub g逝pich, ale r騜nice mi璠zy wi瘯szo軼i s uderzaj帷e. W rozpoznawaniu mowy wa積e s odchylenia prozodyczne. Dzieje si tak, poniewa je郵i powiesz co w jeden spos鏏, mo瞠sz mie na my郵i co zupe軟ie innego ni gdyby wypowiedzia t sam seri s堯w w inny spos鏏. Programowanie maszyny tak, aby wychwytywa豉 te subtelne r騜nice, jest jednym z najwi瘯szych wyzwa stoj帷ych przed naukowcami zajmuj帷ymi si sztuczn inteligencj.

PROTEZA

Proteza to sztuczna ko鎍zyna lub cz窷 cia豉 ludzkiego. Robotyka umo磧iwi豉 zbudowanie elektromechanicznych ramion, r彗 i n鏬 zast瘼uj帷ych ko鎍zyny os鏏 po amputacji, wykonano r闚nie sztuczne narz康y oraz opracowano mechaniczne nogi w taki spos鏏, aby umo磧iwi chodzenie. Sztuczne d這nie mog chwyta; protezy ramion mog rzuca pi趾. Niekt鏎e narz康y wewn皻rzne mo積a zast徙i, przynajmniej na kr鏒ki czas, maszynami. Jednym z przyk豉d闚 jest dializa nerek. Inne jest sztuczne serce. Niekt鏎e urz康zenia elektroniczne lub elektromechaniczne nie zast瘼uj ca趾owicie cz窷ci ludzkiego cia豉, ale pomagaj 篡wym organom robi to, co powinny. Przyk豉dem jest rozrusznik serca. Jednym z najwi瘯szych problem闚 zwi您anych z protezami jest to, 瞠 organizm czasami odrzuca je jako cia豉 obce. Ludzki uk豉d odporno軼iowy, kt鏎y chroni przed chorobami, traktuje maszyn jak 鄉ierciono郾y wirus lub bakteri i pr鏏uje j zniszczy. To stwarza zagra瘸j帷y 篡ciu stres na ciele. Aby temu zapobiec, lekarze czasami podaj leki hamuj帷e dzia豉nie uk豉du odporno軼iowego. Mo瞠 to jednak sprawi, 瞠 osoba b璠zie bardziej podatna na choroby, takie jak zapalenie p逝c i r騜ne infekcje wirusowe. Nie opracowano jeszcze protez, kt鏎e mia造by wyrafinowany zmys dotyku. Mo積a by opracowa prymitywne wyczuwanie tekstury, ale czy kiedykolwiek b璠zie ono tak samo wymagaj帷e, jak prawdziwy zmys dotyku? Zale篡 to od tego, czy obwody elektroniczne mog powiela z這穎ne impulsy, kt鏎e przechodz przez 篡we nerwy. W堯 do kieszeni ani grosza i ani grosza. Si璕nij i za pomoc samego dotyku dowiedz si, kt鏎y jest kt鏎y. To jest 豉twe; grosz ma pr捫kowan kraw璠, ale brzeg grosza jest g豉dki. Dane te przechodz z palc闚 do m霩gu jako impulsy nerwowe. Czy te impulsy mog by kopiowane przez przetworniki elektromechaniczne? Uwa瘸 tak wielu badaczy, podobnie jak Alexander Graham Bell uwa瘸, 瞠 fale g這sowe mog by kopiowane przez urz康zenia elektroniczne.

PROXIMITY SENSING [WYKRYWANIE ZBLI浩NIOWE]

Wykrywanie blisko軼i to zdolno嗆 robota do okre郵enia, kiedy znajduje si w pobli簑 obiektu lub kiedy co jest w pobli簑. Ten zmys zapobiega wpadaniu robota na rzeczy. Mo瞠 by r闚nie u篡wany do pomiaru odleg這軼i od robota do obiektu.



Podstawowa zasada

Wi瘯szo嗆 czujnik闚 zbli瞠niowych dzia豉 w ten sam spos鏏: sygna wyj軼iowy przetwornika przemieszczenia zmienia si wraz z odleg這軼i od jakiego obiektu. Mo瞠 to przybiera dwie formy, jak pokazano na wykresach: po lewej, sygna wyj軼iowy czujnika maleje wraz ze wzrostem odleg這軼i, po prawej, sygna wyj軼iowy czujnika ro郾ie wraz ze wzrostem odleg這軼i. Teoretycznie ka盥y typ przetwornika przemieszczenia mo瞠 dzia豉 w dowolnej aplikacji, ale w danej sytuacji zwykle 豉twiej jest pracowa z jednym typem ni z drugim.

Pojemno嗆 i indukcyjno嗆

Obecno嗆 pobliskich obiekt闚 mo瞠 powodowa wzajemne efekty pojemno軼iowe lub indukcyjne. Efekty te mo積a wykry i przes豉 sygna造 do sterownika robota. Pojemno軼iowe czujniki zbli瞠niowe dzia豉j z wykorzystaniem efekt闚 elektrostatycznych, podczas gdy indukcyjne czujniki zbli瞠niowe wykorzystuj sprz篹enie ferromagnetyczne.

Ladar

Podczerwie (IR) lub widzialna wi您ka laserowa mo瞠 zosta odbita od wszystkiego, co si tam znajduje odbija lub rozprasza energi. Mo積a zmierzy op騧nienie sygna逝 zwrotnego, a odleg這嗆 do obiektu okre郵i przez uk豉d sterowania robota. Nazywa si to ladar (skr鏒 od wykrywania laserowego i okre郵ania odleg這軼i). Ladar nie b璠zie dzia豉 w przypadku obiekt闚, kt鏎e nie odbijaj podczerwieni ani energii widzialnej. Pomalowana na bia這 軼iana dobrze odbija tak energi; ta sama 軼iana pomalowana na matow czer nie b璠zie. Ladar dzia豉 lepiej na stosunkowo du篡ch odleg這軼iach ni na kr鏒kich dystansach, na kt鏎ych sonar lub interferometria zapewniaj lepsze wyniki.

Radar i sonar

Wykrywanie blisko軼i mo積a przeprowadzi za pomoc radaru lub sonaru. Radar wsp馧pracuje z sygna豉mi ultrawysokiej cz瘰totliwo軼i (UHF) lub mikrofalowymi sygna豉mi radiowymi. Sonar u篡wa fale akustycznych. Impulsy s przekazywane i odbierane po odbiciu od obiekt闚. Mierzony jest czas op騧nienia, a wyniki wysy豉ne do sterownika robota. Zasada jest w zasadzie podobna do zasady dzia豉nia laserowego czujnika zbli瞠niowego. Radar nie b璠zie dzia豉 w przypadku obiekt闚, kt鏎e nie odbijaj energii UHF lub mikrofal. Obiekty metalowe dobrze odbijaj t energi; s這na woda jest sprawiedliwa; a drzewa i domy s biedne. Radar, podobnie jak ladar, dzia豉 lepiej na du瞠 odleg這軼i ni z bliska. Sonar mo瞠 dobrze funkcjonowa na ma造ch odleg這軼iach, poniewa pr璠ko嗆 d德i瘯u jest znacznie mniejsza ni pr璠ko嗆 fal elektromagnetycznych (EM) w wolnej przestrzeni.

S這wnik Robotyki : "Q"


QUADRUPED ROBOT [CZWORONO烤Y ROBOT]

Historycznie rzecz bior帷, ludziom podoba si pomys zbudowania robota na ludzki obraz. Taka maszyna ma dwie nogi. W praktyce robot dwuno積y lub dwuno積y jest trudny do zaprojektowania. Ma s豉be poczucie r闚nowagi; 豉two si przewraca. Poczucie r闚nowagi, kt鏎e ludzie uwa瘸j za co oczywistego, jest trudne do wbudowania w maszyn. (Specjalistyczne roboty dwuko這we zosta造 zaprojektowane z wyczuciem r闚nowagi, ale s one wyrafinowane i kosztowne). Aby zagwarantowa stabilno嗆, robot wykorzystuj帷y nogi do poruszania si musi zawsze mie co najmniej trzy stopy w kontakcie z powierzchni. Czworono積a maszyna, zwana czworono積ym robotem, mo瞠 podnosi jedn nog na raz podczas chodzenia i zachowa stabilno嗆. Jedyny problem wyst瘼uje, gdy trzy nogi zwi您ane z powierzchni le膨 na wsp鏊nej linii lub w jej pobli簑, jak pokazano po lewej stronie ilustracji. W takich warunkach czworono積y przedmiot mo瞠 si przewr鏂i. W najlepszym modelu czworok徠nym cztery stopy si璕aj do ziemi w punktach, kt鏎e nie znajduj si w pobli簑 wsp鏊nej linii, jak pokazano po prawej stronie ilustracji. Nast瘼nie, gdy jedna stopa jest podniesiona do nap璠u, pozosta貫 trzy znajduj si na powierzchni w wierzcho趾ach dobrze zdefiniowanego tr鎩k徠a. W tych przyk豉dach pe軟e kropki oznaczaj stopy na ziemi; otwarty okr庵 przedstawia stop, kt鏎a jest w danym momencie podniesiona. Wielu in篡nier闚 uwa瘸, 瞠 sze嗆 n鏬 jest optymalnym rozwi您aniem dla robot闚 zaprojektowanych do nap璠zania nogami, a nie toczeniem si na ko豉ch lub nap璠em g御ienicowym. Roboty z sze軼ioma nogami mog podnosi jedn lub dwie nogi na raz podczas chodzenia i zachowa stabilno嗆. Im wi璚ej n鏬 ma robot, tym lepsza jest jego stabilno嗆; ale istnieje praktyczny limit. Ruchy n鏬 robota musz by odpowiednio skoordynowane, aby maszyna mog豉 si porusza bez marnowania ruchu i energii. Wraz ze wzrostem liczby n鏬 staje si to coraz trudniejsze.



QUADTREE [DREWO CZW紑KOWE]

Czworok徠 to schemat, w kt鏎ym dwuwymiarowy (2-D) prostok徠 siatk zaj皻o軼i mo積a podzieli na mniejsze i mniejsze podelementy, je郵i jest to konieczne do zdefiniowania funkcji do po膨danego poziomu rozdzielczo軼i. Ilustracja przedstawia prosty przyk豉d. W tym przypadku 鈔odowisko pracy robota (lub przestrze 鈍iata) jest pokazane przez najwi瘯szy kwadrat. Ten kwadrat jest podzielony na cztery kwadratowe podelementy. Lewy g鏎ny podelement jest z kolei podzielony na cztery kwadratowe podelementy (lub podelementy 2 ); prawy dolny element podrz璠ny jest podzielony na cztery elementy podrz璠ne 3 ; prawy dolny podrz璠ny 3 - element jest podzielony na cztery podrz璠ne 4 -elementy; lewy g鏎ny element podrz璠ny jest podzielony na cztery kwadratowe elementy podrz璠ne 5 . Ten proces mo瞠 trwa a do osi庵ni璚ia granicy rozdzielczo軼i lub wymaganego poziomu dok豉dno軼i. Je郵i przestrze 鈍iata nie ma kszta速u kwadratu lub prostok徠a, sytuacja si komplikuje. Jednak mapa bitowa element闚 kwadratowych mo瞠 przybli篡 dwuwymiarow przestrze 鈍iata o dowolnym kszta販ie, pod warunkiem, 瞠 elementy s wystarczaj帷o ma貫. Je郵i przestrze 鈍iata robota jest tr鎩wymiarowa (3-D), mo積a j podzieli na kostki lub prostok徠ne graniastos逝py (bloki). Ka盥y blok mo積a podzieli na osiem podblok闚. Proces ten mo積a powt鏎zy w taki sam spos鏏, jak w przypadku poczw鏎nego drzewa 2D. Wynik nazywany jest oktree.



QUALITY ASSURANCE AND CONTROL [ZAPEWNIANIE I KONTROLA JAKO列I (QA / QC)]

W pracy w fabryce roboty mog wykonywa powtarzalne zadania dok豉dniej i szybciej ni pracownicy. Robotyzacja poprawi豉 jako嗆, a tak瞠 zwi瘯szy豉 wielko嗆 produkcji w wielu bran瘸ch.

Robi to lepiej

Wa積y, ale cz瘰to pomijany aspekt zapewniania jako軼i i kontrola le篡 w samym procesie produkcji. Jeden spos鏏 na zapewnienie doskona這軼i i jako軼i to perfekcyjne wykonanie. Roboty s do tego idealne. Nie wszystkie roboty dzia豉j szybciej ni ludzie, ale roboty s prawie zawsze bardziej sp鎩ne i niezawodne. Gdy proces produkcji jest ulepszony, mniej wadliwych jednostek schodzi z linii monta穎wej. To sprawia, 瞠 zapewnienie i kontrola jako軼i (QA / QC) jest stosunkowo 豉twe. Niekt鏎zy in篡nierowie QA / QC twierdz, 瞠 w idealnym 鈍iecie ich praca nie by豉by konieczna. Wadliwe materia造 nale篡 wyrzuci przed umieszczeniem ich w cokolwiek. Roboty monta穎we powinny wykonywa perfekcyjn prac. Ta filozofia zosta豉 sformu這wana przez japo雟kiego in篡niera QA / QC Hajime Karatsu: "Wykonaj tak dobr robot, 瞠 kontrolery QA / QC nie s konieczne". Jest to oczywi軼ie idea teoretyczny; procesy produkcyjne nie s i nigdy nie b璠 doskona貫. Zawsze b璠 b喚dy w monta簑 lub wadliwe komponenty, kt鏎e dostan si do jednostek produkcyjnych. W zwi您ku z tym zawsze b璠zie potrzeba co najmniej jednej osoby odpowiedzialnej za kontrol jako軼i / kontroli jako軼i, aby uniemo磧iwi z造m jednostkom dotarcie do kupuj帷ych.

Inspektorzy

Roboty mog czasami pracowa jako in篡nierowie QA / QC. Mog to jednak zrobi tylko w przypadku prostych inspekcji, poniewa praca w zakresie zapewniania jako軼i / kontroli jako軼i cz瘰to wymaga od inspektora wyostrzonego os康u. Jednym z prostych zada QA / QC jest sprawdzanie wysoko軼i butelek podczas ruchu wzd逝 linii monta穎wej. Po陰czenie lasera i robota mo瞠 wykry butelki, kt鏎e nie maj odpowiedniej wysoko軼i. Zasada jest pokazana na ilustracji. Je郵i butelka jest za kr鏒ka, obie wi您ki laserowe docieraj do fotodetektor闚. Je郵i butelka jest zbyt wysoka, 瘸dna wi您ka lasera nie dociera do fotodetektor闚. W ka盥ej z tych sytuacji rami robota / chwytak podnosi wadliw butelk z linii i wyrzuca j. Dopiero gdy butelka znajdzie si w bardzo w御kim zakresie wysoko軼i (dopuszczalnym zakresie), jeden laser dotrze do swojego fotodetektora, podczas gdy drugi laser b璠zie zablokowany. Nast瘼nie butelka mo瞠 przej嗆. Zrobotyzowane procesy QA / QC staj si coraz bardziej z這穎ne i wyrafinowane wraz z rozwojem sztucznej inteligencji (AI). Ale niekt鏎e decyzje dotycz帷e kontroli jako軼i / kontroli jako軼i wymagaj intuicji. To poczucie jest powszechne u ludzi, ale in篡nierowie zastanawiaj si, czy mo積a tak zaprogramowa jak彗olwiek maszyn. Niekt鏎e komputery mog uczy si na swoich b喚dach i podejmowa 鈍iadome decyzje na podstawie du篡ch ilo軼i danych, ale zdolno嗆 "pod捫ania za przeczuciem" wydaje si cech charakterystyczn tylko dla ludzi.



S這wnik Robotyki : "R"


RADAR

Fale elektromagnetyczne o cz瘰totliwo軼iach radiowych (RF) odbijaj si od metalowych przedmiot闚. Termin radar jest skr鏒em od radio detection and ranging. Radar mo瞠 by u篡wany przez roboty jako pomoc w nawigacji, a tak瞠 do pomiaru pr璠ko軼i. System radarowy przeznaczony do pomiaru odleg這軼i i kierunku sk豉da si z nadajnika, anteny kierunkowej, odbiornika i wska幡ika pozycji. Nadajnik wytwarza intensywne impulsy mikrofal RF. Te fale uderzaj w obiekty. Niekt鏎e rzeczy (takie jak samochody i ci篹ar闚ki) odbijaj fale radarowe lepiej ni inne (na przyk豉d drewno). Odbite sygna造 lub echa s wychwytywane przez anten. Im dalej odbijaj帷y si obiekt, tym d逝窺zy czas przed odebraniem echa. Antena nadawcza jest obracana tak, 瞠 radar widzi we wszystkich kierunkach. Gdy antena radaru obraca si, echa s odbierane z r騜nych kierunk闚. W robocie te echa s przetwarzane przez mikrokomputer, kt鏎y daje maszynie poczucie jej po這瞠nia wzgl璠em 鈔odowiska pracy. Radar mo瞠 by u篡wany przez zautomatyzowane samoloty i statki kosmiczne. Specjalna forma radaru, zwana radarem dopplerowskim, s逝篡 do pomiaru pr璠ko軼i zbli瘸j帷ego si lub cofaj帷ego celu lub pr璠ko軼i robota wzgl璠em bariery. Ten rodzaj radaru dzia豉 na zasadzie efektu Dopplera, jak pokazano na ilustracji. W ten spos鏏 radar policyjny mierzy pr璠ko嗆 nadje盥瘸j帷ego pojazdu.



RADIOWEJ CZ邘TOTLIWO列I ZAK笏ENIA (RFI)

Zak堯cenia o cz瘰totliwo軼i radiowej (RFI) to zjawisko, w kt鏎ym urz康zenia elektroniczne zak堯caj wzajemnie dzia豉nie. W ostatnich latach ten problem pog喚bia si, poniewa mno膨 si konsumenckie urz康zenia elektroniczne i staj si one coraz bardziej podatne na RFI. Wiele RFI wynika z gorszej konstrukcji sprz皻u. Do pewnego stopnia wadliwe metody instalacji r闚nie przyczyniaj si do problemu. Komputery wytwarzaj energi o szerokopasmowej cz瘰totliwo軼i radiowej (RF), kt鏎a jest wypromieniowywana, je郵i komputer nie jest dobrze ekranowany. Komputery mog dzia豉 nieprawid這wo z powodu silnych p鏊 RF, takich jak te z pobliskiego nadajnika. Mo瞠 si to zdarzy i cz瘰to ma miejsce, gdy nadajnik telewizyjny dzia豉 doskonale. W takich przypadkach, a tak瞠 w przypadkach dotycz帷ych telefon闚 kom鏎kowych, radia pasmowego (CB) obywatelskiego i radia amatorskiego ("kr鏒kofalowego"), sprz皻 nadawczy prawie nigdy nie jest uszkodzony; problemem jest prawie zawsze niew豉軼iwe lub nieskuteczne ekranowanie systemu komputerowego. RFI jest cz瘰to wychwytywane przez kable zasilaj帷e i 陰cz帷e. Istniej metody omijania lub d豉wienia RF na tych kablach, zapobiegaj帷 przedostaniu si go do komputera, ale bypass lub d豉wik nie mog zak堯ca transmisji danych przez kable. Aby uzyska porad, skonsultuj si ze sprzedawc lub producentem komputera. Linie energetyczne mog powodowa RFI. Taka interferencja jest prawie zawsze spowodowana wy豉dowaniem 逝kowym. Przyczyn mo瞠 by uszkodzony transformator, z豉 latarnia uliczna lub zaufany izolator. Cz瘰to pomoc mo積a uzyska dzwoni帷 do przedsi瑿iorstwa u篡teczno軼i publicznej. W przewodzie zasilaj帷ym znajduje si t逝mik przej軼iowy, zwany tak瞠 t逝mikiem przepi耩 niezb璠ny do niezawodnej pracy komputera osobistego lub kontrolera robota pracuj帷ego z sieci energetycznej. Filtr liniowy, sk豉daj帷y si z kondensator闚 mi璠zy ka盥 stron linii zasilaj帷ej a uziemieniem, mo瞠 pom鏂 w zapobieganiu przedostawaniu si cz瘰totliwo軼i radiowych do komputera przez linie zasilaj帷e. W miar jak komputery staj si coraz bardziej przeno郾e i coraz powszechniejsze, pojawiaj si problemy z RFI mo積a spodziewa si pogorszenia sytuacji, chyba 瞠 producenci zwr鏂 wi瘯sz uwag na ekranowanie elektromagnetyczne. Poniewa komputery s coraz cz窷ciej u篡wane jako kontrolery robot闚, potencjalne problemy si mno膨. B喚dny robot mo瞠 stworzy zagro瞠nie i spowodowa wypadki. Zagro瞠nie jest najwi瘯sze w przypadku urz康ze medycznych lub podtrzymuj帷ych 篡cie.

RANGE [ZASI癿]

Zasi璕 to odleg這嗆 mierzona wzd逝 linii prostej w okre郵onym kierunku w przestrzeni tr鎩wymiarowej (3-D), mi璠zy robotem a obiektem lub barier w 鈔odowisku pracy. W przypadku czujnika zasi璕 to maksymalna odleg這嗆 promieniowa, na kt鏎ej mo積a oczekiwa, 瞠 urz康zenie b璠zie dzia豉 poprawnie. W matematyce i logice termin zakres odnosi si do zbioru obiekt闚 (zwykle liczb), na kt鏎e odwzorowywane s obiekty z dziedziny funkcji matematycznej.

RANGE OF FUNCTION [ZAKRES FUNKCJI]

Zakres funkcji matematycznej to zbi鏎 rzeczy (zwykle liczb), na kt鏎e mapowane s obiekty w domenie. Ka盥y x w dziedzinie funkcji f jest odwzorowywany na dok豉dnie jedn warto嗆 y. Mog istnie i cz瘰to istniej warto軼i y, kt鏎e nie maj niczego odwzorowanego przez funkcj f. Punkty te s poza zakresem f. Za堯禦y, 瞠 otrzymujesz funkcj f (x) = + x 1/2 (czyli dodatni pierwiastek kwadratowy z x) dla x> 0. Wykres tej funkcji jest pokazany na ilustracji. Ta funkcja zawsze odwzorowuje x na dodatni liczb rzeczywist y. Bez wzgl璠u na to, jak warto嗆 wybierzesz dla x w domenie w tym przyk豉dzie, + x 1/2 jest dodatnie. Komputery pracuj intensywnie z funkcjami, zar闚no analogowymi, jak i cyfrowymi. Funkcje s wa積e w zrobotyzowanych systemach nawigacji, lokalizacji i pomiarach.



RANGE PLOTTING [WYKRE印ANIE ZAKRESU]

Rysowanie odleg這軼i to proces, w kt鏎ym generowany jest wykres przedstawiaj帷y odleg這嗆 (zakres) do obiekt闚 w funkcji kierunku w dw鏂h lub trzech wymiarach. Aby wykona jednowymiarowe (1-D) wykre郵anie zakresu, wysy豉ny jest sygna, a robot mierzy czas potrzebny na powr鏒 echa. Sygna ten mo瞠 by fal akustyczn, w kt鏎ym to przypadku urz康zeniem jest sonar. Lub mo瞠 to by fala radiowa; to jest radar. Je郵i jest to 鈍iat這 widzialne w postaci wi您ki laserowej, to jest to ladar. Dwuwymiarowe (2-W) kre郵enie zakresu polega na odwzorowaniu odleg這軼i do r騜nych obiekt闚 w funkcji ich kierunku w okre郵onej p豉szczy幡ie. Na ilustracji przedstawiono jedn metod. Robot znajduje si po鈔odku dzia趾i, w pomieszczeniu zawieraj帷ym trzy biurka (prostok徠y) i dwie lampy pod這gowe (k馧ka). Zasi璕 jest mierzony co 10 o azymutu wok馧 pe軟ego ko豉, w wyniku czego powstaje zestaw pokazanych punkt闚. Lepszy wykres uzyskano by, gdyby zakres by wykre郵any co 5 o , co 2 o lub nawet co 1 o lub mniej. Ale bez wzgl璠u na to, jak szczeg馧owa jest rozdzielczo嗆 kierunku, wykres zakresu 2-D mo瞠 pokazywa rzeczy tylko w jednej p豉szczy幡ie, na przyk豉d poziom pod這gi lub jak捷 poziom p豉szczyzn nad pod這g. Tr鎩wymiarowe (3-W) wykre郵anie zakresu wymaga u篡cia wsp馧rz璠nych sferycznych. Odleg這嗆 nale篡 mierzy dla wielu kierunk闚 we wszystkich po這瞠niach. Wykres zasi璕u 3-W w pomieszczeniu, takim jak przedstawiony na ilustracji, pokaza豚y osprz皻 sufitowy, obiekty na pod這dze, obiekty na biurkach i inne szczeg馧y niewidoczne na wykresie zasi璕u 2-D.



REAKTYWNY PARADYGMAT

Paradygmat reaktywny to podej軼ie do programowania robot闚, w kt鏎ym wszystkie dzia豉nia s bezpo鈔ednim wynikiem wyj軼ia czujnika. Nie jest wymagane planowanie z wyprzedzeniem. Podej軼ie to powsta這 z powodu ogranicze nieod陰cznie zwi您anych z paradygmatem hierarchicznym, kt鏎y polega na sztywnym przestrzeganiu okre郵onego planu w celu osi庵ni璚ia celu. Paradygmat reaktywny sta si popularny oko這 1990 roku, a jego stosowanie by這 preferowane na pocz徠ku lat dziewi耩dziesi徠ych. W najbardziej wyrafinowanych systemach robot闚 istniej trzy podstawowe funkcje, znane jako planowanie / wyczuwanie / dzia豉nie. Paradygmat reaktywny upraszcza to, aby wyczu / dzia豉. Robot dzia豉j帷y w ten spos鏏 jest analogiczny do cz這wieka lub zwierz璚ia, kt鏎e wykazuje odruchy, gdy pojawiaj si okre郵one bod嬈e. G堯wn zalet paradygmatu reaktywnego jest du瘸 pr璠ko嗆. Tak jak ludzkie lub zwierz璚e odruchy zachodz szybciej ni zachowania wymagaj帷e 鈍iadomego my郵enia (rozwa瘸nia), roboty stosuj帷e paradygmat reaktywny mog niemal natychmiast reagowa na zmiany w swoim 鈔odowisku. Jednak podej軼ie to ma wady. Proste podej軼ie polegaj帷e na wyczuciu / dzia豉niu mo瞠 czasami skutkowa cyklicznymi zmianami mi璠zy dwoma stanami, bez post瘼u w kierunku zamierzonego celu. Mo積a to uzna za robotyczny odpowiednik ludzkiej dezorientacji lub paniki

RZECZYWISTY CZAS

W komunikacji lub przetwarzaniu danych operacja wykonywana "na 篡wo" jest nazywana dzia豉niem w czasie rzeczywistym. Termin odnosi si szczeg鏊nie do komputer闚. Wymiana danych w czasie rzeczywistym umo磧iwia rozmow mi璠zy komputerem a operatorem. Obs逝ga w czasie rzeczywistym jest wygodna do przechowywania i weryfikowania danych w kr鏒kim czasie. Dzieje si tak np. Przy dokonywaniu rezerwacji lotniczych, sprawdzaniu karty kredytowej czy dokonywaniu transakcji bankowej, jednak operacja w czasie rzeczywistym nie zawsze jest konieczna. Pisanie d逝giego programu na dzia豉j帷ym terminalu jest strat czasu na komputerze. D逝gie programy najlepiej pisa w trybie offline, testowa w czasie rzeczywistym (on-line) i debugowa w trybie offline. We flocie robot闚-owad闚, kontrolowanych przez jeden komputer, wszystkie roboty mog jednocze郾ie dzia豉 w czasie rzeczywistym. Jedn z metod osi庵ni璚ia tego jest dzielenie czasu. Sterownik zwraca uwag na ka盥ego robota przez niewielki okres czasu, stale obracaj帷 si mi璠zy robotami z du膨 pr璠ko軼i.

REKURENCJA

Rekurencja to logiczny proces, w kt鏎ym jedno lub wi璚ej zada jest odk豉danych na bok podczas przedstawiania g堯wnego argumentu. Rekursja jest powszechna w programach komputerowych, gdzie mo瞠 przybra form zagnie盥穎nych p皻li. Rekursja jest r闚nie przydatna w dowodzeniu twierdze matematycznych i prawnych. To pot篹ne narz璠zie w sztucznej inteligencji (AI).

Pami皻aj o ostatecznym celu

Rekurencja mo瞠 by skomplikowana i jest jedn z najbardziej zaawansowanych form ludzkiego rozumowania. Aby rekursja zadzia豉豉, og鏊ny kierunek post瘼u jest w kierunku ostatecznego celu. Mo瞠 si wydawa, 瞠 郵edzenie boczne nie ma nic wsp鏊nego z zamierzonym wynikiem, ale w przypadku rekurencji zawsze istnieje ku temu pow鏚. Wszystkie subargumenty musz ostatecznie zosta wyci庵ni皻e i wykorzystane w g堯wnym argumencie. Komputery idealnie nadaj si do argument闚 rekurencyjnych. Podargumenty mo積a wykona, a wyniki zapami皻a. Ludzie s zdezorientowani, gdy jest zbyt wiele bocznych tor闚; nie tak z komputerami. Zrobi dok豉dnie to, do czego s zaprogramowani, i nie rozpraszaj si, bez wzgl璠u na to, ile jest bocznych tor闚. W skomplikowanej, rekurencyjnej argumentacji, boczne tory mog by zabezpieczone jeden na drugim, tak jak samoloty czekaj帷e na l康owanie na du篡m lotnisku. Podargumenty s przechowywane w stosach przesuwaj帷ych lub rejestrach pami璚i pierwszy na wej軼iu / wyj軼iu. W razie potrzeby wyniki z bocznego toru s wyci庵ane ze stos闚. Ilustracja przedstawia argument rekurencyjny z kilkoma stosami pushdown.

Roz陰czenia

Je郵i komputer u篡wa logiki rekurencyjnej i zbytnio zbacza z drogi, mo瞠 straci z oczu ostateczny cel lub chodzi w k馧ko w logicznych kr璕ach. Kiedy dzieje si to w programie komputerowym, nazywa si to niesko鎍zon p皻l lub niesko鎍zon p皻l. To uniemo磧iwia rozwi您anie 瘸dnego problemu. Jest jeszcze jedna logiczna pu豉pka, w kt鏎 豉two wpa嗆 cz這wiek, wykonuj帷 argument rekurencyjny. Ma to na celu "udowodnienie" czego przez nie鈍iadome za這瞠nie, 瞠 to ju prawda. Komputery odpowiednio zaprogramowane nie pope軟iaj tego b喚du.



REDUKCJONIZM

Redukcjonizm to hipoteza, 瞠 maszyny mog powiela ca陰 ludzk my郵. Czy ostatecznie wszystkie ludzkie my郵i i emocje mo積a zredukowa do logicznych jedynek i zer? Redukcjonista powiedzia豚y, 瞠 tak. M霩g ludzki jest znacznie bardziej skomplikowany ni jakikolwiek inny komputer, ale jest zbudowany z sko鎍zonej liczby pojedynczych kom鏎ek. W przypadku dowolnej liczby sko鎍zonej, niewa積e jak du瘸, istnieje liczba wi瘯sza. Je郵i m霩g ma, powiedzmy, odpowiednik 1025 bramek logicznych, to przynajmniej w teorii mo瞠 istnie chip komputerowy z 1025 bramkami logicznymi. Redukcjonista argumentuje, 瞠 ca豉 ludzka aktywno嗆 umys這wa to nic innego jak suma wielu bram dzia豉j帷ych na wiele sposob闚. Chocia liczba mo瞠 by gigantyczna, niemniej jednak jest ograniczona. Redukcjonizm jest przedmiotem zainteresowania badaczy sztucznej inteligencji (AI). Je郵i hipoteza redukcjonistyczna oka瞠 si prawdziwa, w闚czas mo積a by stworzy komputery w 篡we istoty. Niekt鏎zy badacze s entuzjastycznie nastawieni do tego i inni s zaniepokojeni mo磧iwymi negatywnymi konsekwencjami. Autorzy science fiction wykorzystali ten temat; by mo瞠 najwcze郾iejszym przyk豉dem by豉 sztuka Rossum's Universal Robots, napisana w 1920 roku przez Karela Capeka. W tej sztuce, kt鏎 autor zamierzy jako satyr, o篡waj roboty i przejmuj w豉dz nad 鈍iatem.

REGULARNA SIATKA

Siatka regularna to metoda podzia逝 pracy dwuwymiarowej (2-D) 鈔odowiska w obszary kwadratowe lub prostok徠ne. W tr鎩wymiarowym (3-D), regiony maj kszta速 sze軼ianu lub pude趾a. Podstaw siatki prostok徠nej jest kartezja雟ki uk豉d wsp馧rz璠nych, zwany tak瞠 prostok徠nym uk豉dem wsp馧rz璠nych. Jest to znana p豉szczyzna xy lub przestrze xyz geometrii analitycznej

.

REINICJALIZACJA

. Czasami kontroler robota b璠zie dzia豉 nieprawid這wo z powodu zab陰dzenia W takim przypadku mikrokomputer dzia豉 nieprawid這wo lub przestaje dzia豉. Ponowna inicjalizacja polega na ustawieniu wszystkich linii mikrokomputera na stan niski lub zerowy. Wi瘯szo嗆 mikrokomputer闚 jest automatycznie inicjowana ponownie po ka盥ym od陰czeniu i ponownym w陰czeniu zasilania. Jednak nie wszystkie mikrokomputery maj t funkcj; Aby ponownie zainicjowa takie urz康zenia, nale篡 zastosowa okre郵on procedur.

RELACYJNY WYKRES

Wykres relacyjny jest reprezentacj 鈔odowiska pracy robota w postaci punkt闚 zwanych w瞛豉mi i linii 陰cz帷ych te punkty, zwanych kraw璠ziami. Na podstawie mapy komputerowej generowany jest wykres relacyjny. Rozwa prosty plan pi皻ra, taki jak przedstawiony na ilustracji. Podstawowy wykres relacyjny mo積a wygenerowa, lokalizuj帷 punkty 鈔odkowe wszystkich pokoi i punkty 鈔odkowe wszystkich przej嗆 i definiuj帷 ka盥y taki punkt jako w瞛e. Je郵i w korytarzu wyst瘼uje zakr皻, jako w瞛e definiuje si punkt w po這wie odleg這軼i od wystaj帷ego naro積ika do przeciwleg貫j 軼iany, obejmuj帷y k徠 135 o z dowoln 軼ian w rogu. W瞛造 te s nast瘼nie 陰czone prostymi kraw璠ziami. Wykresy relacyjne umo磧iwiaj nawigacj robota w 鈔odowiskach, kt鏎e nie zmieniaj si geometrycznie i nie s umieszczane 瘸dne nowe przeszkody, jednak ten typ wykresu nie reprezentuje na og馧 najbardziej wydajnej metody nawigacji i mo瞠 by nieodpowiedni dla du篡ch robot闚 lub dla flot robot闚 na ograniczonej przestrzeni.

RELIABILITY [NIEZAWODNO汎]

Niezawodno嗆 jest wyrazem tego, jak dobrze i jak d逝go maszyny pracuj. Jest to odsetek jednostek, kt鏎e nadal dzia豉j po u篡waniu ich przez pewien czas. Za堯禦y, 瞠 1 stycznia 2010 r. Zostanie uruchomionych 1 000 000 jednostek. Je郵i 920 000 jednostek dzia豉 prawid這wo 1 stycznia 2011 r., To niezawodno嗆 wynosi 0,92, czyli 92 procent rocznie. 1 stycznia 2012 r. Mo積a si spodziewa, 瞠 920 000 0,92 = 846 400 jednostek b璠zie dzia豉. Liczba jednostek pracuj帷ych spada z roku na rok zgodnie ze wsp馧czynnikiem niezawodno軼i. Im wi瘯sza niezawodno嗆, tym bardziej p豉ska jest krzywa zaniku na wykresie jednostek roboczych w funkcji czasu. Jest to pokazane na ilustracji. Poj璚ia "doskona造", "dobry", "sprawiedliwy" i "z造" s wzgl璠ne i zale膨 od wielu czynnik闚. Idealna krzywa niezawodno軼i (100 procent) jest zawsze lini poziom na takim wykresie. Niezawodno嗆 jest funkcj projektu, jak r闚nie jako軼i cz窷ci i precyzji procesu produkcyjnego. Nawet je郵i maszyna jest dobrze wykonana, a komponenty s dobrej jako軼i, prawdopodobie雟two awarii jest wi瘯sze przy z造m projekcie ni przy dobrym projekcie. Niezawodno嗆 mo積a zoptymalizowa poprzez zapewnienie i kontrol jako軼i.



REMOTE CONTROL [ZDALNE STEROWANIE]

Roboty mog by obs逝giwane na odleg這嗆 przez ludzi. Komputerami mo積a r闚nie sterowa z miejsc oddalonych od samych maszyn. Odbywa si to za pomoc pilota. Prostym przyk豉dem systemu zdalnego sterowania jest skrzynka sterownicza telewizora (TV). Innym przyk豉dem jest nadajnik u篡wany do pilotowania modelu samolotu. Sterowanie telewizorem wykorzystuje promieniowanie podczerwone (IR) do przenoszenia danych. Model samolotu odbiera polecenia za po鈔ednictwem sygna堯w radiowych. W tym sensie zar闚no telewizor, jak i model samolotu to roboty.

Zdalne sterowanie mo瞠 odbywa si za pomoc przewod闚, kabli lub 鈍iat這wod闚. W ten spos鏏 obs逝giwane s roboty podwodne. Osoba siedzi przy terminalu w zaciszu 這dzi lub ba鎥i podwodnej i obs逝guje robota, obserwuj帷 ekran, kt鏎y pokazuje, co "widzi" robot. Jest to prymitywna forma teleobecno軼i. Zasi璕 pilota jest ograniczony, gdy u篡wane s przewody lub 鈍iat這wody. Posiadanie kabla d逝窺zego ni kilka kilometr闚 jest niepraktyczne. Szczeg鏊ny problem wyst瘼uje w przypadku zdalnego sterowania podmorskiego na du瞠 odleg這軼i. Fale radiowe na konwencjonalnych cz瘰totliwo軼iach radiowych nie mog przenika do ocean闚, ale wyj徠kowo d逝gie kable stwarzaj problemy mechaniczne. Gdy stacja kontrolna i robot s bardzo daleko od siebie, pokonanie odleg這軼i nawet przez sygna造 radiowe, podczerwone lub widzialne zajmuje du穎 czasu. Zdalnie sterowany robot na Ksi篹ycu jest oddalony o oko這 1,3 sekundy 鈍ietlnej. Od chwili wys豉nia polecenia do robota na Ksi篹ycu do momentu, w kt鏎ym operator zobaczy wyniki polecenia, mija 2,6 s. Jednym z najbardziej dramatycznych przyk豉d闚 zdalnego sterowania radiowego jest przekazywanie polece do sond kosmicznych podczas przelotu przez Uk豉d S這neczny. W takich przypadkach odleg這嗆 separacji jest rz璠u milion闚 kilometr闚. Gdy sonda Voyager min窸a Neptuna i wys豉no do niej polecenie, wynik闚 nie obserwowano przez wiele godzin. Zdalne sterowanie tego typu to szczeg鏊ne wyzwanie. Istnieje absolutna granica praktycznej odleg這軼i, jaka mo瞠 istnie mi璠zy zdalnie sterowanym robotem a jego operatorem. Nie ma (jak dot康) 瘸dnego znanego sposobu przesy豉nia danych szybciej ni pr璠ko嗆 energii elektromagnetycznej (EM) w wolnej przestrzeni.

ROZDZIELCZO汎

Rozdzielczo嗆 to zdolno嗆 zrobotyzowanego systemu wizyjnego do rozr騜niania rzeczy znajduj帷ych si blisko siebie. Wewn徠rz obiekt闚 rozdzielczo嗆 to stopie, w jakim system mo瞠 wydoby szczeg馧y dotycz帷e obiektu. Jest to precyzyjna miara jako軼i obrazu. Czasami nazywa si to definicj. W zrobotyzowanym systemie wizyjnym rozdzielczo嗆 to "ostro嗆" obrazu. S豉ba rozdzielczo嗆 mo瞠 wynika ze s豉bej ostro軼i, zbyt ma貫j liczby pikseli w obrazie lub zbyt ma貫j szeroko軼i pasma sygna逝. Ilustracja przedstawia dwa obiekty, kt鏎e s daleko i blisko siebie, tak jak mog wygl康a na system wizyjny robota o czterech r騜nych poziomach rozdzielczo軼i. Kiedy obraz analogowy jest konwertowany na posta cyfrow, rozdzielczo嗆 pr鏏kowania to liczba r騜nych poziom闚 cyfrowych, kt鏎e s mo磧iwe. Liczba ta jest generalnie pot璕 2. Sygna analogowy ma niesko鎍zenie wiele r騜nych poziom闚; mo瞠 zmienia si w ci庵造m zakresie. Im wy窺za rozdzielczo嗆 pr鏏kowania, tym dok豉dniejsza jest cyfrowa reprezentacja sygna逝. W wykrywaniu pozycji, a tak瞠 w wykrywaniu i kre郵eniu odleg這軼i, terminy rozdzielczo嗆 kierunku i rozdzielczo嗆 odleg這軼i odnosz si do zdolno軼i czujnika robota do rozr騜niania mi璠zy dwoma obiektami, kt鏎e s oddzielone ma造m k徠em lub kt鏎e znajduj si prawie w tej samej odleg這軼i. termin rozdzielczo嗆 przestrzenna odnosi si do najmniejszego przemieszczenia liniowego, nad kt鏎ym robot mo瞠 zdefiniowa swoje 鈔odowisko pracy i skorygowa b喚dy w swoim ruchu.



REVERSE ENGINEERING [IN玆NIERIA ODWROTNA]

Mo磧iwe jest zbudowanie maszyny, kt鏎a robi to samo, co inna maszyna, ale przy u篡ciu innego projektu. Kiedy jest to robione z komputerami, nazywa si to klonowaniem. Og鏊nie rzecz bior帷, z這穎ne lub wyrafinowane urz康zenia lub systemy maj bardziej r闚nowa積e projekty ni proste urz康zenia lub systemy. In篡nieria odwrotna to proces, w kt鏎ym urz康zenie lub system jest kopiowane funkcjonalnie, ale nie dos這wnie. In篡nieria odwrotna rodzi problemy prawne. Je郵i mo瞠sz powieli to, co zrobi opatentowana maszyna, ale zastosujesz nowe i odmienne podej軼ie, o kt鏎ym my郵a貫 niezale積ie, w wi瘯szo軼i przypadk闚 nie naruszysz patentu oryginalnej maszyny. Je郵i wymy郵isz co w rodzaju inteligentnego robota, a nast瘼nie opatentujesz go, normalnie nie mo瞠sz uzyska patentu na to, co robi. Na przyk豉d nie mo積a zaprojektowa robota do woskowania rower闚, a nast瘼nie oczekiwa uzyskania patentu, kt鏎y uniemo磧iwi innym legalne budowanie i sprzedawanie robota, kt鏎y mo瞠 woskowa rowery. Ale przypu嗆my, 瞠 kto przeprowadzi in篡nieri wsteczn opatentowanego produktu, demontuj帷 go, a nast瘼nie przebudowuj帷 prawie, ale nie do ko鎍a, w ten sam spos鏏. Ta osoba nie wymy郵a nowego projektu. Praca jest u篡wana w nieco, ale nie znacz帷o, zmienionej formie, a nast瘼nie stwierdza si, 瞠 otrzymany produkt jest "nowy". Stanowi to naruszenie patentu. In篡nieria odwrotna, je郵i jest wykonywana zgodnie z prawem, jest wa積a w ewolucji nowych i ulepszonych system闚 robotycznych. W badaniach i rozwoju to mo瞠 by cenn technik w projektowaniu sprz皻u, programowaniu i opracowywaniu system闚 operacyjnych dla sterownik闚 robot闚.

REVOLUTE GEOMETRY [GEOMETRIA OBROTOWA]

Ramiona robot闚 przemys這wych mog porusza si na r騜ne sposoby, w zale積o軼i od ich przeznaczenia. Jeden spos鏏 ruchu jest znany jako geometria obrotowa. Na ilustracji przedstawiono rami robota zdolne do poruszania si w trzech wymiarach (3-wymiarowe) przy u篡ciu geometrii obrotowej. Ca造 zesp馧 mo瞠 obraca si o pe軟y okr庵 (360 ) u podstawy. Istnieje po陰czenie podnosz帷e lub "rami", kt鏎e mo瞠 przesuwa rami o 90 , od poziomu do pionu. Jeden lub dwa przeguby w 鈔odku ramienia robota, zwane "這kciami", mog porusza si o 180 , od pozycji prostej do podw鎩nego oparcia. Opcjonalnie mo瞠 by "nadgarstek", kt鏎y swobodnie obraca si w prawo lub w lewo. Dobrze zaprojektowane obrotowe rami robota mo瞠 dotrze do dowolnego punktu w obr瑿ie p馧kuli o kszta販ie odwr鏂onej miski. Promie p馧kuli to d逝go嗆 ramienia, kiedy jego rami i 這kie (這kcie) s wyprostowane.



RAMI ROBOTA

Istnieje wiele sposob闚 projektowania ramienia robota. R騜ne konfiguracje s u篡wane do r騜nych cel闚. Niekt鏎e roboty, zw豉szcza roboty przemys這we, to nic innego jak wyrafinowane ramiona robot闚. Ramiona robot闚 s czasami nazywane manipulatorami, chocia technicznie termin ten odnosi si do ramienia i jego efektora ko鎍owego, je郵i taki istnieje.

Rami robota mo積a podzieli na kategorie wed逝g jego geometrii. Projekty dwuwymiarowe (2-W) maj obwiednie robocze ograniczone do odcinka p豉skiej p豉szczyzny Wi瘯szo嗆 ramion robot闚 mo瞠 pracowa w obszarze przestrzeni tr鎩wymiarowej (3-W). Niekt鏎e ramiona robot闚 przypominaj r璚e ludzkie. Po陰czenia w tych maszynach maj nazwy takie jak "rami", "這kie" i "nadgarstek". Jednak niekt鏎e ramiona robot闚 tak bardzo r騜ni si od ludzkich ramion, 瞠 te nazwy nie maj sensu. Rami, kt鏎e wykorzystuje geometri obrotow, jest podobne do ludzkiego ramienia, ale rami, kt鏎e wykorzystuje geometri wsp馧rz璠nych kartezja雟kich, jest znacznie inne.

ROBOT紟 KLASYFIKACJA

Pod koniec XX wieku Japan Industrial Robot Association (JIRA) sklasyfikowa這 roboty od prostych manipulator闚 do zaawansowanych system闚 wykorzystuj帷ych sztuczn inteligencj (AI). Od low-end do high-end, schemat klasyfikacji robot闚 JIRA przebiega w nast瘼uj帷y spos鏏:

1. Manipulatory obs逝giwane r璚znie: Maszyny, kt鏎e musz by obs逝giwane bezpo鈔ednio przez cz這wieka.

2. Manipulatory sekwencyjne: Urz康zenia, kt鏎e wykonuj seri zada w tej samej kolejno軼i za ka盥ym razem, gdy s uruchamiane. Dobrym przyk豉dem jest automatyczna sekretarka.

3. Programowalne manipulatory: Obejmuj one prostsze typy robot闚 przemys這wych, znane wi瘯szo軼i ludzi.

4. Roboty sterowane numerycznie: Przyk豉dami s roboty serwo.

5. Roboty wyczuwaj帷e: roboty wyposa穎ne w czujniki dowolnego typu, takie jak przeciwci郾ienie, blisko嗆, nacisk, dotyk lub si豉 nadgarstka.

6. Roboty adaptacyjne: roboty, kt鏎e dostosowuj sw鎩 spos鏏 pracy, aby kompensowa zmiany w swoim 鈔odowisku.

7. Inteligentne roboty: roboty z zaawansowanymi kontrolerami, kt鏎e mo積a uzna za posiadaj帷e sztuczn inteligencj.

8. Inteligentne systemy mechatroniczne: komputery steruj帷e flot robot闚 lub urz康zeniami zrobotyzowanymi.

Niekt鏎zy badacze i in篡nierowie dodaj inn kategori: inteligentne systemy biomechatroniczne. Nale膨 do nich takie urz康zenia, jak cyborgi i niekt鏎e protezy.

ROBOT紟 GENERACJE

In篡nierowie i naukowcy przeanalizowali ewolucj robot闚, zaznaczaj帷 post瘼 wed逝g generacji robot闚.

Pierwsza generacja : Robot pierwszej generacji to proste rami mechaniczne. Maszyny te maj zdolno嗆 wykonywania precyzyjnych ruch闚 z du膨 pr璠ko軼i, wielokrotnie, przez d逝gi czas. Takie roboty znajduj dzi szerokie zastosowanie w przemy郵e. Roboty pierwszej generacji mog pracowa w grupach, na przyk豉d w zautomatyzowanym zintegrowanym systemie produkcyjnym (AIMS), je郵i ich dzia豉nia s zsynchronizowane. Dzia豉nie tych maszyn musi by stale nadzorowane, poniewa je郵i wyjd z ustawienia i pozwol im dalej pracowa, mo瞠 to skutkowa seri z造ch jednostek produkcyjnych.

Drugie pokolenie : Robot drugiej generacji ma podstawow inteligencj maszynow. Taki robot jest wyposa穎ny w czujniki, kt鏎e informuj go o 鈍iecie zewn皻rznym. Urz康zenia te obejmuj czujniki ci郾ienia, czujniki zbli瞠niowe, czujniki dotykowe, radar, sonar, ladar i systemy wizyjne. Sterownik przetwarza dane z tych czujnik闚 i odpowiednio dostosowuje dzia豉nie robota. Urz康zenia te wesz造 do powszechnego u篡tku oko這 roku 1980. Roboty drugiej generacji mog pozostawa ze sob zsynchronizowane, bez konieczno軼i ci庵貫go nadzorowania ich przez cz這wieka. Oczywi軼ie okresowe sprawdzanie jest potrzebne w przypadku ka盥ej maszyny, poniewa zawsze co mo瞠 p鎩嗆 nie tak; im bardziej z這穎ny system, tym wi璚ej sposob闚 mo瞠 dzia豉 nieprawid這wo.

Trzecia generacja : Koncepcja robota trzeciej generacji obejmuje dwie g堯wne 軼ie磬i rozwoju technologii inteligentnych robot闚: robota autonomicznego i robota-owada. Autonomiczny robot mo瞠 pracowa samodzielnie. Zawiera kontroler i mo瞠 wykonywa wiele czynno軼i bez nadzoru ze strony komputera zewn皻rznego lub cz這wieka. Dobrym przyk豉dem tego typu robota trzeciej generacji jest osobisty robot, o kt鏎ym niekt鏎zy marz. Istniej sytuacje, w kt鏎ych autonomiczne roboty nie dzia豉j wydajnie. W takich przypadkach mo積a u篡 floty prostych robot闚-owad闚, kontrolowanych przez jeden centralny komputer. Maszyny te dzia豉j jak mr闚ki w mrowisku lub jak pszczo造 w ulu. Podczas gdy poszczeg鏊nym maszynom brakuje sztucznej inteligencji (AI), ca豉 grupa jest inteligentna.

Czwarta generacja i nie tylko : Ka盥y robot, kt鏎y dopiero zostanie powa積ie uruchomiony, to robot czwartej generacji. Przyk豉dami mog by roboty, kt鏎e rozmna瘸j si i ewoluuj lub zawieraj komponenty biologiczne i mechaniczne. Poza tym mo瞠my powiedzie, 瞠 robot pi徠ej generacji to co, czego nikt jeszcze nie zaprojektowa ani nie wymy郵i. Tabela podsumowuje generacje robot闚, czasy ich rozwoju i ich mo磧iwo軼i.

Generacja: pierwsze u篡cie: mo磧iwo軼i

Pierwsza: przed 1980 r .: mechaniczne, stacjonarne, dobra precyzja, du瘸 pr璠ko嗆, wytrzyma這嗆 fizyczna, stosowanie serwomechanizm闚, brak czujnik闚 zewn皻rznych, brak sztucznej inteligencji

Druga: 1980-1990: czujniki dotykowe, systemy wizyjne, czujniki po這瞠nia, czujniki ci郾ienia, sterowanie mikrokomputerem, programowalne

Trzecia: po這wa lat 90. i p騧niej: mobilny autonomiczny, owadopodobny, sztuczna inteligencja, rozpoznawanie mowy, synteza mowy, systemy nawigacyjne, zdalne sterowanie

Czwarta: Przysz這嗆: projekt jeszcze si nie rozpocz掖, Czy mo積a odtworzy? , Potrafi ewoluowa? , Sztucznie 篡wy? , Tak m康ry jak cz這wiek? , Prawdziwe poczucie humoru?

Pi徠a:? : Jeszcze nie om闚ione, Mo磧iwo軼i nieznane

ROBOTA CHWYTAK

Chwytak robota to wyspecjalizowany efektor ko鎍owy, kt鏎y mo瞠 przybiera jedn z dw鏂h og鏊nych postaci: r璚zn i inn. Te dwa g堯wne schematy wynikaj z r騜nych filozofii in篡nierii. Niekt鏎zy badacze twierdz, 瞠 ludzka r瘯a jest zaawansowanym urz康zeniem posiadaj帷ym ewoluowa造 w wyniku doboru naturalnego. Dlatego m闚i, 瞠 in篡nierowie robotyki powinni na郵adowa ludzkie r璚e podczas projektowania i budowy chwytak闚 robot闚. Inni robotycy twierdz, 瞠 nale篡 u篡wa specjalistycznych chwytak闚, poniewa roboty zwykle wykonuj tylko kilka okre郵onych zada. Ludzkie r璚e s wykorzystywane do wielu rzeczy, ale taka wszechstronno嗆 mo瞠 by niepotrzebna, a nawet szkodliwa w przypadku robota wykonanego do jednego zadania.

ROBOTIC SHIP [STATEK ZROBOTYZOWANY]

Wsp馧czesny samolot pasa瞠rski mo瞠 by i w du瞠j mierze jest obs逝giwany przez komputer. M闚i si, 瞠 taki samolot m鏬豚y wystartowa z Nowego Jorku, polecie do Sydney i wyl康owa bez ani jednego cz這wieka na pok豉dzie. Taki samolot to w istocie robot. W podobny spos鏏 statkami oceanicznymi mo積a sterowa za pomoc komputer闚. Zautomatyzowany statek mo瞠 by przeznaczony do walki i zbudowany wy陰cznie w celu wygrywania bitew na morzu. Bez ludzi na pok豉dzie nie by這by zagro瞠nia dla 篡cia ludzkiego. Statek nie wymaga豚y 瘸dnych udogodnie dla ludzi, takich jak pomieszczenia do spania, us逝gi gastronomiczne i us逝gi medyczne. Jedyn konieczno軼i by這by zabezpieczenie sterownika robota przed uszkodzeniem.

Wyobra sobie, 瞠 jeste kapitanem niszczyciela i walczysz z innym niszczycielem, na kt鏎ego pok豉dzie nie ma ludzi! Taki wr鏬 nie ba豚y si 鄉ierci i dlatego by豚y niezwykle niebezpieczny. Roboty odgrywaj coraz wi瘯sz rol w zastosowaniach wojskowych, ale wi瘯szo嗆 ekspert闚 w徠pi, czy transport pasa瞠rski kiedykolwiek zostanie w pe軟i zrobotyzowany.

ROBOTIC SPACE TRAVEL [PODR荅 KOSMICZNA Z ROBOTEM]

Ameryka雟ki program kosmiczny osi庵n掖 punkt kulminacyjny, gdy Apollo 11 wyl康owa na Ksi篹ycu i po raz pierwszy istota z Ziemi przesz豉 na inny 鈍iat. Niekt鏎zy uwa瘸j, 瞠 go嗆 z Ziemi r闚nie dobrze m鏬 by i powinien by robotem. Niekt鏎e typy statk闚 kosmicznych by造 zdalnie sterowane od dziesi璚ioleci. Satelity komunikacyjne u篡waj polece radiowych, aby dostosowa swoje obwody i zmieni orbity. Sondy kosmiczne, takie jak sfotografowany Voyager. Uran i Neptun w p騧nych latach 80. by造 kontrolowane przez radio. Satelity i sondy kosmiczne to prymitywne roboty. Sondy kosmiczne dzia豉j jak inne maszyny w wrogim 鈔odowisku. Roboty s u篡wane wewn徠rz reaktor闚 j康rowych, w niebezpiecznych kopalniach i na g喚bokim morzu. Wszystkie takie roboty dzia豉j za pomoc pilota. Systemy zdalnego sterowania staj si coraz bardziej wyrafinowane wraz z rozwojem technologii.

Prawie jak tam

Niekt鏎zy twierdz, 瞠 roboty powinny by u篡wane do eksploracji przestrzeni kosmicznej, podczas gdy ludzie bezpiecznie pozostaj na Ziemi i pracuj z robotami za pomoc teleoperacji lub teleobecno軼i. Cz這wiek-operator mo瞠 nosi specjalny kombinezon steruj帷y i mie robota na郵aduj帷ego wszystkie ruchy. Teleoperacja to prosta operacja zdalnego sterowania robotem. Teleobecno嗆 obejmuje zdalne sterowanie z ci庵造m sprz篹eniem zwrotnym, kt鏎e daje operatorowi poczucie przebywania w miejscu robota. Niekt鏎zy robotycy uwa瘸j, 瞠 dzi瘯i technologii zwanej wirtualn rzeczywisto軼i mo磧iwe jest odtworzenie wra瞠nia przebywania w odleg貫j lokalizacji do tego stopnia, 瞠 operator robota mo瞠 sobie wyobrazi, 瞠 naprawd tam jest. Stereoskopowe systemy wizyjne, s造szenie obuuszne i prymitywny zmys dotyku mo積a powieli. Wyobra sobie, 瞠 wchodzisz do cienkiego jak paj璚zyna skafandra, wchodzisz do komory i w efekcie egzystujesz na Ksi篹ycu lub Marsie, wolnym od niebezpiecze雟tw zwi您anych z ekstremalnymi temperaturami lub 鄉iertelnym promieniowaniem.

G堯wny problem

Je郵i roboty s u篡wane w podr騜ach kosmicznych z zamiarem zast徙ienia astronaut闚 przez maszyny, odleg這嗆 mi璠zy robotem a jego operatorem nie mo瞠 by bardzo du瘸. Powodem jest to, 瞠 sygna造 steruj帷e nie mog porusza si szybciej ni 299 792 km / s (186 282 mil / s), czyli pr璠ko嗆 鈍iat豉 w wolnej przestrzeni. Ksi篹yc znajduje si oko這 400 000 km, czyli 1,3 sekundy 鈍ietlnej od Ziemi. Gdyby robot, a nie Neil Armstrong, wszed na Ksi篹yc tego letniego dnia 1969 roku, jego operator musia豚y upora si z op騧nieniem 2,6 s mi璠zy poleceniem a reakcj. Ka盥e polecenie potrzebowa這 1,3 sekundy, aby dosta si na Ksi篹yc, a ka盥a odpowied - 1,3 sekundy, aby wr鏂i na Ziemi. Prawdziwa teleobecno嗆 jest niemo磧iwa przy takim op騧nieniu. Eksperci twierdz, 瞠 maksymalne op騧nienie prawdziwej teleobecno軼i wynosi 0,1 s. Odleg這嗆 mi璠zy robotem a jego kontrolerem nie mo瞠 wi璚 by wi瘯sza ni 0,5 lub 1/20 sekundy 鈍ietlnej. To oko這 15 000 km - nieco wi璚ej ni 鈔ednica Ziemi.

Mo磧iwy scenariusz

Za堯禦y, 瞠 astronauci znajduj si na orbicie wok馧 planety, kt鏎ej 鈔odowisko jest zbyt nieprzyjazne, aby umo磧iwi osobist wizyt. Nast瘼nie mo積a wys豉 robota. Przyk豉dem takiej planety jest Wenus, kt鏎ej ci郾ienie powierzchniowe mia盥膨ce zabi這by astronaut w ka盥ym kombinezonie ci郾ieniowym mo磧iwym przy obecnej technologii. ζtwo by這by jednak utrzyma orbit mniejsz ni 9300 mil nad Wenus, wi璚 teleobecno嗆 by豉by mo磧iwa. Operator m鏬 siedzie w statku kosmicznym na orbicie nad planet i mie wra瞠nie chodzenia po powierzchni.

ROBOTA NOGA

Noga robota to wyrostek podobny do ramienia robota, ale przeznaczony raczej do podpierania i nap璠zania mobilnego robota ni do manipulowania obiektami. Lokomocja na nogach ma zalety, gdy teren w przestrzeni 鈍iata robota jest nier闚ny lub nier闚ny. Nogi mog r闚nie umo磧iwia robotom skakanie, siadanie i kopanie przedmiot闚. Jednak nap璠y ko這we lub g御ienicowe s zwykle preferowane w 鈔odowiskach roboczych o g豉dkich, stosunkowo r闚nych powierzchniach. Ludzie marzyli o budowaniu maszyn na sw鎩 w豉sny obraz. W rzeczywisto軼i humanoidalne roboty prawie zawsze s stworzone do rozrywki. Kiedy roboty maj nogi, problemem jest stabilno嗆. Robot mo瞠 si przewr鏂i, je郵i musi stan望 na jednej lub dw鏂h nogach lub je郵i wszystkie nogi s ustawione w jednej linii. Roboty z nogami maj zwykle cztery lub sze嗆 n鏬. Nogi mog by niezale積ie manewrowane lub mog porusza si w grupach. Rzadko kiedy wymy郵ano roboty z wi璚ej ni sze軼ioma nogami

ROLL

Roll to jeden z trzech rodzaj闚 ruchu, jakie mo瞠 wykona robot efektorowy. Jest to rotacyjna forma ruchu, w przeciwie雟twie do pochylenia i odchylenia, kt鏎e s ruchami do przodu i do ty逝 (lub w g鏎 iw d馧). Wyci庵nij r瘯 prosto i wska co palcem wskazuj帷ym. Obr鵵 nadgarstek. Tw鎩 palec wskazuj帷y wci捫 wskazuje w tym samym kierunku, ale obraca si wraz z nadgarstkiem. Gdyby tw鎩 palec wskazuj帷y by g堯wk 鈔ubokr皻a, by豚y w stanie obr鏂i 鈔ub. To jest przyk豉d roll

S這wnik Robotyki : "S"


SATELITARNA TRANSMISJA DANYCH
Satelitarna transmisja danych jest form mikrofalowej transmisji danych, ale repeatery s w kosmosie, a nie na ziemi. Sygna造 s wysy豉ne do satelity, odbierane i ponownie transmitowane na innej cz瘰totliwo軼i w tym samym czasie. Dane z ziemi do satelity nazywane s 陰czem w g鏎; dane z satelity do ziemi to 陰cze w d馧. Satelitarna transmisja danych mo瞠 by wykorzystywana do zdalnego sterowania robotami na du瞠 odleg這軼i oraz w przestrzeni kosmicznej. Wiele satelit闚 znajduje si na orbitach geostacjonarnych w sta造ch punktach 36 000 km nad r闚nikiem Ziemi. Kiedy taki satelita jest u篡wany, ca趾owita d逝go嗆 軼ie磬i jest zawsze co najmniej dwa razy wi瘯sza. Najmniejsze mo磧iwe op騧nienie wynosi zatem oko這 1?4 s. Dwukierunkowa transmisja danych z du膨 pr璠ko軼i jest niemo磧iwa przy tak d逝gim op騧nieniu 軼ie磬i, jak w przypadku realistycznej teleobecno軼i. Jednak mo磧iwe jest zdalne sterowanie (proste zdalne sterowanie) robotami. Ilustracja przedstawia system wykorzystuj帷y dwa satelity geostacjonarne do komunikacji danych mi璠zy dwoma lokalizacjami, kt鏎e znajduj si prawie w przeciwnych punktach na powierzchni Ziemi. Za stanowisko X mo積a uzna lokalizacj operatora steruj帷ego, a za stacj Y za lokalizacj zdalnie sterowanego robota. Jednym z najwi瘯szych wyzwa stoj帷ych przed badaczami zajmuj帷ymi si sztuczn inteligencj (AI) jest spos鏏 陰czenia komputer闚, kt鏎e s oddalone od siebie na du瞠 odleg這軼i. Tam nie spos鏏 przezwyci篹y faktu, 瞠 pr璠ko嗆 鈍iat豉 jest niska na du膨 skal, a je郵i rozpatruje si j w kategoriach czasu potrzebnego komputerowi na wykonanie cyklu zegara.



SKALOWANIE

Skalowanie to zasada znana in篡nierom budowlanym i fizykom. Gdy obiekt jest powi瘯szany w jednakowym stopniu we wszystkich wymiarach liniowych, jego integralno嗆 strukturalna maleje. Kiedy rzeczy staj si wi瘯sze, ale pozostaj w tych samych wzgl璠nych proporcjach, wytrzyma這嗆 mechaniczna wzrasta do kwadratu (druga pot璕a) wymiaru liniowego - wysoko嗆, szeroko嗆 lub g喚boko嗆. Jednak masa ro郾ie zgodnie z sze軼ianem (trzecia pot璕a) wymiaru liniowego. Na ilustracji pokazano, jak to dzia豉 z kostkami. Masa, a tym samym ci篹ar w sta造m polu grawitacyjnym, ro郾ie szybciej ni zwi瘯sza si wymiar liniowy lub pole przekroju poprzecznego. Ostatecznie, je郵i obiekt stanie si wystarczaj帷o du篡, stanie si fizycznie niestabilny lub mechanicznie niewykonalny. Rozwa禦y teoretyczn bry喚 sze軼ianu o zmiennej wielko軼i, ale doskonale jednorodnej materii. Na ilustracji mniejsza kostka ma wysoko嗆 = 1 jednostk, szeroko嗆 = 1 jednostk i g喚boko嗆 = 1 jednostk. Wi瘯szy sze軼ian jest dwukrotnie wi瘯szy w ka盥ym wymiarze liniowym: wysoko嗆 = 2 jednostki, szeroko嗆 = 2 jednostki i g喚boko嗆 = 2 jednostki. Powierzchnia podstawy (lub przekroju) mniejszej kostki wynosi 1 jednostk do kwadratu (1 x 1); obj皻o嗆 mniejszej kostki to 1 jednostka sze軼ienna (1 x 1 x1). Podstawa (lub pole przekroju poprzecznego) wi瘯szej kostki wynosi 4 jednostki do kwadratu (2 x2); obj皻o嗆 wynosi 8 jednostek sze軼iennych (2 x 2 x 2). Je郵i kostki s wykonane z tego samego jednorodnego materia逝, podwojenie wymiaru liniowego podwaja r闚nie wag na jednostk powierzchni u podstawy. W miar jak sze軼ian b璠zie si powi瘯sza, w ko鎍u spadnie lub zapadnie si w powierzchni, albo zapadnie si pod w豉snym ci篹arem. Wyobra sobie sytuacj z humanoidalnym robotem. Je郵i jego wysoko嗆 nagle wzro郾ie dziesi璚iokrotnie, jego powierzchnia przekroju poprzecznego wzro郾ie o wsp馧czynnik 102 = 100. Jednak jego masa stanie si 103 = 1000 razy wi瘯sza. To odpowiednik 10-krotnego wzrostu przyspieszenia ziemskiego. Robot zbudowany ze zwyk造ch materia堯w mia豚y trudno軼i z manewrowaniem w takich warunkach i by豚y niestabilny. Kolejny 10-krotny wzrost wymiaru liniowego spowodowa豚y fizyczny upadek. Dlatego gigantyczne roboty s niepor璚zne i niepraktyczne, podczas gdy ma貫 s stosunkowo wytrzyma貫 i trwa貫.



SECURITY ROBOT [ROBOT BEZPIECZE垶TWA]

Termin robot bezpiecze雟twa odnosi si do ka盥ego robota, kt鏎y pomaga w ochronie ludzi lub mienia, w szczeg鏊no軼i przed przest瘼czo軼i. Roboty bezpiecze雟twa istniej od dziesi璚ioleci. Prost wersj jest elektroniczny mechanizm otwierania bramy gara穎wej. Je郵i zamkniesz si poza domem, mo瞠sz uzyska dost瘼 przez bram gara穎w, je郵i posiadasz skrzynk kontroln. (Tak samo mo瞠 ka盥y, kto ma skrzynk kontroln, kt鏎a dzia豉 na tej samej cz瘰totliwo軼i i ma ten sam kod sygnalizacyjny). Roboty bezpiecze雟twa 鈔edniego poziomu obejmuj systemy alarmowe, elektroniczne otwieracze drzwi / bram wykorzystuj帷e cyfrowe kody oraz r騜ne systemy nadzoru. Urz康zenia te mog zniech璚i nieupowa積ione osoby do wej軼ia na teren posesji. Je郵i kto uzyska dost瘼, system 鈔edniego poziomu mo瞠 wykry obecno嗆 intruza, zwykle za pomoc ultrad德i瘯闚, mikrofal lub laser闚, i powiadomi policj przez telefon lub 陰cze bezprzewodowe. Hipotetyczny, wysokiej klasy system bezpiecze雟twa przysz這軼i sk豉da si z jednego lub wi璚ej mobilnych robot闚, kt鏎e czasami przypominaj s逝膨cych, a innym razem atakuj psy. System zminimalizuje mo磧iwo嗆 lub celowo嗆 w豉mania. Je瞠li do chronionego mienia wejdzie nieuprawniona osoba, roboty ochronne odci庵n sprawc lub zatrzymaj go do czasu przybycia policji. Roboty tego typu zosta造 przedstawione w filmach. Z powodu tych film闚 niekt鏎zy ludzie wierz, 瞠 takie maszyny pewnego dnia stan si powszechne. Z tym schematem wi捫e si jednak wiele problem闚, tutaj, postawionych w formie pyta, podano kilka przyk豉d闚 wyzwa stoj帷ych przed projektantami ostatecznego zrobotyzowanego systemu bezpiecze雟twa.

•  Czy takie roboty mog by wystarczaj帷o szybkie i mie wystarczaj帷o dobry wzrok, aby 軼iga intruza lub wygra walk z cz這wiekiem w dobrej kondycji fizycznej?

•  Czy takie roboty mog by zaprojektowane do wykrywania intruza w dowolnym momencie?

•  Czy takie roboty mog by odporne na manipulacje?

•  Czy takie roboty mo積a zaprojektowa tak, aby wytrzyma造 atak praktycznie dowoln broni?

•  Je郵i odpowied na wszystkie powy窺ze pytania brzmi "tak", czy koszt systemu na tym poziomie b璠zie kiedykolwiek osi庵alny dla przeci皻nej rodziny lub ma貫j firmy?

•  Czy w豉軼iciele nieruchomo軼i b璠 mogli ufa, 瞠 ich roboty bezpiecze雟twa b璠 dzia豉 przez ca造 czas?

•  Co si stanie, je郵i robot ulegnie awarii i uzna, 瞠 w豉軼iciel jest intruzem?

•  Czy maszyna mo瞠 zgodnie z prawem u篡wa 鄉ierciono郾ej si造?

•  Jakie b璠 konsekwencje, je郵i robot bezpiecze雟twa zrani lub zabije intruza?

SEEING-EYE ROBOT [ROBOT PRZeWODNIK]

Zaproponowano mobilne inteligentne roboty jako potencjalne zamienniki dla ps闚 przewodnik闚. Zaawansowana maszyna mo瞠 pom鏂 osobom niedowidz帷ym w poruszaniu si po otoczeniu. Tak zwany robot-przewodnik musi mie system wizyjny o doskona貫j czu這軼i i rozdzielczo軼i. Robot musi mie sztuczn inteligencj (AI) co najmniej r闚nowa積 inteligencji psa. Maszyna musi by w stanie pokona ka盥y rodzaj terenu, wykonuj帷 tak r騜norodne czynno軼i, jak przechodzenie przez ulic, przechodzenie przez zat這czony pok鎩 lub wchodzenie po schodach. Japo鎍zycy, podchodz z entuzjazmem do robot闚 przypominaj帷ych 篡we stworzenia, zaprojektowali r騜ne roboty widz帷e. S mniej wi璚ej tego samego rozmiaru co 篡we psy, wi瘯szo嗆 toczy si na ko豉ch lub na g御ienicach.

SELSYN

Selsyn to urz康zenie wskazuj帷e, kt鏎e pokazuje kierunek, w kt鏎ym obiekt wskazuje. Sk豉da si z czujnika po這瞠nia i jednostki nadawczej w miejscu urz康zenia ruchomego oraz jednostki odbiorczej i wska幡ika umieszczonych w dogodnym miejscu. Powszechnym zastosowaniem selsyny jest wska幡ik kierunku dla czujnika obrotowego, jak pokazano na ilustracji. W selsynie wska幡ik zwykle obraca si o tak sam liczb stopni k徠owych, jak poruszaj帷e si urz康zenie. Selsyn dla 這篡sk azymutalnych zwykle obraca si o 360 ; selsyna do 這篡sk elewacyjnych obraca si o 90o.



SIE SEMANTYCZNA

Sie semantyczna to schemat rozumowania, kt鏎y mo積a wykorzysta w sztucznej inteligencji (AI). W sieci semantycznej obiekty, lokalizacje, dzia豉nia i zadania nazywane s w瞛豉mi. W瞛造 s po陰czone relacjami. To 豉mie rozumowanie w spos鏏 podobny do sposobu, w jaki zdania s przedstawiane w formie diagram闚 w analizie gramatycznej. G堯wna r騜nica polega na tym, 瞠 sie semantyczna nie jest ograniczona do jednego zdania; mo瞠 budowa na sobie w niesko鎍zono嗆, tak 瞠 reprezentuje coraz bardziej z這穎ne scenariusze. Przyk豉d sieci semantycznej pokazano na ilustracji. W瞛造 to okr璕i, a relacje to linie 陰cz帷e okr璕i. Sytuacj mo積a wywnioskowa. Mo積a uzupe軟ia. (U篡j swojej wyobra幡i). Niekt鏎zy badacze uwa瘸j, 瞠 sieci semantyczne s bardziej wszechstronne ni inne popularne narz璠zie rozumowania, znane jako systemy eksperckie.



SENSOR COMPETITION [KONKURENCJA CZUJNIK紟]

W niekt鏎ych systemach robotycznych do wykrywania pojedynczego postrzegania lub bod嬈a w 鈔odowisku u篡wany jest wi璚ej ni jeden czujnik. Konkurencja czujnik闚 polega na u篡ciu dw鏂h lub wi璚ej nadmiarowych czujnik闚 w celu zminimalizowania liczby fa連zywie ujemnych i fa連zywie dodatnich. Zawsze, gdy do wykrywania jakiego zjawiska lub zdarzenia w 鈔odowisku u篡wany jest pojedynczy czujnik, istnieje ryzyko b喚du. Je郵i na wyj軼iu czujnika pojawi si proste "tak / nie" (logika 1 lub logika 0), wyj軼ie b璠zie czasami wynosi 1, gdy powinno wynosi 0 (fa連zywie dodatni) lub odwrotnie (fa連zywie ujemny). Je郵i czujnik wykryje zakres warto軼i, takich jak nat篹enie 鈍iat豉 widzialnego, pomiar jest zawsze obarczony pewnym b喚dem. Za堯禦y, 瞠 dwa czujniki z wyj軼iem binarnym (1 lub 0) s u篡wane do wykrywania lub pomiaru tego samego zjawiska. Sygna wyj軼iowy kombinacji mo積a uzna za 1 wtedy i tylko wtedy, gdy wyj軼ie obu czujnik闚 1; sygna wyj軼iowy kombinacji mo積a uzna za 0 wtedy i tylko wtedy, gdy oba czujniki maj wyj軼ie 0. Zwykle oba czujniki s zgodne, ale czasami nie. W przypadkach, gdy dwa czujniki si nie zgadzaj, kontroler robota mo瞠 poinstruowa czujniki, aby pobra造 kolejne pr鏏ki. W przypadku czujnik闚 analogowych, takich jak te u篡wane do pomiaru nat篹enia 鈍iat豉 widzialnego, wyj軼ia mo積a u鈔edni, aby uzyska dok豉dniejszy odczyt ni w przypadku jednego czujnika. Aby uzyska znacznie wi瘯sze, mo積a zastosowa wiele konkurencyjnych czujnik闚 dok豉dno嗆 ni jest to mo磧iwe w przypadku pojedynczego czujnika. Generalnie, im wi瘯sza liczba konkuruj帷ych czujnik闚, tym rzadziej b璠 wyst瘼owa b喚dy w binarnym systemie cyfrowym i tym mniejszy b璠zie b陰d w systemie analogowym. Istniej r騜ne sposoby 陰czenia wyj嗆 czujnik闚 w celu uzyskania wyniku o po膨danej dok豉dno軼i, przy jednoczesnym utrzymaniu rozs康nej szybko軼i systemu.

SENSOR FUSION [FUZJA CZUJNIK紟]

Termin fuzja czujnik闚 odnosi si do jednoczesnego wykorzystania dw鏂h lub wi璚ej r騜nych typ闚 czujnik闚 do analizy obiektu. Przyk豉dy cech, kt鏎e mo積a zmierzy, obejmuj mas (lub wag), obj皻o嗆, kszta速, wsp馧czynnik odbicia 鈍iat豉, przepuszczalno嗆 鈍iat豉, barw, temperatur i tekstur. Fuzja czujnik闚 jest wykorzystywana przez inteligentne roboty do identyfikacji obiekt闚. Kontroler robota mo瞠 przechowywa du膨 baz danych obiekt闚 i ich unikalnych cech. Gdy obiekt zostanie napotkany, czujniki dostarczaj dane wej軼iowe i por闚nuj w豉軼iwo軼i obiektu z informacjami w bazie danych.

STRA烤IK - ROBOT

Robot stra積ik to wyspecjalizowany rodzaj robota bezpiecze雟twa, kt鏎y ostrzega ludzi o nienormalnych warunkach. Taki robot mo積a zaprojektowa do wykrywania dymu, po瘸r闚, w豉mywaczy czy zalania. Robot wartowniczy mo瞠 wykry nieprawid這w temperatur, ci郾ienie barometryczne, pr璠ko嗆 wiatru, wilgotno嗆 lub zanieczyszczenie powietrza. W przemy郵e roboty stra積icze mog ostrzega personel o tym, 瞠 co jest nie tak. Robot mo瞠 nie dok豉dnie zlokalizowa i zidentyfikowa problem, ale mo瞠 poinformowa ludzi, 瞠 system dzia豉 nieprawid這wo. Na przyk豉d po瘸r generuje dym i / lub podczerwie (IR), z kt鏎ych jedno lub oba mog zosta wykryte przez w璠ruj帷ego wartownika. Wysokiej klasy robot wartowniczy mo瞠 zawiera takie funkcje, jak:

•  Wykrywanie ci郾ienia powietrza

•  Autonomia

•  Nawigacja typu Beacon

•  Mapa (e) komputerowa (e) 鈔odowiska

•  Systemy naprowadzania

•  Urz康zenia naprowadzaj帷e

•  Wykrywanie wtargni耩

•  Ladar

•  Mobilno嗆

•  Wykrywanie pozycji

•  Radar

•  Bezprzewodowe po陰czenia z kontrolerem i stacj centraln

•  Wykrywanie dymu

•  Sonar

•  Rozpoznawanie mowy

•  Wyczuwanie dotykowe

•  Wykrywanie temperatury

•  Systemy wizyjne

SERWOMECHANIZM

Serwomechanizm to wyspecjalizowane urz康zenie steruj帷e sprz篹eniem zwrotnym. Serwomechanizmy s逝膨 do sterowania elementami mechanicznymi, takimi jak silniki, mechanizmy steruj帷e i roboty. Serwomechanizmy s szeroko stosowane w robotyce. Sterownik robota mo瞠 nakaza serwomechanizmowi poruszanie si w okre郵ony spos鏏, kt鏎y zale篡 od sygna堯w wej軼iowych z czujnik闚. Wiele serwomechanizm闚, po陰czonych ze sob i kontrolowanych przez wyrafinowany komputer, mo瞠 wykonywa z這穎ne zadania, takie jak gotowanie posi趾u. Zestaw serwomechanizm闚, w tym powi您ane obwody i sprz皻, przeznaczony do okre郵onego zadania, stanowi serwo system. Systemy serwo wykonuj precyzyjne, cz瘰to powtarzalne, prace mechaniczne. Komputer mo瞠 sterowa serwomechanizmem sk豉daj帷ym si z wielu serwomechanizm闚. Na przyk豉d bezza這gowy robot bojowy (znany r闚nie jako dron) mo積a zaprogramowa do startu, wykonywania misji, powrotu i l康owania. Systemy serwo mo積a zaprogramowa do wykonywania prac przy linii monta穎wej i innych zada, kt鏎e wymagaj powtarzalnych ruch闚, precyzji i wytrzyma這軼i. Servo robot to robot, kt鏎ego ruch jest zaprogramowany w komputerze. Robot post瘼uje zgodnie z instrukcjami programu i na ich podstawie wykonuje precyzyjne ruchy. Roboty serwo mo積a podzieli na kategorie wed逝g sposobu, w jaki si poruszaj. W ruchu ci庵造m mechanizm robota mo瞠 zatrzyma si w dowolnym miejscu na swojej drodze. W ruchu punkt-punkt mo瞠 zatrzyma si tylko w okre郵onych punktach na swojej 軼ie盧e. Roboty serwo mo積a 豉two zaprogramowa i przeprogramowa. Mo積a tego dokona poprzez wymian dyskietek, r璚zne wprowadzanie danych lub bardziej egzotycznymi metodami, takimi jak pole do nauki.

SHARED CONTROL [WSP粌NA KONTROLA]

Sterowanie wsp馧dzielone, zwane r闚nie ci庵陰 pomoc, jest form zdalnego sterowania robotem w systemie wykorzystuj帷ym zdalne sterowanie. Operator nadzoruje wykonanie z這穎nego zadania, takiego jak naprawa satelity podczas misji promu kosmicznego. Cz這wiek-operator mo瞠 przekaza robotowi niekt鏎e cz窷ci zadania, ale nadz鏎 musi by ca造 czas utrzymywany. W razie potrzeby operator mo瞠 interweniowa i przej望 kontrol (pom鏂) robotowi. Wsp鏊na kontrola ma atuty w niekt鏎ych sytuacjach, zw豉szcza w krytycznych misjach. Cz這wiek-operator stale monitoruje post瘼 maszyny. System radzi sobie z nag造mi, nieprzewidzianymi zmianami w 鈔odowisku pracy. Kontrola wsp馧dzielona ma ograniczenia. Jednemu operatorowi trudno jest nadzorowa prac wi璚ej ni jednego robota na raz. Op騧nienie, czyli op騧nienie czasowe spowodowane op騧nieniami w propagacji sygna逝, utrudnia dwukierunkow teleoperacj, je郵i operator i robot znajduj si w du瞠j odleg這軼i. Wsp鏊na kontrola jest niepraktyczna, na przyk豉d w przypadku zdalnego sterowania robotem po drugiej stronie Uk豉du S這necznego. Jeszcze innym problemem jest to, 瞠 wymagana jest du瘸 szeroko嗆 pasma sygna逝 w okresach, kiedy cz這wiek musi przej望 bezpo鈔edni kontrol nad robotem. W scenariuszach takich.

SIDE LIGHTING [O名IETLENIE BOCZNE]

W zrobotyzowanym systemie wizyjnym termin "o鈍ietlenie boczne" odnosi si do o鈍ietlenia obiekt闚 w miejscu pracy za pomoc 廝鏚豉 鈍iat豉 umieszczonego w taki spos鏏, 瞠 scena jest o鈍ietlana z jednej strony lub z g鏎y lub z do逝. 安iat這 ze 廝鏚豉 rozprasza si z powierzchni obserwowanych obiekt闚 zanim dotrze do czujnik闚. Ponadto robot widzi znacz帷y efekt cienia w swoim 鈔odowisku pracy. O鈍ietlenie boczne stosuje si w sytuacjach, w kt鏎ych szczeg馧y powierzchni obserwowanych obiekt闚 s interesuj帷e lub istotne. Schemat ten nadaje scenie wra瞠nie g喚bi ze wzgl璠u na cienie rzucane przez obiekty. Nieregularno軼i powierzchni ujawniaj si szczeg鏊nie dobrze, gdy o鈍ietlenie pada na powierzchni pod ostrym k徠em. (Dobrym przyk豉dem jest o鈍ietlenie krater闚 w strefie zmierzchu na Ksi篹ycu, widziane przez teleskop, gdy Ksi篹yc jest w fazie pierwszej lub ostatniej 獞iartki). O鈍ietlenie boczne nie dzia豉 dobrze w sytuacjach, w kt鏎ych wyst瘼uje p馧przezroczysta lub przedmioty p馧przezroczyste, je郵i trzeba przeanalizowa ich struktur wewn皻rzn. W takich przypadkach najlepiej dzia豉 pod鈍ietlenie.

SIMPLE-MOTION PROGRAMMING [PROGRAMOWANIE PROSTYCH RUCH紟]

W miar jak maszyny staj si inteligentniejsze, programowanie staje si bardziej wyrafinowane. Nie zbudowano jeszcze 瘸dnej maszyny, kt鏎ej inteligencja by豉by bli窺za inteligencji cz這wieka. Niekt鏎zy badacze uwa瘸j, 瞠 prawdziwa sztuczna inteligencja (AI), na poziomie zbli穎nym do ludzkiego m霩gu, nigdy nie zostanie osi庵ni皻a. Programowanie robot闚 mo積a podzieli na poziomy, zaczynaj帷 od najmniej wyrafinowanego i przechodz帷 do teoretycznego poziomu prawdziwej sztucznej inteligencji. Rysunek przedstawia czteropoziomowy schemat. Poziom 1, najni窺zy poziom, to proste programowanie ruchu. Roboty na tym poziomie s zaprojektowane do wykonywania podstawowych, cz瘰to powtarzalnych czynno軼i, takich jak uruchomienie silnika lub podniesienie przedmiotu.



SYMULACJA

Symulacja polega na wykorzystaniu komputer闚 do na郵adowania rzeczywistych sytuacji. Niekt鏎e symulatory obejmuj nauk umiej皻no軼i obs逝gi maszyn. Inne symulatory to programy, kt鏎e przewiduj (lub pr鏏uj przewidzie) zdarzenia w plikach realnego 鈍iata. Interaktywny symulator przypomina wysokiej klasy gr wideo. W rzeczywisto軼i komputerowe gry wideo s obecnie bardziej wyrafinowane ni niekt鏎e symulacje. Zwykle jest monitor wideo, zestaw element闚 steruj帷ych i zestaw wska幡ik闚. Mog by r闚nie urz康zenia audio i maszyny imituj帷e ruch. Sterowanie zale篡 od scenariusza. Za堯禦y, 瞠 wchodzisz do symulatora, kt鏎y ma na郵adowa wra瞠nia kierowcy bior帷ego udzia w wy軼igu samochodowym Indy 500. Elementy steruj帷e obejmuj peda przyspieszenia, hamulce i kierownic. Jest pr璠ko軼iomierz i obrotomierz. S g這郾iki, kt鏎e emituj d德i瘯i podobne do tych, kt鏎e s造sza豚y prawdziwy kierowca. Fotel wibruje i / lub ko造sze si w prz鏚 iw ty. Wy鈍ietlacz o wysokiej rozdzielczo軼i zapewnia perspektywiczny widok wirtualnej drogi, wirtualnych samochod闚 i wirtualnego otoczenia, gdy przeje盥瘸j. Interaktywna symulacja jest cz瘰to u篡wana jako pomoc w nauczaniu / szkoleniu z這穎nych umiej皻no軼i, takich jak latanie samolotem. Ta technika jest szczeg鏊nie przydatna w wojsku, do treningu wielu r騜nych umiej皻no軼i. Symulator zdarze to program komputerowy, kt鏎y na郵aduje lub modeluje zachowanie systemu. Na przyk豉d, mo瞠sz chcie za這篡 firm. Jak dobrze b璠zie ona dzia豉? Zbankrutujesz? Czy zarobisz milion dolar闚 w pierwszym roku? Symulator zdarze, je郵i jest wystarczaj帷o wyrafinowany i ma wystarczaj帷 ilo嗆 danych, mo瞠 pom鏂 w udzieleniu odpowiedzi na takie pytania. Jednym z najwa積iejszych symulator闚 zdarze jest model prognozowania huragan闚 stosowany przez National Hurricane Center w Miami na Florydzie. Gdy zbli瘸 si huragan Andrew w sierpniu 1992 r., Komputery przewidzia造 najbardziej prawdopodobne miejsca wyj軼ia na l康. Andrew wybra niezwyk陰 軼ie磬 ze wschodu na zach鏚. Huragany cz瘰to zakr璚aj na p馧noc, zanim uderz w l康, ale Model Hurricane Center przewidywa, 瞠 Andrew b璠zie posuwa si na zach鏚, a minie p馧wysep Florydy. Symulator wydarzenia w tym przypadku okaza si trafny. Poniewa symulatory zdarze staj si coraz bardziej zaawansowane, b璠 w coraz wi瘯szym stopniu wykorzystywa sztuczn inteligencj (AI) do wyci庵ania wniosk闚, ale zawsze b璠zie istnia element niepewno軼i, kt鏎y ogranicza skuteczno嗆 symulator闚 zdarze.

SMART HOME [INTELIGENTNY DOM]

Wyobra sobie, 瞠 wszystkie przyziemne prace domowe s wykonywane bez twojego my郵eenia! Komputer domowy m鏬豚y sterowa flot robot闚 osobistych, kt鏎e zajmowa造by si gotowaniem, zmywaniem naczy, praniem, utrzymaniem ogrodu, od郾ie瘸niem i innymi rzeczami. To jest ostateczna forma skomputeryzowanego domu: posiadanie "centralnego uk豉du nerwowego" sterowanego przez komputer. W bran篡 budowlanej skomputeryzowany dom nazywany jest inteligentnym domem.

Technologia i etyka

Kluczem do inteligentnego domu s technologie robotyki i sztucznej inteligencji (AI), kt鏎e w miar jak staj si one bardziej dost瘼ne dla przeci皻nego konsumenta, mo瞠my spodziewa si np. Zrobotyzowanych pralni. , zmywa, odkurza nasze dywany, odgarnia 郾ieg z naszych podjazd闚 i my okna. Istniej dwa g堯wne typy robot闚 mobilnych, kt鏎e mog w璠rowa po domu przysz這軼i: roboty autonomiczne i roboty-owady. Obie konstrukcje maj zalety i wady. Opr鏂z tego niekt鏎e urz康zenia same b璠 robotami, takie jak zmywarki i pralki. Niekt鏎zy pytaj, czy warto rozwija skomputeryzowane, zrobotyzowane domy. Niekt鏎zy ludzie wol wyda ci篹ko zarobione pieni康ze w inny spos鏏, na przyk豉d na wakacje lub zakup nowej nieruchomo軼i. Istniej r闚nie obawy etyczne. Czy niekt鏎zy powinni d捫y do ca趾owitej automatyzacji domu, skoro du瞠j cz窷ci spo貫cze雟twa w og鏊e nie sta na dom? Za堯禦y na chwil, 瞠 rozwi您ujemy problem etyczny i 瞠 ka盥y ma dom i troch pieni璠zy do stracenia. Dalej wyobra sobie, 瞠 koszt technologii stale spada, podczas gdy wci捫 ro郾ie bardziej wyrafinowane. Co mo瞠 przynie嗆 przysz這嗆?

Ochrona przed ogniem

Gdy ludzie i mienie musz by chronione przed ogniem, wykrywanie dymu jest prostym i skutecznym 鈔odkiem. Czujniki dymu s niedrogie i mog dzia豉 na baterie do latarek. Powiniene teraz mie w domu co najmniej jedno z tych urz康ze. W skomputeryzowanym domu przysz這軼i czujnik dymu mo瞠 zaalarmowa robota. Roboty s idealne do gaszenia po瘸r闚, poniewa mog robi rzeczy, kt鏎e s zbyt niebezpieczne dla ludzi. Wyzwaniem b璠zie zaprogramowanie robot闚 tak, aby mia造 ocen por闚nywaln z ocen ludzkich stra瘸k闚. Kiedy i czy roboty domowe stan si powszechne, jeden z nich do jego obowi您k闚 b璠zie nale瘸這 zapewnienie bezpiecze雟twa przebywaj帷ych w nich ludzi. Obejmuje to wyprowadzenie os鏏 z domu, je郵i si zapali, a nast瘼nie ugaszenie po瘸ru i / lub wezwanie stra篡 po瘸rnej. Mo瞠 r闚nie obejmowa wykonywanie prostych czynno軼i z zakresu udzielania pierwszej pomocy.

Bezpiecze雟two

Komputery i roboty mog by bardzo pomocne w ca造m domu, je郵i chodzi o zapobieganie w豉maniom. Roboty bezpiecze雟twa istniej od dziesi璚ioleci. Prost wersj jest elektroniczny mechanizm otwierania drzwi gara穎wych, bardziej zaawansowane systemy obejmuj systemy sygnalizacji w豉mania i napadu oraz elektroniczne otwieracze drzwi / bram. Wysokiej klasy urz康zenia utrudniaj wej軼ie na teren posesji osobom nieupowa積ionym. Robot wartowniczy mo瞠 ostrzec w豉軼iciela domu o nietypowych warunkach. Mo瞠 wykry po瘸r, w豉mywaczy lub wod. Wartownik mo瞠 wykry nieprawid這w temperatur, ci郾ienie barometryczne, pr璠ko嗆 wiatru, wilgotno嗆 lub zanieczyszczenie powietrza.

Obs逝ga gastronomiczna

Roboty mog przygotowywa i podawa jedzenie. Do tej pory g堯wne zastosowania dotyczy造 powtarzalnych prac, takich jak umieszczanie odmierzonych porcji na talerzach, w stylu sto堯wki, aby s逝篡 du瞠j liczbie os鏏. Jednak roboty mo積a przystosowa do us逝g gastronomicznych w zwyk造ch gospodarstwach domowych. Roboty osobiste, gdy s zaprogramowane do przygotowywania lub podawania posi趾闚, wymagaj wi瘯szej autonomii ni roboty obs逝guj帷e us逝gi gastronomiczne na du膨 skal. Mo瞠sz w這篡 dysk do domowego robota, kt鏎y ka瞠 mu przygotowa posi貫k z這穎ny z mi瘰a, warzyw i napoj闚, a by mo瞠 tak瞠 deseru i kawy. Robot zadawa豚y Ci pytania, takie jak:

•  Ile os鏏 b璠zie dzi wieczorem na kolacji?

•  Jaki rodzaj mi瘰a chcesz?

•  Jaki rodzaj warzyw?

•  Jak chcia豚y zrobi ziemniaki? A mo瞠 wolisz ry?

•  Jakie napoje chcesz?

Po otrzymaniu wszystkich odpowiedzi robot wykonuje czynno軼i niezb璠ne do przygotowania posi趾u. Robot mo瞠 s逝篡 Ci, gdy b璠ziesz czeka przy stole, a nast瘼nie sprz徠a st馧, gdy sko鎍zysz je嗆. Mo瞠 te zmywa naczynia.

Prace ogrodowe

Kosiarki samojezdne i od郾ie瘸rki b璠 豉twe w obs逝dze dla robot闚. Robot musi tylko siedzie na krze郵e, je寮zi na maszynie i obs逝guje kierownic / peda造. Alternatywnie, kosiarki do trawy lub od郾ie瘸rki mog same by robotami zaprojektowanymi z my郵 o odpowiednim zadaniu. Gdy robot kosz帷y lub od郾ie瘸j帷y zacznie swoj prac, g堯wnym wyzwaniem jest to, aby wykonywa swoj prac wsz璠zie tam, gdzie powinien, ale nie gdzie nie powinien. Nie chcesz, aby kosiarka by豉 w Twoim ogrodzie, i nie ma sensu zdmuchiwanie 郾iegu z trawnika. Przewody przenosz帷e pr康 mog by zakopane na obwodzie twojego podw鏎ka oraz wzd逝 kraw璠zi podjazdu i chodnik闚, wyznaczaj帷 granice, w kt鏎ych robot musi pracowa. W obszarze roboczym mo積a wykorzysta wykrywanie kraw璠zi, aby 郵edzi lini mi璠zy skoszon a nieskoszon traw lub mi璠zy oczyszczon a nieoczyszczon nawierzchni. Ta linia jest 豉two widoczna z powodu r騜nic w jasno軼i i / lub kolorze. Alternatywnie mo積a u篡 mapy komputerowej, a robot mo瞠 zamiata wzd逝 kontrolowanych i zaprogramowanych pask闚 z matematyczn precyzj. Bezczynny w豉軼iciel domu Je郵i roboty mog wykona wszystkie nasze prace domowe, co zostanie nam do zrobienia? Czy ludzie nie b璠 si nudzi 瞠glarstwem, w璠r闚kami, 獞iczeniami i innymi sposobami sp璠zania czasu, kt鏎y wcze郾iej by po鈍i璚ony na utrzymanie naszego maj徠ku? Chocia roboty i komputery mog dla nas pracowa, nie musimy ich zatrudnia. Zawsze b璠 chwile, kiedy ludzie b璠 woleli samodzielnie wykonywa prace domowe. Wiele os鏏 lubi zajmowa si ogrodnictwem. By mo瞠 najwi瘯szym wyzwaniem w automatyzacji domu b璠zie podj璚ie decyzji, jakie zadania najlepiej pozostawi w豉軼icielom dom闚. G堯wnym problemem zwi您anym z komputeryzacj domu jest kwestia zaufania. Wi瘯szo嗆 ludzi ma do嗆 k這pot闚 z powierzaniem komputerom prostych zada, takich jak przechowywanie danych. Niekt鏎zy ludzie nigdy nie b璠 czu si komfortowo, zostawiaj帷 komputer lub system robotyczny ca趾owicie zarz康zaj帷y domem.

SMOKE DETECTION [WYKRYWANIE DYMU]

Gdy ludzie i mienie musz by chronione przed ogniem, wykrywanie dymu jest prostym i skutecznym 鈔odkiem. Czujniki dymu s niedrogie i mog dzia豉 na baterie do latarek. Dym zmienia charakterystyk powietrza. Towarzysz temu zmiany wzgl璠nych ilo軼i gaz闚. Ogie wypala tlen i wytwarza inne gazy, zw豉szcza dwutlenek w璕la. Sam dym si sk豉da cz御tek sta造ch. Powietrze ma w豉軼iwo嗆 zwan sta陰 dielektryczn. Jest to miara tego, jak dobrze atmosfera mo瞠 utrzymywa 豉dunek elektryczny. Powietrze ma r闚nie potencja jonizacji; jest to energia potrzebna do oderwania elektron闚 od atom闚. Wiele rzeczy mo瞠 wp造wa na w豉軼iwo軼i powietrza. Typowymi czynnikami s wilgotno嗆, ci郾ienie, dym i zmiany wzgl璠nych st篹e gaz闚. Czujka dymu mo瞠 dzia豉 poprzez wykrywanie zmiany sta貫j dielektrycznej i / lub potencja逝 jonizacji powietrza. Dwie elektrycznie na豉dowane p造tki s oddalone od siebie o ustalon odleg這嗆 (patrz ilustracja). Je郵i zmieniaj si w豉軼iwo軼i powietrza, p造ty zyskuj lub trac cz窷 swojego 豉dunku elektrycznego. Powoduje to chwilowe pr康y, kt鏎e mog uruchamia alarmy lub systemy robotyczne.



SΜNECZNA ENERGIA

Energi elektryczn mo積a pozyska bezpo鈔ednio ze 鈍iat豉 s這necznego za pomoc ogniw fotowoltaicznych. Wi瘯szo嗆 ogniw fotowoltaicznych, zwanych tak瞠 ogniwami s這necznymi, wytwarza oko這 15 mW mocy na ka盥y centymetr kwadratowy powierzchni wystawionej na jasne 鈍iat這 s這neczne. Ogniwa s這neczne wytwarzaj pr康 sta造 (DC), kt鏎y jest u篡wany w wi瘯szo軼i system闚 elektronicznych. Energia s這neczna jest idealna do stosowania w robotach mobilnych, kt鏎e dzia豉j na zewn徠rz, szczeg鏊nie w miejscach o du篡m nas這necznieniu. Samodzielny system zasilania energi s這neczn jest najbardziej odpowiedni dla robot闚 mobilnych. Do magazynowania energii elektrycznej dostarczanej przez fotowoltaik w godzinach nas這necznienia wykorzystuje baterie akumulator闚, kt鏎e mo積a 豉dowa, np. Kwasowo-o這wiowe. Energia jest uwalniana przez baterie w nocy lub w ciemno軼i pogodowe w ci庵u dnia. System ten jest niezale積y od zak豉du energetycznego. G堯wnym ograniczeniem autonomicznego systemu zasilania energi s這neczn do u篡tku w robotach mobilnych jest fakt, 瞠 baterie s這neczne (kombinacje ogniw s這necznych po陰czonych szeregowo i / lub r闚nolegle) musz mie znaczn powierzchni wystawion na dzia豉nie s這鎍a, aby wytworzy wystarczaj帷 moc do obs逝gi robot闚 nap璠owych. Mo瞠 to stanowi problem projektowy. Interaktywny system zasilania energi s這neczn jest pod陰czony do publicznej sieci energetycznej. Ten typ systemu zwykle nie wykorzystuje akumulator闚. Nadmiar energii jest sprzedawany firmom u篡teczno軼i publicznej w porze dziennej i przy minimalnym zu篡ciu. Energi kupuje si od zak豉du w nocy, podczas ponurej pogody w ci庵u dnia lub podczas intensywnego u篡tkowania. Schemat ten mo瞠 by u篡wany z robotami stacjonarnymi lub z komputerami przeznaczonymi do sterowania flotami robot闚 mobilnych.

SONAR

Sonar to metoda pomiaru odleg這軼i o 鈔ednim i kr鏒kim zasi璕u. Termin jest akronimem oznaczaj帷ym wykrywanie d德i瘯u i jego zasi璕. Podstawowa zasada jest prosta: odbija fale akustyczne od obiekt闚 i mierzy czas potrzebny do powrotu echa. W praktyce systemy sonarowe mog by tak wyrafinowane, 瞠 konkuruj z systemami wizyjnymi w zakresie wykonywania zdj耩 otoczenia.

S造szalne a ultrad德i瘯owe

Sonar mo瞠 wykorzystywa s造szalne fale d德i瘯owe, ale zamiast tego u篡wa si ultrad德i瘯闚. Ultrad德i瘯i maj cz瘰totliwo嗆 zbyt wysok, aby ludzie mogli j us造sze, od oko這 20 kHz do ponad 100 kHz. (Jeden kiloherc, kHz, to 1000 cykli na sekund). Oczywist zalet ultrad德i瘯闚 w robotyce jest to, 瞠 wybuchy fal akustycznych nie s s造szalne przez osoby pracuj帷e wok馧 robota. Te fale, je郵i s s造szalne, mog by denerwuj帷e. Kolejn zalet ultrad德i瘯闚 nad d德i瘯iem s造szalnym jest to, 瞠 system wykorzystuj帷y ultrad德i瘯i jest mniej podatny na oszukanie przez rozmawiaj帷ych ludzi, pracuj帷e maszyny i inne powszechne d德i瘯i. Przy cz瘰totliwo軼iach wy窺zych ni zasi璕 ludzkiego s逝chu zaburzenia akustyczne nie wyst瘼uj tak cz瘰to lub z tak intensywno軼i, jak w zakresie s造szenia.

Prosty sonar

Najprostszy schemat sonaru pokazano na schemacie blokowym. Generator impuls闚 ultrad德i瘯owych wysy豉 impulsy pr康u przemiennego (AC) do przetwornika. To przekszta販a pr康y w ultrad德i瘯i, kt鏎e s wysy豉ne w wi您ce. Wi您ka ta odbija si od obiekt闚 w otoczeniu i wraca do drugiego przetwornika, kt鏎y przekszta販a ultrad德i瘯i z powrotem w impulsy pr康u przemiennego. Te impulsy s op騧nione w stosunku do tych, kt鏎e zosta造 wys豉ne. Mierzona jest d逝go嗆 op騧nienia, a dane podawane s do mikrokomputera, kt鏎y okre郵a odleg這嗆 do danego obiektu. System ten nie mo瞠 dostarczy szczeg馧owego obrazu otoczenia, je郵i nie zostanie dopracowany, a komputer zostanie w陰czony do analizy nap造waj帷ych impuls闚. Wi您ki sonaru wydaj si by raczej szerokie; fale akustyczne s trudne do skupienia. Ogranicza to rozdzielczo嗆 obrazu, kt鏎 mo積a uzyska za pomoc sonaru. Innym problemem zwi您anym z tym prostym systemem jest to, 瞠 mo積a go oszuka, je郵i op騧nienie echa jest r闚ne lub d逝窺ze ni czas mi璠zy poszczeg鏊nymi impulsami.

Udoskonalenia

Naukowcy wiedz, 瞠 wysokiej klasy systemy sonarowe mog konkurowa z systemami wizyjnymi w mapowaniu 鈔odowiska, poniewa nietoperze - kt鏎ych "wzrok" jest w rzeczywisto軼i sonarem - potrafi nawigowa tak dobrze, jakby mia造 bystry wzrok. Co sprawia, 瞠 nietoperze tak biegle pos逝guj si sonarem? Po pierwsze, maj m霩g. Wynika z tego, 瞠 sztuczna inteligencja (AI) musi by wa積 cz窷ci ka盥ego zaawansowanego robotycznego systemu sonarowego. Komputer musi analizowa przychodz帷e impulsy pod k徠em ich fazy, zniekszta販e na kraw璠ziach przednich i ko鎍owych oraz tego, czy powracaj帷e echa s strasznymi (iluzjami lub fa連zywymi echami). Aby uzyska dobr rozdzielczo嗆 obrazu, wi您ka sonaru musi by tak w御ka, jak to tylko mo磧iwe i musi by omiatana w dw鏂h lub trzech wymiarach. Przy optymalnej rozdzielczo軼i kierunkowej i odleg這軼i, sonar mo瞠 wykona map komputerow 鈔odowiska pracy robota.



SOUND TRANSDUCER [PRZETWORNIK D柱I艼U]

Przetwornik d德i瘯u, zwany r闚nie przetwornikiem akustycznym, to komponent elektroniczny, kt鏎y przekszta販a fale akustyczne w inn form energii lub odwrotnie. Inn form energii jest zwykle sygna elektryczny pr康u przemiennego (AC). Przebiegi sygna堯w akustycznych i elektrycznych s identyczne lub prawie takie same. Przetworniki akustyczne s zaprojektowane dla r騜nych zakres闚 cz瘰totliwo軼i. Widmo ludzkiego s逝chu rozci庵a si od oko這 20 Hz do 20 kHz, ale energia akustyczna mo瞠 mie cz瘰totliwo軼i ni窺ze ni 20 Hz lub wy窺ze ni 20 kHz. Energia o cz瘰totliwo軼iach poni瞠j 20 Hz nazywana jest infrad德i瘯ami; je郵i cz瘰totliwo嗆 przekracza 20 kHz, jest to ultrad德i瘯i. W akustycznych urz康zeniach bezprzewodowych na og馧 stosuje si ultrad德i瘯i, poniewa d逝go嗆 fali jest kr鏒ka, a niezb璠ne przetworniki mog by ma貫. Ponadto nie s造cha ultrad德i瘯闚, dlatego nie rozpraszaj one ani nie denerwuj ludzi. Przetworniki d德i瘯u stosowane s w systemach bezpiecze雟twa. S r闚nie wykorzystywane w robotyce, aby pom鏂 maszynom mobilnym porusza si w ich otoczeniu. Przetworniki akustyczne s stosowane w aparatach do pomiaru g喚boko軼i, powszechnie spotykanych na 這dziach.

SPATIAL RESOLUTION [ROZDIELCZO汎 PRZESTRZENNA]

Rozdzielczo嗆 przestrzenna jest ilo軼iow miar szczeg馧owo軼i, za pomoc kt鏎ej robot mo瞠 zdefiniowa swoje 鈔odowisko pracy. Mo瞠 by wyra穎ny w metrach, centymetrach, milimetrach lub mikrometrach (jednostki 10-6 m). W niekt鏎ych robotach precyzyjnych mo瞠 by wyra穎ny w nanometrach (jednostki 10-9 m). 字odek ten mo瞠 odnosi si do jednej z dw鏂h wielko軼i:

•  Najmniejsza odleg這嗆 liniowa mi璠zy dwoma punktami, kt鏎 robot mo瞠 rozr騜ni

•  Wymiar kraw璠zi najmniejszej sze軼iennej dzia趾i przestrzeni, kt鏎 robot mo瞠 zdefiniowa

Og鏊nie rzecz bior帷, im mniejsza liczba rozdzielczo軼i przestrzennej, tym wi瘯sza dok豉dno嗆, z jak robot mo瞠 ustawi sw鎩 efektor ko鎍owy (e) lub przemie軼i si w okre郵one miejsce, oraz tym mniejszy b陰d, kt鏎y mo積a wykry i skorygowa. Rozdzielczo嗆 przestrzenna systemu robotycznego zale篡 od rozdzielczo軼i kontrolera. Wraz ze wzrostem rozdzielczo軼i ro郾ie wymagana ilo嗆 pami璚i i moc obliczeniowa. W serwomechanizmach rozdzielczo嗆 przestrzenna zale篡 od najmniejszego przemieszczenia, jakie urz康zenie mo瞠 wykry

SPEECH RECOGNITION [ROZPOZNAWANIE MOWY]

G這s ludzki sk豉da si z energii cz瘰totliwo軼i akustycznej (AF), kt鏎ej sk豉dowe wahaj si od oko這 100 Hz do kilku kiloherc闚 (kHz). (Cz瘰totliwo嗆 1 Hz to jeden cykl na sekund; 1 kHz = 1000 Hz). Wiadomo o tym odk康 Alexander Graham Bell wys豉 pierwsze sygna造 g這sowe przez przewody elektryczne. Poniewa roboty sterowane komputerowo ewoluuj, ludzie w naturalny spos鏏 chc je kontrolowa, po prostu rozmawiaj帷 z nimi. Umo磧iwia to rozpoznawanie mowy, zwane tak瞠 rozpoznawaniem g這su. Ilustracja przedstawia schemat blokowy prostego systemu rozpoznawania mowy.



Sk豉dniki mowy

Przypu嗆my, 瞠 m闚isz do mikrofonu pod陰czonego do oscyloskopu i widzisz mieszanin fal na ekranie. Jak mo積a zaprogramowa jakikolwiek komputer, aby nada temu sens? Odpowied le篡 w fakcie, 瞠 cokolwiek powiesz, sk豉da si z zaledwie kilkudziesi璚iu podstawowych d德i瘯闚 zwanych fonemami. Te fonemy mo積a zidentyfikowa za pomoc program闚 komputerowych. W komunikacji g這s mo瞠 by transmitowany, je郵i szeroko嗆 pasma jest ograniczona do zakresu od 300 do 3000 Hz. Niekt鏎e fonemy, takie jak "ssss", zawieraj energi o cz瘰totliwo軼iach kilku kiloherc闚, ale wszystkie informacje w g這sie, w tym tre嗆 emocjonalna, mog zosta przekazane, je郵i pasmo przenoszenia d德i瘯u zostanie odci皻e przy 3000 Hz. Jest to typowa odpowied cz瘰totliwo軼iowa g這su w radiu dwukierunkowym. Wi瘯szo嗆 energii akustycznej w ludzkim g這sie wyst瘼uje w trzech okre郵onych zakresach cz瘰totliwo軼i, zwanych formantami. Pierwszy formant ma mniej ni 1000 Hz. Drugi formant ma zakres od oko這 1600 do 2000 Hz. Trzeci formant ma zakres od oko這 2600 do 3000 Hz. Pomi璠zy formantami wyst瘼uj przerwy widmowe lub zakresy cz瘰totliwo軼i, przy kt鏎ych d德i瘯 jest niewielki lub nie wyst瘼uje. Formanty i przerwy mi璠zy nimi pozostaj w tych samych zakresach cz瘰totliwo軼i bez wzgl璠u na to, co si powie. Drobne szczeg馧y g這su determinuj nie tylko s這wa, ale wszystkie emocje, insynuacje i inne aspekty mowy. Ka盥a zmiana "tonu g這su" pojawia si na wydruku g這su. Dlatego w teorii mo積a zbudowa maszyn, kt鏎a rozpoznaje i analizuje mow, jak r闚nie ka盥ego cz這wieka.

Konwersja A / D.

Pasmo przenoszenia lub zakres cz瘰totliwo軼i audio przesy豉nych w obwodzie mo積a znacznie zmniejszy, je郵i chcesz zrezygnowa z cz窷ci emocjonalnej zawarto軼i g這su na rzecz wydajnego przesy豉nia informacji. Umo磧iwia to konwersja analogowo-cyfrowa. Przetwornik analogowo-cyfrowy (ADC) zamienia zmienny ci庵造 lub analogowy sygna g這sowy na seri cyfrowych impuls闚. Jest to troch podobne do procesu, w kt鏎ym zdj璚ie jest przekszta販ane w siatk kropek do wydrukowania w gazecie. Istnieje kilka r騜nych charakterystyk ci庵u impuls闚, kt鏎e mo積a zmienia. Obejmuj one amplitud impulsu, czas trwania impulsu i cz瘰totliwo嗆 pulsu. Sygna cyfrowy mo瞠 przenosi ludzki g這s w pa鄉ie przenoszenia mniejszym ni 200 Hz. To mniej ni jedna dziesi徠a pasma przenoszenia sygna逝 analogowego. Og鏊nie rzecz bior帷, im w篹sze pasmo, tym wi璚ej tre軼i emocjonalnych jest po鈍i璚anych. Tre嗆 emocjonalna jest przekazywana poprzez fleksj lub zmian tonu g這su. Kiedy zanika fleksja, sygna g這sowy przypomina monotoni. Jednak nadal mo瞠 mie pewne subtelne znaczenia i uczucia.

Analiza s堯w

Aby komputer m鏬 odszyfrowa cyfrowy sygna g這sowy, musi mie s這wnik zawieraj帷y s這wa lub sylaby oraz jakie 鈔odki umo磧iwiaj帷e por闚nanie tej bazy wiedzy z przychodz帷ymi sygna豉mi audio. System ten sk豉da si z dw鏂h cz窷ci: pami璚i, w kt鏎ej przechowywane s r騜ne wzorce mowy; oraz komparator, kt鏎y por闚nuje te zapisane wzorce z nap造waj帷ymi danymi. Dla ka盥ej sylaby lub s這wa obw鏚 sprawdza swoje s這wnictwo a do znalezienia dopasowania. Odbywa si to bardzo szybko, wi璚 op騧nienie nie jest zauwa瘸lne. Wielko嗆 s這wnictwa komputera jest bezpo鈔ednio zwi您ana z pojemno軼i pami璚i. Zaawansowany system rozpoznawania mowy wymaga du瞠j ilo軼i pami璚i. Wyj軼ie komparatora musi zosta w jaki spos鏏 przetworzone, aby maszyna rozpozna豉 r騜nic mi璠zy s這wami lub sylabami, kt鏎e brzmi podobnie. Przyk豉dy to "dwa / te", "droga / waga" i "nie / w瞛e". Aby by這 to mo磧iwe, nale篡 zbada kontekst i sk豉dni. Komputer musi te mie spos鏏, aby stwierdzi, czy grupa sylab sk豉da si z jednego s這wa, dw鏂h s堯w, trzech s堯w czy wi璚ej. Im bardziej skomplikowane wprowadzanie g這sowe, tym wi瘯sza szansa na pomy趾. Nawet najbardziej zaawansowany system rozpoznawania mowy pope軟ia b喚dy, tak jak ludzie czasami 幢e interpretuj to, co m闚isz. Takie b喚dy b璠 wyst瘼owa rzadziej wraz ze wzrostem pojemno軼i pami璚i i szybko軼i dzia豉nia komputera.

Insynuacje i emocje

ADC w systemie rozpoznawania mowy usuwa niekt鏎e odmiany g這su. W skrajnym przypadku wszystkie zmiany tonalne zostaj utracone, a g這s zostaje zredukowany do "s造szalnego tekstu". Jest to wystarczaj帷e dla wi瘯szo軼i cel闚 zwi您anych z kontrol robot闚. Gdyby system m鏬 by w 100% niezawodny w prawid這wym okre郵aniu ka盥ego s這wa, in篡nierowie zajmuj帷y si rozpoznawaniem mowy byliby bardzo zadowoleni, jednak gdy dok豉dno嗆 zbli瘸 si do 100%, ro郾ie zainteresowanie r闚nie przekazaniem niekt鏎ych subtelniejszych znacze. Rozwa zdanie: "P鎩dziesz do sklepu po p馧nocy" i powiedz je po kolei, k豉d帷 nacisk na ka盥e s這wo (osiem r騜nych sposob闚). Znaczenie zmienia si dramatycznie w zale積o軼i od prozodycznych cech twojego g這su: kt鏎e s這wo lub s這wa akcentujesz. Ton jest wa積y tak瞠 z innego powodu: zdanie mo瞠 by stwierdzeniem lub pytaniem. Zatem "P鎩dziesz do sklepu po p馧nocy?" reprezentuje co zupe軟ie innego ni "P鎩dziesz do sklepu po p馧nocy!". Nawet je郵i wszystkie tony s takie same, znaczenie mo瞠 si r騜ni w zale積o軼i od tego, jak szybko co zostanie powiedziane. Nawet czas oddech闚 mo瞠 mie znaczenie.

W celu uzyskania dalszych informacji

Rozpoznawanie mowy to szybko rozwijaj帷a si technologia. Najlepszym 廝鏚貫m aktualnych informacji jest dobra biblioteka uczelniana. Popro bibliotekarza o podr璚zniki i artyku造 w czasopismach in篡nierskich dotycz帷e najnowszych osi庵ni耩. Wyszukiwanie wyra瞠 "rozpoznawanie mowy" i "rozpoznawanie g這su" mo積a przeprowadzi w Internecie za pomoc Google (www.google.com) lub podobnej wyszukiwarki.

SYNTEZA MOWY

Synteza mowy, zwana tak瞠 syntez g這su, to elektroniczne generowanie d德i瘯闚 na郵aduj帷ych ludzki g這s. D德i瘯i te mog by generowane z tekstu cyfrowego lub z dokument闚 drukowanych. Mowa mo瞠 by r闚nie generowana przez komputery wysokiego poziomu, kt鏎e maj sztuczn inteligencj (AI), w postaci odpowiedzi na bod嬈e lub dane wej軼iowe od ludzi lub innych maszyn.

Co to jest g這s?

Wszystkie s造szalne d德i瘯i sk豉daj si z kombinacji fal pr康u przemiennego (AC) w zakresie cz瘰totliwo軼i od 20 Hz do 20 kHz. (Cz瘰totliwo嗆 1 Hz to jeden cykl na sekund; 1 kHz = 1000 Hz). Przyjmuj one posta drga cz御teczek powietrza. Wzorce wibracji mo積a powieli jako pr康y elektryczne. Pasmo cz瘰totliwo軼i od 300 do 3000 Hz jest wystarczaj帷o szerokie, aby przekaza wszystkie informacje, a tak瞠 ca陰 zawarto嗆 emocjonaln g這sem dowolnej osoby. Dlatego syntezatory mowy musz wydawa d德i瘯i w zakresie od 300 do 3000 Hz. Wyzwaniem jest wytwarzanie fal o dok豉dnie odpowiednich cz瘰totliwo軼iach, we w豉軼iwym czasie i we w豉軼iwych kombinacjach faz. Modulacja r闚nie musi by poprawna, wi璚 ma takie znaczenie przekazane. W ludzkim g這sie g這郾o嗆 i cz瘰totliwo嗆 rosn i opadaj w subtelny i precyzyjny spos鏏. Najmniejsza zmiana modulacji mo瞠 spowodowa olbrzymi r騜nic w znaczeniu tego, co si m闚i. Nawet przez telefon mo積a stwierdzi, czy rozm闚ca jest niespokojny, z造 czy zrelaksowany. 秧danie brzmi inaczej ni polecenie. Pytanie brzmi inaczej ni stwierdzenie deklaratywne, nawet je郵i s這wa s takie same.

Ton g這su

W j瞛yku angielskim wyst瘼uje 40 podstawowych d德i瘯闚, zwanych fonemami. W niekt鏎ych j瞛ykach jest wi璚ej fonem闚 ni w j瞛yku angielskim; niekt鏎e j瞛yki maj mniej fonem闚. Dok豉dny d德i瘯 fonemu mo瞠 si r騜ni w zale積o軼i od tego, co nast瘼uje przed i po nim. Te odmiany nazywane s alofonami. W j瞛yku angielskim jest 128 alofon闚. Mo積a je 陰czy na niezliczone sposoby. Inn zmienn w mowie jest fleksja lub "ton g這su"; zale篡 to od tego, czy rozm闚ca jest z造, smutny, przestraszony, szcz窷liwy czy oboj皻ny. Zale膨 one nie tylko od faktycznych odczu m闚i帷ego, ale tak瞠 od wieku, p販i, wychowania i innych czynnik闚. G這s mo瞠 mie r闚nie akcent. Prawdopodobnie mo瞠sz stwierdzi, kiedy osoba, z kt鏎 rozmawiasz, jest z豉 lub szcz窷liwa, niezale積ie od tego, czy pochodzi ona z Teksasu, Indiany, Idaho czy Maine. Jednak niekt鏎e akcenty brzmi bardziej autorytatywnie ni inne; niekt鏎e brzmi zabawnie, je郵i wcze郾iej nie by貫 z nimi nara穎ny. Wraz z akcentem, wyb鏎 u篡cia s堯w jest r騜ny w r騜nych regionach. To jest dialekt. Dla in篡nier闚 robotyki wyprodukowanie syntezatora mowy z wiarygodnym "tonem g這su" jest wyzwaniem.

Nagrywanie i odtwarzanie

Najbardziej prymitywn form syntezatora mowy jest zestaw nagra poszczeg鏊nych s堯w na ta鄉ie. S造sza貫 je w automatycznych sekretarkach telefonicznych i us逝gach. Wi瘯szo嗆 miast ma numer telefonu, pod kt鏎y mo瞠sz zadzwoni, aby uzyska czas lokalny; niekt鏎e z nich to nagrania s堯w. Wszystkie maj charakterystyczny, przerywany d德i瘯. Systemy te maj kilka wad. Chyba najwi瘯szym problemem jest to, 瞠 ka盥e s這wo wymaga osobnego nagrania, na osobnym odcinku ta鄉y. Te ta鄉y musz by dost瘼ne mechanicznie, a to wymaga czasu. Niemo磧iwe jest posiadanie du瞠go s這wnictwa mowy przy u篡ciu tej metody.

Czytanie tekstu

Wydrukowany tekst mo瞠 zosta odczytany przez maszyn za pomoc optycznego rozpoznawania znak闚 (OCR) i przekonwertowany na standardowy kod cyfrowy o nazwie ASCII. ASCII mo積a przet逝maczy za pomoc konwertera cyfrowo-analogowego (DAC) na d德i瘯i g這su. W ten spos鏏 maszyna mo瞠 odczyta tekst na g這s. Chocia w chwili pisania tego tekstu s one do嗆 drogie, s one u篡wane do pomocy niewidomym w czytaniu drukowanego tekstu. Poniewa w j瞛yku angielskim jest tylko 128 alofon闚, mo積a zaprojektowa maszyn do czytania prawie ka盥ego tekstu, jednak maszyny nie maj poj璚ia, kt鏎e odmiany s najlepsze dla r騜nych scen, kt鏎e pojawiaj si w opowie軼i. rzadko jest to problem, ale w czytaniu historii dziecku kluczowe znaczenie ma wyobra瞠nie psychiczne. Jest jak wyimaginowany film, wspomagany przez emocje czytelnika. 畝dna jeszcze wymy郵ona maszyna nie jest w stanie malowa obraz闚 ani wywo造wa nastroj闚 w umy郵e s逝chacza, a tak瞠 istoty ludzkiej. Te rzeczy wynikaj z kontekstu. Ton zdania mo瞠 zale瞠 od tego, co wydarzy這 si w poprzednim zdaniu, akapicie lub rozdziale. Technologia jest daleka od zapewnienia maszynie mo磧iwo軼i zrozumienia i docenienia dobrej historii, ale nic poza tym poziomem sztucznej inteligencji nie stworzy 篡wego "filmu fabularnego" w umy郵e s逝chacza.

Proces

Istnieje kilka sposob闚 zaprogramowania maszyny do wytwarzania mowy. Na ilustracji przedstawiono uproszczony schemat blokowy jednego procesu. Niezale積ie od metody u篡wanej do syntezy mowy konieczne s okre郵one kroki. S to nast瘼uj帷e:

•  Maszyna musi uzyska dost瘼 do danych i uporz康kowa je we w豉軼iwej kolejno軼i.

•  Allofony musz by przypisane w odpowiedniej kolejno軼i.

•  Nale篡 wprowadzi odpowiednie przegi璚ia.

•  Przerwy musz by wstawiane w odpowiednich miejscach.

Opr鏂z powy窺zego, w celu zwi瘯szenia wszechstronno軼i i realizmu mo積a do陰czy takie funkcje, jak nast瘼uj帷e:

•  W r騜nych momentach mo積a przekaza zamierzony nastr鎩 (rado嗆, smutek, nag豉 potrzeba itp).

•  Mo積a zaprogramowa og鏊n wiedz na temat tre軼i. Na przyk豉d maszyna mo瞠 pozna znaczenie opowie軼i i znaczenie ka盥ej cz窷ci opowie軼i.

•  Maszyna mo瞠 mie funkcj przerywania, aby umo磧iwi rozmow z cz這wiekiem. Je郵i cz這wiek co powie, maszyna zatrzyma si i zacznie s逝cha z systemem rozpoznawania mowy.

Ta ostatnia funkcja mog豉by okaza si interesuj帷a, gdyby dwa komputery, oba wyposa穎ne w sztuczn inteligencj, syntez mowy i rozpoznawanie mowy, wda造 si w k堯tni. Jedn maszyn mo積a zaprogramowa jako republikanina, a drug jako demokrat; in篡nier m鏬豚y poruszy temat podatk闚 i pozwoli obu maszynom na k堯tni.

W celu uzyskania dalszych informacji

Najlepszym 廝鏚貫m aktualnych informacji na temat syntezy mowy jest dobra biblioteka uczelniana. Wyszukiwanie fraz "synteza mowy" i "synteza g這su" mo積a przeprowadzi w Internecie za pomoc Google (www.google.com) lub podobnej wyszukiwarki.



SFERYCZNYCH WSP茛RZ犵NYCH GEOMETRIA

Sferyczna geometria wsp馧rz璠nych to schemat prowadzenia ramienia robota w trzech wymiarach. Sferyczny uk豉d wsp馧rz璠nych jest czym w rodzaju uk豉du biegunowego, ale ma dwa k徠y zamiast jednego. Opr鏂z dw鏂h k徠闚 istnieje wsp馧rz璠na promienia. Jeden k徠, nazywany x, jest mierzony w kierunku przeciwnym do ruchu wskaz闚ek zegara od osi odniesienia. Warto嗆 x mo瞠 wynosi od 0o do 360o. Mo瞠sz pomy郵e o x jako podobnym do namiaru azymutu u篡wanego przez astronom闚 i nawigator闚, z wyj徠kiem tego, 瞠 jest mierzony w kierunku przeciwnym do ruchu wskaz闚ek zegara, a nie zgodnie z ruchem wskaz闚ek zegara. Gdy promie obraca si wok馧 pe軟ego ko豉 przez wszystkie mo磧iwe warto軼i x, definiuje p豉szczyzn odniesienia. Drugi k徠, nazywany y, jest mierzony w g鏎 lub w d馧 od p豉szczyzny odniesienia. Warto嗆 y idealnie mie軼i si w zakresie od -90o (prosto w d馧) do + 90o (prosto w g鏎). Strukturalne ograniczenia ramienia robota mog ograniczy doln granic tego zakresu do oko這 -70o. Mo瞠sz my郵e o y jako o wysoko軼i nad lub pod horyzontem. Promie, oznaczony r, jest nieujemn liczb rzeczywist (zero lub wi瘯sz). Mo積a go poda w jednostkach, takich jak centymetry, milimetry lub cale. Ilustracja przedstawia rami robota wyposa穎ne w sferyczn geometri wsp馧rz璠nych. Ruchy x, y i r nazywane s odpowiednio rotacj podstawy, uniesieniem i zasi璕iem.



STADYMETRIA

Stadymetria to metoda, kt鏎ej robot mo瞠 u篡 do zmierzenia odleg這軼i do obiektu, gdy znana jest wysoko嗆, szeroko嗆 lub 鈔ednica obiektu. System wizyjny i kontroler ustalaj 鈔ednic k徠ow obiektu. Musi by znany liniowy wymiar obiektu. Odleg這嗆 mo積a nast瘼nie obliczy za pomoc trygonometrii.



Ilustracja przedstawia przyk豉d stadymetrii, poniewa mo積a jej u篡 do pomiaru odleg這軼i d, w metrach, od kamery robota do osoby. Za堯禦y, 瞠 znany jest wzrost osoby h wyra穎ny w metrach. System wizyjny okre郵a k徠, pod jakim dana osoba znajduje si w polu widzenia. Na podstawie tych informacji odleg這嗆 d oblicza si wed逝g nast瘼uj帷ego wzoru:



Je郵i odleg這嗆 d jest du瘸 w por闚naniu z wysoko軼i h, mo積a zastosowa prostszy wz鏎:



Aby stadymetria by豉 dok豉dna, o wymiaru liniowego (cale) ,w tym przypadku o przedstawiaj帷a wzrost osoby, h) musi by prostopad豉 do linii mi璠zy systemem wizyjnym a 鈔odkiem obiektu. Ponadto wa積e jest, aby d i h by造 wyra瘸ne w tych samych jednostkach.

STATYCZNA STABILNO汎

Stabilno嗆 statyczna to zdolno嗆 robota do utrzymania r闚nowagi podczas postoju. Robot z dwoma lub trzema nogami lub poruszaj帷y si na dw鏂h ko豉ch ma zwykle s豉b stabilno嗆 statyczn. Mo瞠 by w porz康ku, dop鏦i si porusza, ale gdy przychodzi do odpoczynku, 豉two mo瞠 si przewr鏂i. Rower jest przyk豉dem maszyny o dobrej stabilno軼i dynamicznej (w trakcie toczenia jest w porz康ku), ale s豉bej stabilno軼i statycznej (w spoczynku sam nie stanie). Aby robot dwuno積y lub tr鎩no積y mia doskona陰 stabilno嗆 statyczn, potrzebuje wyczucia r闚nowagi. Mo瞠sz sta nieruchomo i nie przewraca si, poniewa masz ten zmys. Je郵i twoje poczucie r闚nowagi jest zaburzone, przewr鏂isz si. Trudno jest zbudowa dobre poczucie r闚nowagi w dwuko這wym lub dwuno積ym robocie. Jednak uda這 si to i chocia technologia jest droga, obiecuje przysz這嗆.

SILNIK KROKOWY

Silnik krokowy to silnik elektryczny, kt鏎y obraca si w ma造ch krokach, a nie w spos鏏 ci庵造. Silniki krokowe s szeroko stosowane w robotach.

Krokowy kontra konwencjonalny

Gdy pr康 elektryczny jest doprowadzany do konwencjonalnego silnika, wa obraca si w spos鏏 ci庵造 z du膨 pr璠ko軼i. W przypadku silnika krokowego wa貫k obraca si troch, a nast瘼nie zatrzymuje si. K徠 kroku lub zakres ka盥ego obrotu zmienia si w zale積o軼i od konkretnego silnika. Mo瞠 wynosi od mniej ni 1o 逝ku do 獞iartki ko豉 (900). Konwencjonalne silniki pracuj bez przerwy, dop鏦i do cewek doprowadzany jest pr康 elektryczny. Silnik krokowy obraca si o k徠 kroku, a nast瘼nie zatrzymuje si, nawet je郵i pr康 jest utrzymywany. W rzeczywisto軼i, gdy silnik krokowy jest zatrzymywany przez pr康 p造n帷y przez jego cewki, wa jest odporny na obracanie si. Silnik krokowy ma wbudowane hamulce. Jest to ogromna zaleta w robotyce; zapobiega przemieszczaniu si ramienia robota w przypadku przypadkowego uderzenia. Konwencjonalne silniki pracuj z setkami, a nawet tysi帷ami obrot闚 na minut (rpm). Typowa pr璠ko嗆 to 3600 obr / min lub 60 obrot闚 na sekund (obr / s). Jednak silnik krokowy zwykle dzia豉 mniej ni 180 obr / min lub 3 obroty na sekund. Cz瘰to pr璠ko嗆 jest znacznie wolniejsza. Nie ma dolnej granicy; rami robota mo積a zaprogramowa tak, aby porusza這 si tylko o 10 dziennie, je郵i wymagana jest tak ma豉 pr璠ko嗆. W tradycyjnym silniku moment obrotowy lub si豉 obracania wzrasta, gdy silnik pracuje szybciej, jednak w przypadku silnika krokowego moment obrotowy maleje, gdy silnik pracuje szybciej. Z tego powodu silnik krokowy ma najwi瘯sz moc obrotow, gdy pracuje z ma陰 pr璠ko軼i. Generalnie silniki krokowe maj mniejsz moc ni silniki konwencjonalne.

Dwufazowe i czterofazowe

Najpopularniejsze silniki krokowe s dwojakiego rodzaju: dwufazowe i czterofazowe. Dwufazowy silnik krokowy ma dwie cewki, zwane fazami, sterowane czterema przewodami. Czterofazowy silnik krokowy ma cztery fazy i osiem przewod闚. Silniki s stopniowane poprzez sekwencyjne przyk豉danie pr康u do faz. Na ilustracji przedstawiono schematyczne schematy dwufazowych i czterofazowych silnik闚 krokowych. Kiedy pr康 pulsuj帷y jest dostarczany do silnika krokowego, z pr康em wiruj帷ym przez fazy, silnik obraca si stopniowo, po jednym kroku dla ka盥ego impulsu. W ten spos鏏 mo積a utrzyma precyzyjn pr璠ko嗆. Ze wzgl璠u na efekt hamowania pr璠ko嗆 ta jest sta豉 dla szerokiego zakresu mechanicznych opor闚 skr皻u. Wi瘯szo嗆 silnik闚 krokowych mo瞠 pracowa z cz瘰totliwo軼i impuls闚 do oko這 200 na sekund.

Kontrola

Silniki krokowe mo積a sterowa za pomoc mikrokomputer闚. Kilka silnik闚 krokowych, wszystkie pod kontrol jednego mikrokomputera, jest typowych dla ramion robot闚 o ka盥ej geometrii. Silniki krokowe s szczeg鏊nie dobrze przystosowane do ruchu punkt-punkt. Skomplikowane, skomplikowane zadania mog by wykonywane przez ramiona robot闚 przy u篡ciu silnik闚 krokowych sterowanych oprogramowaniem. Zadanie mo積a zmieni, zmieniaj帷 oprogramowanie. Mo瞠 to by tak proste, jak uruchomienie nowego programu za pomoc wypowiedzianego lub wpisanego polecenia.



SUBMARINE ROBOT [ROBOT PODWODNY]

Ludzie, nurkowie akwalungowi nie mog normalnie zej嗆 na poziomy g喚bsze ni oko這 300 m. Rzadko schodz poni瞠j 100 m. Nawet na tej g喚boko軼i konieczny jest 禦udny okres dekompresji, aby zapobiec chorobie lub 鄉ierci z "choroby kesonowej". Nic dziwnego, 瞠 istnieje du瞠 zainteresowanie opracowywaniem robot闚, kt鏎e mog nurkowa na g喚boko軼i ponad 300 m, wykonuj帷 wszystkie lub wi瘯szo嗆 rzeczy, kt鏎e mog robi nurkowie. Idealny robot do 這dzi podwodnych wykorzystuje teleobecno嗆. To jest zaawansowana forma zdalnego sterowania, w kt鏎ej operator ma wra瞠nie "bycia robotem". Wyobra sobie wypraw w poszukiwaniu skarb闚, podczas kt鏎ej wydobywasz diamenty, szmaragdy i z這te monety z zatopionego galeonu 1000 m pod powierzchni morza, siedz帷 w ciep造m i suchym fotelu ze zdalnym sterowaniem. Wyobra sobie testowanie repelent闚 rekin闚 bez strachu. Wyobra sobie rozbrojenie zatopionej g這wicy na dnie g喚bokiej zatoki lub napraw g喚binowej stacji obserwacyjnej. Pozosta這軼i Titanica, "niezatapialnego" liniowca oceanicznego, kt鏎y zaton掖 po zderzeniu z g鏎 lodow, zosta造 znalezione i sfotografowane przez podwodnego robota zwanego zdalnie sterowanym pojazdem (ROV). Ta maszyna nie posiada豉 teleobecno軼i, ale korzysta豉 z teleoperacji i zapewnia豉 wiele wysokiej jako軼i zdj璚ia wraku statku. Specjalistyczna forma ROV nazywana jest autonomicznym pojazdem podwodnym (AUV). To urz康zenie jest wyposa穎ne w kabel, przez kt鏎y przechodz sygna造 steruj帷e i dane odpowiedzi. W zastosowaniach podwodnych sterowanie radiowe nie jest mo磧iwe, poniewa woda blokuje pola elektromagnetyczne. Kabel mo瞠 wykorzystywa sygna造 elektryczne lub sygna造 鈍iat這wodowe. Alternatywn, bezprzewodow metod zdalnego sterowania robotami podwodnymi jest ultrad德i瘯i. Jeden rodzaj AUV to lataj帷a ga趾a oczna. Jest to w zasadzie kamera z silnikami zaburtowymi.

SURGICAL ASSISTANCE ROBOT [ROBOT POMOCY CHIRURGICZNEJ]

Roboty znalaz造 swoj rol w niekt鏎ych procedurach chirurgicznych. Urz康zenia robotyczne s stabilniejsze i mo積a nimi manipulowa dok豉dniej ni jakakolwiek ludzka r瘯a. Wiercenie w czaszce to jedna z aplikacji, do kt鏎ej wykorzystano roboty. Technik t zapocz徠kowa dr Yik San Kwo, in篡nier elektryk w Memorial Medical Center w po逝dniowej Kalifornii. Urz康zenie wiertnicze jest pozycjonowane za pomoc oprogramowania pochodz帷ego ze skomputeryzowanego skanowania rentgenowskiego, zwanego skanem komputerowej tomografii osiowej (CAT), m霩gu. Ca豉 operacja robota jest nadzorowana przez chirurga-cz這wieka. Zaproponowano liczne zastosowania robot闚 w chirurgii. Jednym z bardziej obiecuj帷ych pomys堯w jest u篡cie zdalnie sterowanego robota sterowanego r瘯ami chirurga. Chirurg obserwuje zabieg wykonuj帷 ruchy, ale faktyczny kontakt z pacjentem jest w ca這軼i wykonywany przez maszyn. Ludzkie r璚e zawsze troch dr膨. W miar zdobywania do鈍iadczenia chirurg starzeje si, a dr瞠nie wzrasta. Teleoperowany robot wyeliminowa豚y ten problem, umo磧iwiaj帷 chirurgom z du篡m do鈍iadczeniem (ale ograniczon zr璚zno軼i) operacje krytyczne.

SYNCHRO

Synchro to specjalny rodzaj silnika, u篡wany do zdalnego sterowania urz康zeniami mechanicznymi. Sk豉da si z generatora i silnika odbiornika. Podczas obracania wa逝 generatora wa silnika odbiornika pod捫a dok豉dnie wzd逝. W robotach synchros znajduje wiele r騜nych zastosowa. S szczeg鏊nie dobrze przystosowane do drobnych ruch闚, a tak瞠 do teleoperacji. Prosty synchro, u篡wany do wskazywania kierunku, nazywany jest selsynem. Niekt鏎e urz康zenia synchro s programowalne. Operator wprowadza liczb do generatora synchronizacji, a odbiornik odpowiednio zmienia pozycj. Komputery umo磧iwiaj programowanie sekwencji ruch闚. Umo磧iwia to z這穎n, zdaln obs逝g robota.

SKxDNIA

Sk豉dnia odnosi si do sposobu, w jaki zdanie, pisane lub m闚ione, jest sk豉dane razem. Jest to wa積e w rozpoznawaniu i syntezie mowy. Jest to r闚nie wa積e w programowaniu komputer闚. Ka盥y j瞛yk wysokiego poziomu ma swoj w豉sn, unikaln sk豉dni. Uczy豉 si struktury zda na lekcjach gramatyki polskiej w gimnazjum. Wi瘯szo嗆 uczni闚 uwa瘸 to za nudne, ale mo瞠 to by fascynuj帷e, je郵i masz dobrego nauczyciela. Tworzenie diagram闚 zda jest jak praca z logik matematyczn - komputery s w tym dobre. Niekt鏎zy in篡nierowie sp璠zaj swoj karier na odkrywaniu nowych i lepszych sposob闚 陰czenia ludzkiego j瞛yka z komputerami. Istnieje kilka podstawowych form zda; wszystkie zdania mo積a zaklasyfikowa do jednej z tych form. Na przyk豉d zdanie "Jan podnosi tac" mo瞠 nazywa si SVO dla tematu / czasownika / przedmiotu. "Jan" to podmiot, "podnosi" to czasownik, a "t" to dope軟ienie. R騜ne j瞛yki maj r騜ne regu造 sk豉dni. W j瞛yku rosyjskim "lubi ci" jest powiedziane jako "lubisz". Oznacza to, 瞠 zdanie SVO to tak naprawd SOV. Znaczenie jest jasne, o ile znane s regu造 sk豉dni. Je郵i jednak regu造 sk豉dni nie s znane, mo積a straci znaczenie. Projektuj帷 robota, kt鏎y potrafi rozmawia z lud幟i, in篡nierowie musz zaprogramowa w kontrolerze regu造 sk豉dniowe, w przeciwnym razie robot m鏬豚y wydawa bezsensowne stwierdzenia lub b喚dnie interpretowa wypowiedzi ludzi.

S這wnik Robotyki : "T"


TACTILE SENSING [DOTYKOWE WYCZUWANIE]

Termin wyczuwanie dotykowe odnosi si do r騜nych elektromechanicznych metod symulacji zmys逝 dotyku ludzkiego. Obejmuj one zdolno嗆 wykrywania i pomiaru ci郾ienia, si造 liniowej, momentu obrotowego, temperatury i tekstury powierzchni. Niekt鏎zy robotycy uwa瘸j czujniki dotykowe za drugie pod wzgl璠em wa積o軼i po systemach wizyjnych.

TASK ENVIRONMENT [吐ODOWISKO ZADA娭

Termin 鈔odowisko zadaniowe odnosi si do charakterystyki przestrzeni, w kt鏎ej dzia豉 robot lub grupa robot闚. 字odowisko zadaniowe nazywane jest r闚nie przestrzeni 鈍iata. Charakter 鈔odowiska zadaniowego zale篡 od wielu czynnik闚, kt鏎e cz瘰to oddzia逝j na siebie. Niekt鏎e rzeczy wp造waj na 鈔odowisko zada

•  Charakter pracy, jak musi wykona robot (y)

•  Projekt robota (闚)

•  Szybko嗆, z jak pracuj robot (y)

•  Ile robot闚 jest w okolicy

•  Czy ludzie pracuj z robotem (-ami)

•  Czy obecne s niebezpieczne materia造

•  Czy jakakolwiek praca jest niebezpieczna

Autonomiczny robot mo瞠 skorzysta z komputerowej mapy swojego 鈔odowiska zadaniowego. Zminimalizuje to niepotrzebne ruchy i zmniejszy ryzyko wpadek, takich jak upadek robota ze schod闚 lub uderzenie przez okno. Kiedy robot jest zakotwiczony w jednym miejscu, podobnie jak wiele robot闚 przemys這wych, 鈔odowisko zada nazywane jest obwiedni robocz.

TASK-LEVEL PROGRAMMING [PROGRAMOWANIE NA POZIOMIE ZADANIA]

W miar jak maszyny staj si inteligentniejsze, programowanie staje si bardziej wyrafinowane. Nie zbudowano jeszcze 瘸dnej maszyny, kt鏎ej inteligencja by豉by bli窺za inteligencji cz這wieka. Niekt鏎zy badacze uwa瘸j, 瞠 prawdziwa sztuczna inteligencja (AI), na poziomie zbli穎nym do ludzkiego m霩gu, nigdy nie zostanie osi庵ni皻a. Programowanie robot闚 mo積a podzieli na poziomy, zaczynaj帷 od najmniej wyrafinowanego i przechodz帷 do teoretycznego poziomu prawdziwej sztucznej inteligencji. Rysunek przedstawia czteropoziomowy schemat. Poziom 3, tu poni瞠j AI, nazywany jest programowaniem na poziomie zada. Jak sama nazwa wskazuje, programy na tym poziomie obejmuj ca貫 zadania, takie jak gotowanie posi趾闚, koszenie trawnika czy sprz徠anie domu. Programowanie na poziomie zada znajduje si tu nad hierarchi z planowania z這穎nego ruchu, ale poni瞠j poziomu zaawansowania og鏊nie uwa瘸nego za sztuczn inteligencj.



TABLICA NAUCZANIA

Gdy rami robota musi wykonywa powtarzalne, precyzyjne, z這穎ne ruchy, ruchy mo積a wprowadzi do pami璚i sterownika robota. Nast瘼nie po uzyskaniu dost瘼u do pami璚i rami robota wykonuje wszystkie odpowiednie ruchy. Panel uczenia to urz康zenie, kt鏎e wykrywa i zapami皻uje ruchy lub procesy do p騧niejszego przywo豉nia. W czteropoziomowej hierarchii programowania pokazanej na rysunku dla PROGRAMOWANIA NA POZIOMIE ZADANIA, pierwszy i drugi poziom s zwykle programowane w okienkach uczenia. W niekt鏎ych przypadkach mo積a zaprogramowa prymitywn form trzeciego poziomu. Przyk豉dem urz康zenia ucz帷ego poziomu 1 jest automatyczny otwieracz / samozamykacz bramy gara穎wej, kt鏎y po otrzymaniu sygna逝 z pilota otwiera lub zamyka bram. Innym przyk豉dem modu逝 ucz帷ego poziomu 1 jest pilot zdalnego sterowania u篡wany do zmiany kana逝 i regulacji g這郾o軼i w telewizorze. Przyk豉dem panelu ucz帷ego poziomu 2 jest mikrokomputer, kt鏎y steruje automatyczn sekretark. Kiedy przychodzi po陰czenie, sekwencja operacji jest przywo造wana z pami璚i mikrokomputera. Urz康zenie odbiera telefon, og豉sza komunikat, odbiera wiadomo嗆 i resetuje si do nast瘼nego po陰czenia przychodz帷ego. Przeprogramowalne modu造 ucz帷e s szeroko stosowane w robotach przemys這wych. Ruchy ramion mo積a wprowadza za pomoc przycisk闚. W niekt鏎ych przypadkach mo磧iwe jest r璚zne kierowanie ramieniem robota (czyli "uczenie" go) i zapami皻anie sekwencji ruch闚 w celu wykonania okre郵onego zadania. Tor ramienia, zmiany pr璠ko軼i, obroty i ruchy chwytania / chwytania s programowane, gdy rami jest "nauczane". Nast瘼nie, po przywo豉niu pami璚i, rami robota zachowuje si tak, jak zosta這 "nauczone".

TECHNOCENTRYZM

W XX wieku ludzie coraz bardziej polubili komputery, maszyny i urz康zenia elektroniczne. Oczekuje si, 瞠 ten trend si utrzyma. Gad瞠ty mog by fascynuj帷e. Technocentryzm odnosi si do 篡wego zainteresowania technologi ze strony jednostek, grup i spo貫cze雟tw. W skrajnych przypadkach mo瞠 to oczywi軼ie sta si obsesj. Entuzjazm dla technologii mo瞠 prowadzi do ekscytuj帷ych i satysfakcjonuj帷ych karier, ale je郵i p鎩dzie za daleko, mo瞠 wytr帷i z r闚nowagi 篡cie. Niekt鏎zy technocentrycy maj trudno軼i w kontaktach z innymi lud幟i, a krytycy post瘼u technologicznego twierdz, 瞠 to samo dzieje si w spo貫cze雟twie jako ca這軼i. Technocentryzm to zjawisko, kt鏎e zdaniem niekt鏎ych socjolog闚 sta這 si chorob spo貫czn. Wi瘯szo嗆 ludzi zna wady technocentryzmu. Ludzie buduj i kupuj maszyny, aby 篡cie by這 prostsze i bardziej zrelaksowane; ale z jakiego dziwnego powodu ich 篡cie staje si bardziej skomplikowane i napi皻e. Ludzie zajmuj si coraz bardziej z這穎nymi maszynami. Maszyny si psuj i ludzie musz je zabra do naprawy. Maszyny staj si bardziej wszechstronne, ale ludzie musz nauczy si korzysta z nowych funkcji. Zamiast da nam wi璚ej wolnego czasu, wydaj si nasze cuda technologiczne mog po穋e nasz czas i uwag. Aby unikn望 mniej po膨danych skutk闚 technocentryzmu, ludzko嗆 musi przyj望 zr闚nowa穎ny pogl康: ludzie musz by i zawsze musz pozosta mistrzami maszyn.

TELEMETRIA

Telemetria to transmisja ilo軼iowych informacji z jednego punktu do drugiego, zwykle drog bezprzewodow, a zw豉szcza drog radiow. Telemetria jest szeroko stosowana do monitorowania warunk闚 w pobli簑 zdalnych urz康ze, takich jak roboty, balony meteorologiczne, samoloty i satelity. Telemetria jest wykorzystywana w lotach kosmicznych, zar闚no za這gowych, jak i bezza這gowych, do 郵edzenia wszystkich aspekt闚 wyposa瞠nia i stanu fizycznego astronaut闚. Nadajnik telemetryczny sk豉da si z przyrz康u pomiarowego lub zestawu przyrz康闚, kodera, kt鏎y przekszta販a odczyty przyrz康u na impulsy elektryczne oraz modulowanego nadajnika radiowego z anten Odbiornik telemetryczny sk豉da si z odbiornika radiowego z anten, demodulatora i Rejestrator Cz瘰to do przetwarzania odebranych danych u篡wany jest komputer. Konwersja danych mo瞠 by konieczna na ko鎍u nadajnika (zdalnie sterowane urz康zenie lub system), odbiorniku (zwykle na stacji obs逝giwanej przez cz這wieka) lub obu.

TELEOPERACJA

Teleoperacja to termin techniczny okre郵aj帷y zdalne sterowanie autonomicznymi robotami. Zdalnie sterowany robot to telechir. W zdalnie sterowanym systemie robotycznym cz這wiek-operator mo瞠 kontrolowa pr璠ko嗆, kierunek i inne ruchy robota z pewnej odleg這軼i. Sygna造 s wysy豉ne do robota w celu sterowania nim; powracaj inne sygna造, informuj帷e operatora, 瞠 robot wykona instrukcje. Sygna造 zwrotne nazywane s telemetri. Niekt鏎e roboty zdalnie sterowane maj ograniczony zakres funkcji. Dobrym przyk豉dem jest sonda kosmiczna, taka jak Voyager, przelatuj帷a obok jakiej odleg貫j planety. Naukowcy z Ziemi wys豉li polecenia do Voyagera na podstawie otrzymanej od niego telemetrii, wycelowuj帷 kamery i naprawiaj帷 drobne problemy. W tym sensie Voyager by robotem zdalnie sterowanym. Teleoperacja jest stosowana w robotach, kt鏎e mog zajmowa si w豉snymi sprawami przez wi瘯szo嗆 czasu, ale czasami wymagaj interwencji cz這wieka.

TELEPRESENCE

Telepresence to wyrafinowana, zaawansowana forma teleoperacji. Operator robota ma poczucie, 瞠 znajduje si w fizycznej lokalizacji robota, nawet je郵i zdalnie sterowany robot (lub telechir) i operator s oddalone od siebie o wiele kilometr闚. U篡waj帷 manipulator闚 typu master-slave, robot mo瞠 powiela ruchy operatora. Sterowanie tymi manipulatorami odbywa si za pomoc sygna堯w wysy豉nych i odbieranych przez przewody, kable, 鈍iat這wody lub radio. Rysunek jest prostym schematem blokowym systemu teleobecno軼i. Niekt鏎e aplikacje s to

•  Praca w ekstremalnie wysokich lub niskich temperaturach

•  Praca pod wysokim ci郾ieniem, np. Na dnie morskim

•  Praca w pr騜ni, na przyk豉d w kosmosie

•  Praca w miejscu niebezpiecznego promieniowania

•  Rozbrajanie bomb

•  Obchodzenie si z substancjami toksycznymi

•  Dzia豉nia organ闚 軼igania

•  Operacje wojskowe



Do鈍iadczenie

W systemie teleobecno軼i robot jest autonomiczny, a w niekt鏎ych przypadkach przyjmuje fizyczn posta ludzkiego cia豉. Im bardziej humanoidalny robot, tym bardziej realistyczna jest teleobecno嗆. Stanowisko kontrolne sk豉da si z kombinezonu, kt鏎y nosi operator lub krzes豉, w kt鏎ym siedzi operator z r騜nymi manipulatorami i wy鈍ietlaczami. Czujniki i przetworniki mog wywo造wa uczucie nacisku, wzroku i d德i瘯u. W najbardziej zaawansowanych systemach teleobecno軼i operator nosi kask z ekranem, na kt鏎ym wida wszystko, co widzi kamera robota. Kiedy obraca si g這wa operatora, pod捫a za nim g這wa robota wraz z systemem wizyjnym. W ten spos鏏 operator widzi scen, kt鏎a zmienia si wraz z obrotami g這wy, na郵aduj帷 efekt bycia na miejscu. Wizja robota dwuocznego mo瞠 zapewni poczucie g喚bi. Obouszny s逝ch robota umo磧iwia percepcj d德i瘯闚. Telechir mo瞠 by nap璠zany przez nap璠 g御ienicowy, nap璠 na ko豉 lub nogi robota. Je郵i nap璠 wykorzystuje nogi, operator mo瞠 nap璠za robota, chodz帷 po pomieszczeniu. W przeciwnym razie operator mo瞠 usi捷 na krze郵e i "prowadzi" robota jak w霩ek. Typowy telechir z Androidem ma dwa ramiona, ka盥e z chwytakami przypominaj帷ymi ludzkie d這nie, a gdy operator chce co podnie嗆, wykonuje ruchy. Czujniki ci郾ienia wstecznego i czujniki po這瞠nia wywo逝j wra瞠nie ci篹ko軼i. Operator mo瞠 nacisn望 prze陰cznik, a co, co wa篡 10 kg, b璠zie mia這 wra瞠nie, jakby wa篡這 tylko 1 kg. Ograniczenia Istnieje technologia zaawansowanej, realistycznej teleobecno軼i, por闚nywalnej z do鈍iadczeniem w rzeczywisto軼i wirtualnej, ale istniej pewne trudne problemy i wyzwania. Najpowa積iejszym ograniczeniem jest fakt, 瞠 telemetria nie mo瞠 i nigdy nie b璠zie porusza si szybciej ni pr璠ko嗆 鈍iat豉 w wolnej przestrzeni. Na pierwszy rzut oka wydaje si to szybkie (299 792 km / s, czyli 186 282 mil / s), ale jest powolne w skali mi璠zyplanetarnej. Ksi篹yc znajduje si wi璚ej ni sekund 鈍ietln od Ziemi; S這鎍e znajduje si 8 minut 鈍ietlnych st康. Najbli窺ze gwiazdy znajduj si w odleg這軼i kilku lat 鈍ietlnych. Op騧nienie mi璠zy wys豉niem polecenia a nadej軼iem sygna逝 zwrotnego musi by mniejsze ni 0,1 s, je郵i teleobecno嗆 ma by realistyczna. Oznacza to, 瞠 telechir nie mo瞠 by dalej ni oko這 15 000 km lub 9300 mil od operatora steruj帷ego. Kolejnym problemem jest rozdzielczo嗆 zrobotyzowanego systemu wizyjnego - cz這wiek dobrze widz帷y mo瞠 widzie rzeczy z kilkakrotnie wi瘯sz szczeg馧owo軼i ni najlepsze telewizory szybko skanuj帷e. Wys豉nie tak du瞠j ilo軼i szczeg馧闚 z realistyczn szybko軼i wymaga ogromnej przepustowo軼i sygna逝. Istniej problemy techniczne (i problemy kosztowe), kt鏎e towarzysz temu. Jeszcze jedno ograniczenie najlepiej postawi jako pytanie: w jaki spos鏏 robot b璠zie w stanie co "poczu" i przekaza te impulsy do ludzkiego m霩gu? Na przyk豉d jab趾o wydaje si g豉dkie, brzoskwinia jest rozmyta, a pomara鎍za l郾i帷a, ale nier闚na. Jak realistycznie przenosi to poczucie tekstury do ludzkiego m霩gu? Czy ludzie pozwol na wszczepienie elektrod do ich m霩g闚, aby mogli postrzega wszech鈍iat tak, jakby byli robotami?

W celu uzyskania dalszych informacji

Aby uzyska szczeg馧owe informacje na temat najnowszych post瘼闚 w tej dziedzinie, skonsultuj si z dobr bibliotek uczelnian. Internet mo瞠 by przydatnym 廝鏚貫m informacji, ale nale篡 sprawdzi daty ostatnich aktualizacji witryn internetowych.

TEMPERATURY CZUJNIK

W systemie robotycznym wykrywanie temperatury jest jedn z naj豉twiejszych rzeczy. Termometry cyfrowe s obecnie powszechne i kosztuj bardzo niewiele. Sygna wyj軼iowy z cyfrowego termometru mo瞠 by przesy豉ny bezpo鈔ednio do mikrokomputera lub sterownika robota, umo磧iwiaj帷 robotowi ustalenie temperatury w dowolnym miejscu. Dane dotycz帷e temperatury mog powodowa, 瞠 system robotyczny zachowuje si na r騜ne sposoby. Doskona造m praktycznym przyk豉dem jest flota robot闚 przeciwpo瘸rowych. Czujniki temperatury mog by rozmieszczone w wielu miejscach w domu, zak豉dzie produkcyjnym, elektrowni j康rowej lub innym obiekcie. W ka盥ym miejscu mo積a z wyprzedzeniem okre郵i temperatur krytyczn. Je瞠li temperatura w jakim miejscu czujnika wzro郾ie powy瞠j poziomu krytycznego, do centralnego komputera wysy豉ny jest sygna. Komputer mo瞠 wys豉 jednego lub wi璚ej robot闚 na miejsce zdarzenia. Te roboty mog okre郵i 廝鏚這 i natur problemu oraz podj望 dzia豉nia.


TETHERED ROBOT [ROBOT NA UWI佖I]

Robot na uwi瞛i to p馧mobilny robot, kt鏎y otrzymuje polecenia od kontrolera i przesy豉 do niego dane za po鈔ednictwem kabla. Kabel mo瞠 by odmian "miedzian", kt鏎a przesy豉 sygna造 elektryczne lub odmian 鈍iat這wodu, kt鏎a przesy豉 sygna造 w podczerwieni (IR) lub 鈍iat豉 widzialnego. Kabel s逝篡 do podw鎩nego przesy豉nia danych i zapobiega przemieszczaniu si maszyny poza wyznaczone 鈔odowisko pracy. Roboty na uwi瞛i s u篡wane w scenariuszach, w kt鏎ych tryby bezprzewodowe s niepraktyczne lub trudne w u篡ciu. Dobrym przyk豉dem jest obserwacja 這dzi podwodnych, zw豉szcza eksploracja podwodnych jaski lub wrak闚 statk闚

TEKSTURY WYKRYWANIE

Wykrywanie tekstury to zdolno嗆 robota ko鎍owego do okre郵enia g豉dko軼i lub szorstko軼i powierzchni. Prymitywne wykrywanie tekstury mo積a wykona za pomoc lasera i kilku 鈍iat這czu造ch czujnik闚. Ilustracja pokazuje, jak za pomoc lasera (ciemny prostok徠) mo積a odr騜ni b造szcz帷 powierzchni (po lewej) od szorstkiej lub matowej (po prawej) ). B造szcz帷a powierzchnia, taka jak polerowana maska samochodu, ma tendencj do odbijania 鈍iat豉 zgodnie z zasad odbicia, kt鏎a m闚i, 瞠 k徠 odbicia jest r闚ny k徠owi padania. Matowa powierzchnia, taka jak powierzchnia arkusza papieru rysunkowego, rozprasza 鈍iat這. B造szcz帷a powierzchnia prawie w ca這軼i odbija wi您k z powrotem do jednego z czujnik闚 (k馧ek), umieszczonych na drodze wi您ki, kt鏎ej k徠 odbicia jest r闚ny k徠owi padania. Matowa powierzchnia odbija wi您k mniej wi璚ej w r闚nym stopniu od wszystkich czujnik闚. Schemat wykrywania tekstury w 鈍ietle widzialnym nie mo瞠 wskazywa na wzgl璠n szorstko嗆. Mo瞠 jedynie poinformowa robota, 瞠 powierzchnia jest b造szcz帷a lub nie. Kawa貫k papieru rysunkowego odbija 鈍iat這 w taki sam spos鏏, jak piaszczysta pla瘸 lub nowo opad豉 warstwa 郾iegu. Pomiar wzgl璠nej szorstko軼i lub stopnia, w jakim ziarno jest grube lub drobne, wymaga bardziej wyrafinowanych technik.



TERMISTOR

Termistor to czujnik elektroniczny zaprojektowany specjalnie w taki spos鏏, aby jego rezystancja zmienia豉 si wraz z temperatur. Termin termistor to skr鏒 od "thermally sensitive resistor [rezystora wra磧iwego na ciep這]". Termistory s wykonane z materia堯w p馧przewodnikowych. Najcz窷ciej u篡wanymi substancjami s tlenki metali. W niekt鏎ych termistorach rezystancja ro郾ie wraz ze wzrostem temperatury; w innych op鏎 maleje wraz ze wzrostem temperatury. W obu typach termistor闚 rezystancja jest dok豉dn funkcj temperatury. Termistory s逝膨 do wykrywania i pomiaru temperatury. Charakterystyka rezystancji w funkcji temperatury sprawia, 瞠 termistor jest idealny do stosowania w termostatach i obwodach zabezpiecze termicznych. Termistory dzia豉j przy niskim nat篹eniu pr康u, tak 瞠 na rezystancj wp造wa tylko temperatura otoczenia, a nie nagrzewanie spowodowane samym przy這穎nym pr康em.

TERMOELEMENT

Termopara to elektroniczny czujnik zaprojektowany w celu u豉twienia pomiaru r騜nic temperatur. Urz康zenie sk豉da si z dw鏂h stykaj帷ych si ze sob drut闚 lub pask闚 ze specjalnie dobranych, r騜ni帷ych si od siebie metali, takich jak antymon i bizmut. Gdy dwa metale maj t sam temperatur, napi璚ie mi璠zy nimi wynosi zero. Jednak gdy metale s w r騜nych temperaturach, pojawia si mi璠zy nimi napi璚ie pr康u sta貫go (DC). Wielko嗆 tego napi璚ia jest wprost proporcjonalna do r騜nicy temperatur w ograniczonym zakresie. Funkcj napi璚ia pod wzgl璠em r騜nicy temperatur mo積a zaprogramowa w sterowniku robota, umo磧iwiaj帷 maszynie okre郵enie r騜nicy temperatur poprzez pomiar napi璚ia.

TIME-OF-FLIGHT DISTANCE MEASUREMENT [POMIAR ODLEGΜ列I W CZASIE LOTU]

Pomiar odleg這軼i w czasie przelotu, zwany tak瞠 okre郵aniem czasu przelotu, jest popularn metod, dzi瘯i kt鏎ej robot mo瞠 okre郵i odleg這嗆 w linii prostej mi璠zy sob a obiektem. Fala lub impuls sygna這wy, kt鏎y porusza si w znanym, sta豉 pr璠ko嗆 jest przekazywana z robota. Sygna ten odbija si od obiektu, a niewielka ilo嗆 energii wraca do robota. Odleg這嗆 do obiektu jest obliczana na podstawie op騧nienia czasowego mi璠zy wys豉niem pierwotnego impulsu sygna逝 a odbiorem sygna逝 zwrotnego lub echa. Za堯禦y, 瞠 pr璠ko嗆 zak堯cenia sygna逝 w metrach na sekund jest oznaczony przez c, a op騧nienie czasowe w sekundach oznaczono t. Wtedy odleg這嗆 d do rozpatrywanego obiektu, przy za這瞠niu, 瞠 sygna przemieszcza si przez to samo medium na ca貫j rozpi皻o軼i mi璠zy robotem a obiektem, jest okre郵ona wzorem: d = ct / 2.

Przyk豉dy system闚, kt鏎e wykorzystuj okre郵anie odleg這軼i w czasie przelotu, to ladar, radar i sonar. Wykorzystuj one odpowiednio wi您ki laserowe, mikrofalowe sygna造 radiowe i fale akustyczne. Pr璠ko嗆 wi您ek laserowych lub fal radiowych w atmosferze ziemskiej wynosi oko這 300 milion闚 (3,00 108) m / s; pr璠ko嗆 fal akustycznych w powietrzu na poziomie morza wynosi oko這 335 m / s.

TIME SHIFTING [PRZESUNI犴IE CZASU]

W komunikacji przesuni璚ie czasu odnosi si do ka盥ego systemu, w kt鏎ym wyst瘼uje znaczne op騧nienie mi璠zy transmisj sygna逝 u 廝鏚豉 a jego odebraniem lub wykorzystaniem w miejscu przeznaczenia. Termin ten dotyczy w szczeg鏊no軼i sieci komputerowych i zdalnie sterowanych system闚 robotycznych. Przesuni璚ie czasu nie pozwala komputerowi lub robotowi na rozmow z operatorem, ale mo積a przekazywa polecenia i dane telemetryczne. Przesuni璚ie w czasie najlepiej nadaje si do przesy豉nia danych z du膨 pr璠ko軼i i w du篡ch blokach. Dzieje si tak na przyk豉d w przypadku monitorowania warunk闚 w odleg貫j sondzie kosmicznej. W systemach komputerowych i sieciach przesuni璚ie czasu mo瞠 zaoszcz璠zi kosztowny czas on-line na pisanie d逝gich program闚 lub tworzenie d逝gich wiadomo軼i na aktywnym terminalu.

TOPOLOGICZNEJ 列IE涔I PLANOWANIE

Planowanie 軼ie磬i topologicznej, zwane r闚nie nawigacj topologiczn, to schemat, w kt鏎ym robot mo積a zaprogramowa do negocjowania swojego 鈔odowiska pracy. Metoda wykorzystuje okre郵one punkty zwane punktami orientacyjnymi i bramami, a tak瞠 okresowe instrukcje dzia豉nia. Planowanie 軼ie瞠k topologicznych jest wykorzystywane przez ludzi w 篡ciu codziennym. Przypu嗆my ,瞠 jeste w nieznanym mie軼ie i musisz znale潭 bibliotek. Pytasz kogo w ma造m sklepie spo篡wczym na rogu, jak dosta si do biblioteki. Osoba ta, wskazuj帷 w okre郵onym kierunku, m闚i: "Id t ulic, a dojdziesz do cukrowni. Skr耩 w lewo przy cukrowni. Po mini璚iu trzech 鈍iat豉ch droga b璠zie skr璚a w lewo. Zakr耩 w lewo. Gdy zakr皻 si ko鎍zy, skr耩 w prawo i id wyboist ulic, a dojdziesz do budynku z czerwonej ceg造 z bia造mi obramowaniami okien. Budynek b璠zie po prawej stronie jezdni. To jest biblioteka. Je郵i dojdziesz do du瞠go centrum handlowego po lewej stronie, poszed貫 za daleko; odwr鵵 si i wr鵵. Biblioteka b璠zie wtedy oczywi軼ie znajdowa豉 si po lewej stronie drogi ". Planowanie 軼ie瞠k topologicznych jest schematem jako軼iowym, nale篡 pami皻a, 瞠 w powy窺zym zestawie kierunk闚 nie podano konkretnych odleg這軼i. Je郵i jednak b璠ziesz post瘼owa zgodnie ze wskaz闚kami, dotrzesz do biblioteki, a robot sterowany komputerowo r闚nie j znajdzie. Instrukcje, mimo 瞠 nie zawieraj informacji o okre郵onych odleg這軼iach i kierunkach z kompasu, zawieraj jednak informacje wystarczaj帷e, aby umo磧iwi Tobie (lub robotowi) znalezienie zamierzonego celu. Planowanie 軼ie磬i topologicznej nie zawsze dzia豉. W z這穎nych 鈔odowiskach lub w 鈔odowiskach, kt鏎e cz瘰to zmieniaj geometri, wymagane s bardziej wyrafinowane schematy nawigacyjne

TRACK-DRIVE LOCOMOTION [LOKOMOCJA Z NAP犵EM TOROWYM]

Kiedy 瘸dne ko豉 ani nogi skutecznie nie wprawiaj robota w ruch po powierzchni, czasami dzia豉 lokomocja z nap璠em torowym. Nap璠 g御ienicowy stosowany jest w czo貪ach wojskowych oraz w niekt鏎ych pojazdach budowlanych. Nap璠 g御ienicowy ma kilka k馧 i par pask闚 lub g御ienic, jak pokazano na ilustracji. (Ten rysunek przedstawia tylko jedn stron nap璠u g御ienic. Identyczny zestaw k馧 i pas闚 znajduje si po drugiej stronie, niewidoczny z tej perspektywy). Tor mo瞠 by gumowy, je郵i pojazd jest ma造; metal jest lepszy dla du篡ch, ci篹kich maszyn. Tor mo瞠 mie grzbiety lub bie積ik na zewn徠rz; pomaga to chwyta brud lub piasek.



Zasoby

Lokomocja z nap璠em g御ienicowym sprawdza si dobrze w terenie usianym ma造mi kamieniami. Idealnie sprawdza si r闚nie, gdy nawierzchnia jest mi瘯ka lub piaszczysta. Nap璠 g御ienicowy jest cz瘰to najlepszym kompromisem w przypadku maszyny, kt鏎a musi porusza si po r騜nych powierzchniach. Szczeg鏊n zalet nap璠u g御ienicowego jest mo磧iwo嗆 indywidualnego zawieszenia k馧. Pomaga to utrzyma przyczepno嗆 na kamieniach i innych przeszkodach. Zmniejsza to r闚nie prawdopodobie雟two, 瞠 鈔edniej wielko軼i ska豉 przewr鏂i robota. Kierowanie jest trudniejsze z nap璠em g御ienicowym ni z nap璠em na ko豉. Je郵i robot musi skr璚i w prawo, tor po lewej stronie musi biec szybciej ni tor po prawej stronie. Je郵i robot ma skr璚i w lewo, prawy tor musi biec szybciej ni lewy. Promie skr皻u zale篡 od r騜nicy pr璠ko軼i mi璠zy dwoma g御ienicami. Nap璠y g御ienic mog umo磧iwia robotom wchodzenie lub schodzenie po schodach, ale aby to zadzia豉這, tor musi by d逝窺zy ni odst瘼 mi璠zy schodami. Ponadto ca造 uk豉d nap璠owy g御ienic musi by w stanie przechyli si do 45 , podczas gdy robot pozostaje w pozycji pionowej. W przeciwnym razie robot spadnie do ty逝 podczas wchodzenia po schodach lub do przodu podczas schodzenia w d馧. Lepszym systemem radzenia sobie ze schodami jest ruch ko這wy tr鎩gwiazdowy.

Ograniczenia

Potencjalnym problemem zwi您anym z nap璠ami g御ienic jest to, 瞠 tor mo瞠 zej嗆 z k馧. Szanse na to zmniejsza odpowiednia konstrukcja k馧 i tor闚. Wewn皻rzna powierzchnia toru mo瞠 mie rowki, w kt鏎ych pasuj ko豉; lub wewn皻rzna strona prowadnicy mo瞠 mie kraw璠zie wargowe. Tor musi by ciasno owini皻y wok馧 k馧. Nale篡 zastosowa pewne 鈔odki, aby skompensowa rozszerzanie si i kurczenie paska przy ekstremalnych zmianach temperatury. Innym problemem zwi您anym z nap璠em g御ienicowym jest to, 瞠 ko豉 mog 郵izga si wewn徠rz toru bez pod捫ania 郵adem. Jest to szczeg鏊nie prawdopodobne, gdy robot wspina si po stromym zboczu. Maszyna b璠zie siedzie nieruchomo lub toczy si do ty逝, mimo 瞠 jej ko豉 obracaj si do przodu. Mo積a temu zapobiec, stosuj帷 ko豉 z z瑿ami, kt鏎e mieszcz si w wyci璚iach po wewn皻rznej stronie toru. Tor przypomina w闚czas przeno郾ik ta鄉owy nap璠zany przek豉dni z瑿at. Na g豉dkich powierzchniach nap璠y g御ienicowe zwykle nie s potrzebne. Je郵i powierzchnia jest wyj徠kowo chropowata, nogi robota lub ruch ko這wy tr鎩gwiazdowy dzia豉j og鏊nie lepiej ni ko豉 lub nap璠y g御ienic.

TRANSDUKTOR

Przetwornik to urz康zenie, kt鏎e przekszta販a jedn form energii lub zaburzenia w inn. W elektronice przetworniki przetwarzaj przemienny lub sta造 pr康 elektryczny na d德i瘯, 鈍iat這, ciep這, fale radiowe lub inne formy. Przetworniki przekszta販aj r闚nie d德i瘯, 鈍iat這, ciep這, fale radiowe lub inne formy energii w przemienny lub sta造 pr康 elektryczny. Typowe przyk豉dy przetwornik闚 elektrycznych i elektronicznych obejmuj brz璚zyki, g這郾iki, mikrofony, kryszta造 piezoelektryczne, diody elektroluminescencyjne i podczerwone, fotokom鏎ki, anteny radiowe i wiele innych urz康ze. W robotyce przetworniki s szeroko stosowane.

TRIANGULACJA

Roboty mog porusza si na r騜ne sposoby. Jedn dobr metod jest schemat, kt鏎y kapitanowie statk闚 i samolot闚 stosowali od dziesi璚ioleci. Nazywa si to triangulacj. W triangulacji robot ma wska幡ik kierunku, taki jak kompas. Posiada r闚nie skaner laserowy, kt鏎y obraca si w p豉szczy幡ie poziomej. W znanych, ale r騜nych miejscach w 鈔odowisku pracy musz znajdowa si co najmniej dwa cele, kt鏎e odbijaj wi您k lasera z powrotem do robota. Robot posiada r闚nie czujnik wykrywaj帷y powracaj帷e wi您ki. Wreszcie jest wyposa穎ny w mikrokomputer, kt鏎y pobiera dane z czujnik闚 i wska幡ika kierunku i przetwarza je, aby uzyska dok豉dn pozycj w 鈔odowisku pracy. Czujnik kierunku (kompas) mo積a zast徙i trzecim celem. Nast瘼nie dochodz trzy wi您ki laserowe; kontroler robota mo瞠 okre郵i swoje po這瞠nie na podstawie wzgl璠nych k徠闚 mi璠zy tymi belkami. Aby triangulacja optyczna dzia豉豉, wa積e jest, aby wi您ki lasera nie by造 blokowane. Niekt鏎e 鈔odowiska zawieraj liczne przeszkody, takie jak u這穎ne w stos pude趾a, kt鏎e koliduj z wi您kami lasera i sprawiaj, 瞠 triangulacja jest niepraktyczna. Je郵i u篡wany jest kompas magnetyczny, nie mo積a go oszuka przez zab陰kany magnetyzm; ponadto pole magnetyczne Ziemi nie mo瞠 by blokowane przez metalowe 軼iany lub sufity. Zasada triangulacji z wykorzystaniem czujnika kierunku i dw鏂h cel闚 odblaskowych jest pokazana na ilustracji. Wi您ki laserowe (linie przerywane) docieraj z r騜nych kierunk闚, w zale積o軼i od lokalizacji robota wzgl璠em cel闚. Cele to tr鎩koronkowe reflektory, kt鏎e wysy豉j wszystkie promienie 鈍iat豉 z powrotem wzd逝 軼ie磬i, z kt鏎ej docieraj. Triangulacja nie wymaga u篡cia wi您ek laserowych. Zamiast odbijaj帷ych si cel闚 mo積a zastosowa lampy ostrzegawcze. Zamiast 鈍iat豉 widzialnego mo積a zastosowa fale radiowe lub d德i瘯owe. Beacony eliminuj potrzeb stosowania nadajnika skanuj帷ego 360o w robocie.



TRI-STAR WHEEL LOCOMOTION [LOKOMOCJA KOx TR粑GWIAZDOWEGO]

Unikalna i wszechstronna metoda nap璠u robota wykorzystuje zestawy k馧 u這穎nych w tr鎩k徠y. Geometria zestaw闚 ko這wych da豉 pocz徠ek terminowi lokomocja ko豉 tr鎩gwiazdowego. Robot mo瞠 mie trzy lub wi璚ej par zestaw闚 k馧 tristar. Ilustracja przedstawia robota z dwoma zestawami. (Ten rysunek pokazuje tylko jedn stron maszyny. Identyczna para k馧 tr鎩gwiazdowych istnieje po drugiej stronie, niewidoczna z tej perspektywy). Ka盥y tr鎩gwiazdowy zestaw ma trzy ko豉, z kt鏎ych zwykle dwa stykaj si z nawierzchni. Je郵i robot napotka nier闚no嗆 terenu, tak jak du篡 wyboj lub pole kamieni, tr鎩gwiazda obraca si do przodu na 這篡sku 鈔odkowym. Nast瘼nie przez chwil tylko jedno z trzech k馧 styka si z nawierzchni. Mo瞠 si to zdarzy raz lub wielokrotnie, w zale積o軼i od charakteru terenu. Obr鏒 這篡ska 鈔odkowego jest niezale積y od obrotu k馧. Ruch tr鎩gwiazdkowego ko豉 dobrze sprawdza si podczas wchodzenia po schodach. Mo瞠 nawet pozwoli robotowi na poruszanie si po wodzie, cho wolno. Schemat zosta pierwotnie zaprojektowany i opatentowany przez Lockheed Aircraft. Lokomocja tr鎩gwiazdkowego ko豉 ma zastosowanie do zdalnie sterowanych robot闚 na Ksi篹ycu lub na odleg造ch planetach.



TABELA PRAWDY

Tabela prawdy to spos鏏 na rozbicie logicznego wyra瞠nia. Tabele prawdy pokazuj wyniki dla wszystkich mo磧iwych sytuacji. W tabeli przedstawiono przyk豉d. Jest u這穎ny w kolumny, przy czym ka盥a kolumna reprezentuje jak捷 cz窷 ca貫go wyra瞠nia. Warto軼i prawdy mog by pokazane za pomoc T lub F (prawda lub fa連z); cz瘰to s one zapisywane jako 1 i 0



Kolumny po lewej stronie tabeli prawdy zawieraj kombinacje warto軼i dla danych wej軼iowych. Odbywa si to poprzez zliczanie w g鏎 w systemie liczb binarnych od 0 do najwy窺zej mo磧iwej liczby. Na przyk豉d, je郵i istniej dwie zmienne, X i Y, istniej cztery kombinacje warto軼i: 00, 01, 10 i 11. Je郵i istniej trzy zmienne, X, Y i Z, istnieje osiem kombinacji:

000, 001, 010, 011, 100, 101, 110 i 111. Je郵i istnieje n zmiennych, gdzie n jest dodatni liczb ca趾owit, to istniej 2n mo磧iwych kombinacji prawdy. Gdy istnieje wiele zmiennych, tablica prawdy mo瞠 sta si gigantyczna , zw豉szcza gdy wyra瞠nie logiczne jest z這穎ne. Komputery s idealne do pracy z takimi tabelami.

W wi瘯szo軼i tabel prawdy X AND Y jest zapisywane jako XY lub X * Y.NIE X jest zapisywane lini lub tyld nad ilo軼i lub jako znak minus, po kt鏎ym nast瘼uje ilo嗆. X LUB Y jest zapisane jako X + Y. Tabela przedstawia podzia wyra瞠nia sk豉daj帷ego si z trzech zmiennych. W ten spos鏏 mo積a odwzorowa wszystkie wyra瞠nia w logice elektronicznej, niewa積e jak skomplikowane. Niekt鏎zy uwa瘸j, 瞠 najm康rzejsza maszyna, a nawet ludzki m霩g, dzia豉 zgodnie z logik dw鏂h warto軼i. Je郵i to prawda, nasze m霩gi to nic innego jak ogromne zestawy biologicznych tablic prawdy, kt鏎ych warto軼i nieustannie si zmieniaj, gdy nasze my郵i w璠ruj.

TEST TURINGA

Test Turinga jest jedn z metod, kt鏎e zosta造 u篡te, aby dowiedzie si, czy maszyna mo瞠 my郵e. Zosta wymy郵ony przez logika Alana Turinga. Test przeprowadza si umieszczaj帷 m篹czyzn (M), kobiet (F) i pytaj帷ego (Q) w trzech oddzielnych pokojach. 畝dna z os鏏 nie widzi pozosta造ch. Pokoje s d德i瘯oszczelne, ale ka盥a osoba ma terminal wideo. W ten spos鏏 ludzie mog si komunikowa. Przedmiot: Q musi dowiedzie si, kt鏎a osoba jest m篹czyzn, a kt鏎a kobiet, na podstawie ich przes逝chania. Ale M i F nie s zobowi您ani do m闚ienia prawdy. Zar闚no M, jak i F s z g鏎y informowani, 瞠 mog k豉ma. M篹czyzn zach璚a si do cz瘰tego k豉mstwa i do jakiego stopnia zechce. Zadaniem m篹czyzny jest wprowadzenie w b陰d pytaj帷ego. Oczywi軼ie utrudnia to Q prac, ale test nie ko鎍zy si, dop鏦i Q nie zdecyduje, w kt鏎ym pomieszczeniu znajduje si m篹czyzna, a w kt鏎ym kobieta. Za堯禦y, 瞠 ten test jest wykonany 1000 razy, a Q jest poprawne 480 razy i b喚dne 520 razy. Co si stanie, je郵i m篹czyzn zast徙i komputer, zaprogramowany tak, aby czasami k豉ma? Czy Q b璠zie mia racj cz窷ciej, rzadziej, czy tyle samo razy, co z prawdziwym m篹czyzn w pokoju? Je郵i komputer-cz這wiek ma niski poziom sztucznej inteligencji (AI), to zgodnie z hipotez Turinga Q b璠zie poprawne cz窷ciej ni wtedy, gdy m篹czyzna-m篹czyzna jest przy terminalu, powiedzmy 700 razy na 1000. Je郵i komputer ma sztuczn inteligencj na poziomie por闚nywalnym do ludzkiego m篹czyzny Q powinno mie racj mniej wi璚ej tyle samo razy, co wtedy, gdy m篹czyzna by przy terminalu - powiedzmy, popraw 490 razy i 幢e 510 razy. Je郵i komputer ma poziom AI na poziomie wy窺zym ni poziom ludzkiego m篹czyzny, to Q powinno si myli przez wi瘯szo嗆 czasu - powiedzmy, popraw 400 razy i pomyl 600 razy. Test Turinga nie przyni鏀 wyczerpuj帷ych wynik闚 dotycz帷ych komputer闚 z poziomem AI wy窺zym ni inteligencja cz這wieka, poniewa taki komputer nie zosta jeszcze opracowany. Jednak komputery zosta造 opracowane z wysokopoziomow sztuczn inteligencj w odniesieniu do specjalistycznych umiej皻no軼i lub zada, takich jak gry planszowe. Na przyk豉d pot篹ne komputery dowiod造, 瞠 dor闚nuj ludzkim mistrzom w grze w szachy.

TWO-PINCHER GRIPPER[CHWYTAK DWUCZ呇CIOWY]

Jeden z najprostszych typ闚 chwytak闚 robot闚 wykorzystuje dwa szczypce. Ze wzgl璠u na swoj konstrukcj nazywany jest chwytakiem dwuc璕owym. Rysunek przedstawia prost wersj chwytaka dwuc璕owego. Pazury s przymocowane do ramy i zwykle s rozstawione za pomoc spr篹yn. Pazury s 軼i庵ane razem za pomoc pary sznurk闚, kt鏎e 陰cz si w jeden sznur, jak pokazano. Dzi瘯i temu chwytak mo瞠 podnosi ma貫, lekkie przedmioty. Aby zwolni uchwyt, puszczamy link.



S這wnik Robotyki : "U"


UNCANNY VALLEY [TEORIA DOLINY NIESAMOWITO列I]

Niekt鏎zy ludzie lubi pomys budowania android闚 lub robot闚 na ludzkie podobie雟two. Ale przynajmniej jeden robotyk, Masahiro Mori, wyrazi przekonanie, 瞠 "humanoidalne" podej軼ie do budowania robot闚 niekoniecznie zawsze jest najlepsze. Mori my郵i, 瞠 je郵i robot za bardzo upodabnia si do cz這wieka, b璠zie wydawa si niesamowity, a ludzie b璠 mieli problem z radzeniem sobie z nim.

Reakcje na roboty

Zgodnie z koncepcj Moriego, kt鏎 nazywa teori doliny niesamowito軼i, im bardziej robot przypomina cz這wieka, tym bardziej ludzie czuj si komfortowo z maszyn. Jednak gdy maszyny staj si zbyt ludzkie, pojawia si niedowierzanie i niepok鎩. Ludzie s zastraszani przez takie roboty, a w niekt鏎ych przypadkach boj si ich. Mori sporz康zi hipotetyczny wykres, aby zilustrowa swoj teori. Krzywa ma nachylenie lub "dolin" w pewnym zakresie, przez co ludzie czuj si nieswojo w pobli簑 robot闚. Mori nazywa to dolin niesamowito軼i. Nikt nie wie dok豉dnie, jak robot podobny do cz這wieka musi sta si, aby wej嗆 do tej strefy. Mo積a si spodziewa, 瞠 b璠zie si r騜ni w zale積o軼i od typu robota, a tak瞠 osobowo軼i u篡tkownika lub operatora robota.

Zastraszony inteligencj

Podobna krzywa najwyra幡iej dotyczy pot篹nych komputer闚. Niekt鏎zy ludzie maj problemy z komputerami osobistymi. Osoby te zwykle potrafi pracowa z kieszonkowymi kalkulatorami, dodawaniem maszyn, kasami fiskalnymi, pilotami do telewizor闚 i tym podobnymi; ale kiedy siadaj przed komputerem, zamarzaj. Nazywa si to cyberfobi ("l瘯iem przed komputerami"). Podczas gdy niekt鏎zy ludzie s tak onie鄉ieleni komputerami, 瞠 od samego pocz徠ku otrzymuj blokad psychiczn, inni po pewnym czasie czuj si z nimi komfortowo i maj problemy tylko wtedy, gdy pr鏏uj czego nowego. Jeszcze inni ludzie nigdy nie maj 瘸dnych problem闚. Zjawisko niesamowitej doliny jest psychologicznym roz陰czeniem, kt鏎e niekt鏎zy maj z zaawansowan technologi wszelkiego rodzaju. Odrobina sceptycyzmu jest zdrowa, ale jawny strach nie s逝篡 celowi i mo瞠 powstrzyma osob przed skorzystaniem z dobrych rzeczy, kt鏎e oferuje technologia. Niekt鏎zy badacze uwa瘸j, 瞠 problemu doliny niesamowito軼i mo積a unikn望 poprzez stopniowe wprowadzanie nowych technologii, jednak technologia cz瘰to wydaje si pojawia we w豉snym tempie.



UPLINK/DOWNLINK [W G紑 / W D茛]

W systemie robot闚 mobilnych sterowanych za pomoc 鈔odk闚 bezprzewodowych 陰cze w g鏎 to cz瘰totliwo嗆 lub pasmo, w kt鏎ym pojedynczy robot odbiera sygna造 z centralnego sterownika. Cz瘰totliwo嗆 lub pasmo 陰cza w g鏎 r騜ni si od cz瘰totliwo軼i lub pasma 陰cza w d馧, w kt鏎ym robot przesy豉 sygna造 z powrotem do sterownika. Poj璚ia "陰cze w g鏎" i "陰cze w d馧" s u篡wane zw豉szcza wtedy, gdy robot jest satelit kosmicznym lub sond, kt鏎ej kontroler znajduje si na Ziemi lub na stacji kosmicznej. We flocie robot闚-owad闚 wiele jednostek mobilnych jednocze郾ie odbiera i retransmituje sygna造. Aby by這 to mo磧iwe, pasma cz瘰totliwo軼i 陰cza w g鏎 i 陰cza w d馧 musz by zasadniczo r騜ne. Ponadto pasmo 陰cza w g鏎 nie powinno by harmonicznie powi您ane z pasmem 陰cza w d馧. Odbiornik musi by dobrze zaprojektowany, aby by stosunkowo odporny na efekty odczulaj帷e i intermodulacyjne. Anteny odbiorcze i nadawcze powinny by ustawione w taki spos鏏, aby by造 jak najmniej sprz篹one elektromagnetycznie.

S這wnik Robotyki : "V"


VACUUM CUP GRIPPER [CHWYTAK PRZYSSAWKOWY]

Chwytak przyssawkowy to wyspecjalizowany robotyczny efektor ko鎍owy, kt鏎y wykorzystuje ssanie do podnoszenia i przenoszenia przedmiot闚. Urz康zenie sk豉da si z samego mechanizmu chwytaka, w篹a, pompy powietrza, zasilacza oraz pod陰czenia do sterownika robota. Aby przenie嗆 obiekt z jednego miejsca do drugiego, rami robota umieszcza elastyczny chwytak w kszta販ie miseczki na powierzchni przedmiotu, kt鏎a musi by czysta i nieporowata, aby powietrze nie mog這 wycieka wok馧 kraw璠zi kubka. Nast瘼nie sterownik robota uruchamia silnik, wytwarzaj帷 cz窷ciowe podci郾ienie wewn徠rz zespo逝 w篹a i kubka. Nast瘼nie rami robota przesuwa chwytak z w瞛豉 pocz徠kowego (pozycja pocz徠kowa) do w瞛豉 docelowego (pozycja ko鎍owa). Nast瘼nie sterownik robota na kr鏒ko odwraca silnik, wi璚 ci郾ienie wewn徠rz zespo逝 w篹a i kielicha powr鏂i do normalnego ci郾ienia atmosferycznego. Wreszcie rami robota odsuwa chwytak od obiektu. G堯wn zalet chwytaka przyssawkowego jest to, 瞠 nie pozwala on na zsuwanie si przedmiot闚 z pozycji podczas przemieszczania, jednak ten typ chwytaka dzia豉 z ograniczon pr璠ko軼i i nie jest w stanie bezpiecznie manipulowa du篡mi przedmiotami.

VIA POINT

Termin punkt po鈔edni odnosi si do dowolnego punktu, przez kt鏎y przechodzi efektor ko鎍owy robota, gdy manipulator przesuwa go z w瞛豉 pocz徠kowego (pozycja pocz徠kowa) do w瞛豉 celu (pozycja ko鎍owa). W przypadku ramienia robota, kt鏎e wykorzystuje ci庵造 ruch po torze, teoretycznie istnieje niesko鎍zona liczba punkt闚 przelotowych. W przypadku ruchu punkt-punkt, punkty przelotowe to te punkty, w kt鏎ych efektor ko鎍owy mo瞠 zosta zatrzymany; ten zbi鏎 punkt闚 jest sko鎍zony.

VIDICON

Kamery wideo wykorzystuj form lampy elektronowej, kt鏎a przekszta販a 鈍iat這 widzialne w zmienne pr康y elektryczne. Jednym z powszechnych typ闚 rurki kamery jest vidicon. Ilustracja przedstawia uproszczony, funkcjonalny, przekrojowy widok vidiconu.



Kamera w zwyk造m magnetowidzie (VCR) wykorzystuje vidicon. Systemy telewizji przemys這wej, takie jak te w sklepach i bankach, r闚nie wykorzystuj vidicony. G堯wn zalet vidiconu jest jego niewielka masa fizyczna; jest 豉twy do noszenia. Dzi瘯i temu idealnie nadaje si do stosowania w robotach mobilnych. W vidiconie soczewka skupia przychodz帷y obraz na ekranie fotoprzewodz帷ym. Wi您ka elektron闚 generowana przez wyrzutni elektronow skanuje ekran w uk豉dzie poziomych, r闚noleg造ch linii zwanych rastrem. Gdy wi您ka elektron闚 skanuje powierzchni fotoprzewodz帷, ekran zostaje na豉dowany. Szybko嗆 wy豉dowania w okre郵onym obszarze ekranu zale篡 od intensywno軼i 鈍iat豉 widzialnego padaj帷ego na ten obszar. Skanowanie w vidiconie jest dok豉dnie zsynchronizowane ze skanowaniem na wy鈍ietlaczu, kt鏎y renderuje obraz na ekranie vidicon. Vidicon jest czu造, wi璚 widzi rzeczy w s豉bym 鈍ietle. Ale im s豉bsze jest 鈍iat這, tym wolniej vidicon reaguje na zmiany obrazu. Robi si "powolny". Ten efekt jest zauwa瘸lny, gdy magnetowid jest u篡wany w nocy w pomieszczeniu. W takich warunkach trwa這嗆 obrazu jest wysoka, a rozdzielczo嗆 jest stosunkowo niska

VIRTUAL REALITY [WIRTUALNA RZECZYWISTO汎]

Wirtualna rzeczywisto嗆 (VR) to najlepszy symulator. U篡tkownik mo瞠 widzie i s造sze w sztucznym kr鏊estwie zwanym wirtualnym wszech鈍iatem lub wszech鈍iatem VR. W najbardziej wyrafinowanych systemach VR replikowane s r闚nie inne zmys造. Tw鏎cy sprz皻u i oprogramowania w kilku krajach, szczeg鏊nie w Stanach Zjednoczonych i Japonii, s aktywnie zaanga穎wani w technologi VR.

Formy VR

Istniej trzy stopnie lub typy VR. S podzielone na kategorie wed逝g stopnia, w jakim operator uczestniczy w do鈍iadczeniu. Pierwsze dwie formy s czasami nazywane wirtualn rzeczywisto軼i wirtualn (VVR). W efekcie pasywna VR to film z ulepszon grafik i d德i瘯iem. Mo瞠sz ogl康a, s逝cha i czu program, ale nie masz kontroli nad tym, co si dzieje, ani nad og鏊n zawarto軼i programu. Przyk豉dem pasywnej VR jest przeja盥磬a wirtualn 這dzi podwodn, niewielkim pomieszczeniem z oknami, przez kt鏎e mo積a spojrze na odwzorowanie podwodnego 鈍iata. Exploratory VR jest jak film, nad kt鏎ym masz kontrol nad zawarto軼i. Mo瞠sz wybiera sceny, kt鏎e chcesz zobaczy, us造sze i poczu, ale nie mo瞠sz w pe軟i uczestniczy w tym do鈍iadczeniu. Przyk豉dem eksploracyjnej VR jest przeja盥磬a autobusem wycieczkowym po obcej planecie, na kt鏎ej mo瞠sz wybra planet. Interaktywna VR to to, co wi瘯szo嗆 ludzi wyobra瘸 sobie, my郵帷 o prawdziwej rzeczywisto軼i wirtualnej. Masz prawie tak sam kontrol nad wirtualnym 鈔odowiskiem, jak gdyby naprawd tam by. Twoje otoczenie reaguje bezpo鈔ednio na Twoje dzia豉nia. Je郵i wyci庵niesz r瘯 i popchniesz wirtualny obiekt, przesunie si. Je郵i rozmawiasz z wirtualnymi lud幟i, odpowiadaj.

Programowanie

Program lub zestaw program闚 zawieraj帷y wszystkie dane dla ka盥ej sesji VR jest nazywany mened瞠rem symulacji. Z這穎no嗆 mened瞠ra symulacji zale篡 od poziomu VR. Jeden wymiar: w pasywnej rzeczywisto軼i wirtualnej mened瞠r symulacji sk豉da si z du瞠j liczby klatek, z kt鏎ych jedna reprezentuje ka盥y moment w czasie. Ramy 陰cz si ze sob, tworz帷 czasoprzestrzenn 軼ie磬 do鈍iadczenia. Mo積a to sobie wyobrazi, w uproszczonej formie, jako zbi鏎 punkt闚 rozpi皻ych wzd逝 linii prostej w jednym wymiarze geometrycznym



Ka盥y punkt reprezentuje dane z jednej chwili w sesji VR. Jest to podobne do sposobu, w jaki klatki istniej w filmie lub na ta鄉ie wideo. Dwa wymiary: W eksploracyjnej wirtualnej rzeczywisto軼i istnieje kilka r騜nych zestaw闚 ramek, spo鈔鏚 kt鏎ych mo瞠sz wybra 軼ie磬 do鈍iadczenia. Wyobra sobie, 瞠 ka盥y zestaw ramek le篡 wzd逝 w豉snej, indywidualnej linii, jak pokazano



Wybierasz lini w czasoprzestrzeni, po kt鏎ej chcesz podr騜owa. (Ponownie, jest to uproszczona interpretacja; w rzeczywistej sesji eksploracyjnej VR jest znacznie wi璚ej punkt闚 ni pokazano tutaj),przypomina wyb鏎 film闚 lub kaset wideo, z kt鏎ych pochodz. Trzy wymiary: w interaktywnej rzeczywisto軼i wirtualnej kolejno嗆 klatek zale篡 od Twojego wk豉du w ka盥ej chwili, dodaj帷 kolejny wymiar do programowania. Mo積a to przedstawi jako przestrze tr鎩wymiarow



Rysunek przedstawia tylko kilka punkt闚 wzd逝 jednej 軼ie磬i. W przestrzeni interaktywnego do鈍iadczenia mog znajdowa si miliony punkt闚. Liczba mo磧iwych 軼ie瞠k do鈍iadczenia jest znacznie wi瘯sza ni liczba samych punkt闚. W tym przypadku nie da si zrobi dobrej analogii z filmami lub kasetami wideo. Oprogramowanie i wymagany sprz皻 komputerowy do interaktywnej rzeczywisto軼i wirtualnej s znacznie pot篹niejsze ni w przypadku pasywnych lub eksploracyjnych do鈍iadcze VR.

Sprz皻 komputerowy

Wymaganych jest kilka element闚 sprz皻owych, opr鏂z programowania dla VR. Komputer: Aby VR by豉 mo磧iwa, nawet w najprostszej formie, potrzebny jest komputer. Wymagana ilo嗆 mocy komputera zale篡 od stopnia zaawansowania sesji VR. Pasywna VR wymaga najmniejszej mocy komputera, eksploracyjna VR potrzebuje wi璚ej, a interaktywna VR wymaga jeszcze wi璚ej. Wysokiej klasy komputer osobisty mo瞠 zapewni pasywn i eksploracyjn VR przy umiarkowanej rozdzielczo軼i i szybko軼i obrazu. Wi瘯sze komputery, takie jak te u篡wane w serwerach plik闚 lub wykorzystuj帷e przetwarzanie r闚noleg貫 (wi璚ej ni jeden mikroprocesor dzia豉j帷y na dane zadanie), s niezb璠ne dla wysokiej rozdzielczo軼i, du瞠j szybko軼i i 篡wej interaktywnej rzeczywisto軼i wirtualnej. Najlepszy interaktywny sprz皻 VR jest zbyt drogi dla wi瘯szo軼i u篡tkownik闚 komputer闚 osobistych. Robot: Je郵i VR ma przedstawia i u豉twia dzia豉nie zdalnie sterowanego robota lub telechira, robot ten musi mie okre郵one cechy. W niskopoziomowej VR telechir mo瞠 by prostym pojazdem, kt鏎y toczy si na ko豉ch lub na g御ienicach. W najbardziej wyrafinowanych systemach teleobecno軼i VR telechir musi by androidem (humanoidalnym robotem). System wideo: mo瞠 to by prosty monitor, du篡 ekran, zestaw kilku monitor闚 lub wy鈍ietlacz montowany na g這wie (HMD). HMD daje spektakularny pokaz, z widzeniem obuocznym i ostrymi kolorami. Niekt鏎e HMD zas豉niaj operatorowi widok na rzeczywisty 鈍iat; inni pozwalaj operatorowi zobaczy wirtualny wszech鈍iat na這穎ny na rzeczywisty. HMD wykorzystuje ma貫 ekrany ciek這krystaliczne (LCD), kt鏎ych obrazy s powi瘯szane przez soczewki i / lub odbijane przez lustra w celu uzyskania po膨danych efekt闚. System d德i瘯owy: Stereo, wysokiej jako軼i d德i瘯 jest norm we wszystkich 鈍iatach VR. G這郾iki mog by u篡wane do niskopoziomowych, grupowych do鈍iadcze VR. W systemie indywidualnym zestaw s逝chawkowy jest zawarty w HMD. Programowanie d德i瘯u jest zsynchronizowane z programowaniem wizualnym. Rozpoznawanie mowy i synteza mowy mog by u篡wane, aby wirtualni ludzie, wirtualne roboty lub kosmici w wirtualnej przestrzeni mogli przekazywa swoje wirtualne my郵i i uczucia u篡tkownikowi. Urz康zenia wej軼iowe: pasywne i eksploracyjne systemy VR nie potrzebuj urz康ze wej軼iowych, z wyj徠kiem no郾ik闚 zawieraj帷ych programowanie. Systemy interaktywne mog wykorzystywa r騜norodne urz康zenia mechaniczne. Charakter urz康ze wej軼iowych zale篡 od wszech鈍iata VR. Na przyk豉d prowadzenie samochodu wymaga kierownicy, peda逝 gazu i hamulca (przynajmniej). Gry wymagaj joysticka lub myszy. Urz康zenia zwane nietoperzami i ptakami przypominaj myszy komputerowe, ale mo積a je przenosi w trzech wymiarach, a nie tylko w dw鏂h. D德ignie, r帷zki, bie積ie, rowery stacjonarne, obci捫niki do bloczk闚 i inne urz康zenia pozwalaj na rzeczywist aktywno嗆 fizyczn operatora. Aby uzyska pe軟 kontrol r璚zn, mo積a u篡 specjalnych r瘯awic. Maj wbudowane p璚herze powietrzne, zapewniaj帷e poczucie dotyku i fizyczny op鏎, wi璚 przedmioty wydaj si mie substancj i wag. Komputer mo瞠 by wyposa穎ny w rozpoznawanie mowy i syntez mowy, dzi瘯i czemu u篡tkownik mo瞠 rozmawia z wirtualnymi stworzeniami. Wymaga to co najmniej jednego przetwornika d德i瘯u w miejscu pracy. Kompletny system: Rysunek poni窺zy to schemat blokowy przedstawiaj帷y sprz皻 typowego interaktywnego systemu VR, w kt鏎ym u篡tkownik ma wra瞠nie jazdy rowerem po ulicy.



Mo積a to wykorzysta zar闚no do 獞icze, jak i do rozrywki. System zapewnia widoki, d德i瘯i i zmienny op鏎 peda逝, gdy u篡tkownik pokonuje wzniesienia i napotyka wiatr. Je郵i zdalnie sterowany android zostanie umieszczony na prawdziwym rowerze, system VR mo瞠 pos逝篡 do zdalnego sterowania tym robotem i rowerem. Wymaga這by to dodania dw鏂h bezprzewodowych nadajnik闚-odbiornik闚 (jednego dla komputera, a drugiego dla telechiru) wraz z modemami i antenami.

Aplikacje

Wirtualna rzeczywisto嗆 zosta豉 wykorzystana jako medium rozrywki i emocji. Ma r闚nie praktyczne zastosowanie. Instrukcja: Rzeczywisto嗆 wirtualna mo瞠 by u篡wana w nauczaniu wspomaganym komputerowo (CAI). Na przyk豉d osob mo積a wyszkoli do pilotowania samolotu, pilotowania 這dzi podwodnej lub obs逝gi skomplikowanych i niebezpiecznych maszyn, bez ryzyka odniesienia obra瞠 lub 鄉ierci podczas szkolenia. Ta forma CAI jest u篡wana przez wojsko od jakiego czasu. S逝篡 r闚nie do szkolenia personelu medycznego, zw豉szcza chirurg闚, kt鏎zy mog operowa "wirtualnych pacjent闚", doskonal帷 swoje umiej皻no軼i. Grupowe VR: pasywne i eksploracyjne VR mo積a zapewni grupom os鏏. W kilku parkach rozrywki w Stanach Zjednoczonych i Japonii zainstalowano ju tego typu urz康zenia. Ludzie siedz na krzes豉ch, ogl康aj帷 i s逝chaj帷 przedstawienia mi璠zygalaktycznej podr騜y, rejsu 這dzi podwodn lub podr騜y w czasie. G堯wnym ograniczeniem jest to, 瞠 ka盥y ma takie same wirtualne wra瞠nia. Indywidualna VR: Interactive VR, przeznaczona dla u篡tkownik闚 indywidualnych, znajduje si r闚nie w parkach rozrywki. Sesje te s drogie i zazwyczaj trwaj tylko kilka minut. Mo瞠sz chodzi po obcej planecie zamieszkanej przez roboty, je寮zi 豉zikiem ksi篹ycowym lub p造wa z mor鈍inami. Otoczenie reaguje na Tw鎩 wk豉d od czasu do czasu. Mo瞠sz przej嗆 ten sam 10-minutowy "pokaz" 100 razy i mie 100 r騜nych do鈍iadcze VR. Wrogie 鈔odowiska: w po陰czeniu z robotyk VR u豉twia zdalne sterowanie za pomoc teleobecno軼i. Pozwala to cz這wiekowi na bezpieczn obs逝g maszyn znajduj帷ych si w niebezpiecznych miejscach. Osoby korzystaj帷e z takiego systemu maj z逝dzenia podobne do tych w parkach rozrywki, z tym 瞠 robot z pewnej odleg這軼i pod捫a za ruchami operatora. Roboty sterowane by造 u篡wane do akcji ratunkowych, do rozbrajania bomb i do konserwacji reaktor闚 j康rowych. Warfare: Teleoperowane czo貪i robot闚, samoloty, 這dzie i androidy (roboty humanoidalne) mog by u篡wane w walce. Jedna osoba mo瞠 obs逝giwa "super androida" o sile 100 walcz帷ych ludzi i wytrzyma這軼i dobrze skonstruowanej maszyny. Takie roboty s odporne na 鄉iertelne promieniowanie i chemikalia. Nie maj 鄉iertelnego strachu, kt鏎y czasami powoduje, 瞠 穎軟ierze zamarzaj w krytycznych momentach walki. 鑿iczenia: spacery, bieganie, jazda na rowerze, jazda na nartach, gra w golfa i pi趾 r璚zn to przyk豉dy wirtualnych zaj耩, kt鏎e mog zapewni wi瘯szo嗆 korzy軼i p造n帷ych z prawdziwego do鈍iadczenia. U篡tkownik mo瞠 tak naprawd nie robi tego, ale kalorie s spalane, a korzy軼i aerobowe s osi庵ane. Nie ma niebezpiecze雟twa okaleczenia przez samoch鏚 podczas jazdy na rowerze po wirtualnej ulicy lub z豉mania nogi podczas zje盥瘸nia z wirtualnej g鏎y. (Jednak ludzie na 鈍ie篡m powietrzu bez w徠pienia b璠 woleli prawdziw aktywno嗆 ni wirtualn, bez wzgl璠u na to, jak realistyczna b璠zie VR).

Ucieczka: Innym mo磧iwym, ale jeszcze nie szeroko przetestowanym, zastosowaniem wirtualnej rzeczywisto軼i jest ucieczka od nudy i frustracji w prawdziwym 鈍iecie. Mo瞠sz za這篡 HMD i bawi si w d簑ngli z dinozaurami. Je郵i potwory pr鏏uj ci zje嗆, mo瞠sz zdj望 he軛. Mo瞠sz i嗆 dalej na jakiej nieznanej planecie lub pod powierzchni morza, mo瞠sz lata wysoko nad chmurami lub tunelem przez 鈔odek ziemi.

Ograniczenia

Dziedzina VR jest z這穎na, wymagaj帷a i trudna z in篡nieryjnego punktu widzenia. Wymy郵anie zastosowa i scenariuszy VR to jedno; wprowadzenie ich do dzia豉nia po rozs康nych kosztach to co zupe軟ie innego. Koszt: najwy窺zej klasy, interaktywny system VR mo瞠 kosztowa nawet 250 000 USD Podczas gdy wysokiej klasy komputer osobisty i urz康zenia peryferyjne kosztuj帷e 陰cznie oko這 5000 USD mog by u篡wane do interaktywnej VR, rozdzielczo嗆 obrazu jest niska, a 軼ie磬i do鈍iadczenia s ograniczone . Reakcja jest raczej powolna ze wzgl璠u na ogromne wymagania dotycz帷e pojemno軼i pami璚i i szybko軼i przetwarzania. Jednak komputery staj si coraz mocniejsze i ta雟ze. Oczekiwanie: Pojemno嗆 pami璚i komputera wzrasta o oko這 100 procent rocznie. Najnowsze wysi趾i na rzecz opracowania chip闚 i biochip闚 pami璚i pojedynczego elektronu (SEM) budz nadziej, 瞠 komputery b璠 rywalizowa z ludzkim m霩giem pod wzgl璠em g瘰to軼i danych. Szybko嗆 przetwarzania r闚nie ro郾ie, poniewa pr璠ko軼i zegara s coraz szybsze, a magistrale danych coraz szersze, niemniej jednak oczekiwania w rzeczywisto軼i wirtualnej historycznie wyprzedzi造 technologi. Reakcje: Niekt鏎zy technofile uwa瘸j VR za tak fascynuj帷y, 瞠 u篡waj jej jako ucieczki od rzeczywisto軼i, a nie jako urz康zenia rozrywkowego. Zwolennicy VR twierdz, 瞠 nie oznacza to problemu z VR, tak samo jak "uzale積ienie od komputera" nie stanowi problemu z komputerami. Badacze twierdz, 瞠 problem tkwi w g這wach ludzi, kt鏎zy na pocz徠ku s nieprzystosowani. Inni ludzie boj si do鈍iadcze VR; niekt鏎e iluzje VR s tak intensywne, jak halucynacje wywo豉ne przez narkotyki, kolejny problem wynika ze zjawiska niesamowitej doliny, w kt鏎ej ludzie boj si inteligentnych maszyn

VISION SYSTEM [SYSTEM WIZYJNY]

Jedn z najbardziej zaawansowanych funkcji robota mobilnego jest system wizyjny, zwany tak瞠 widzeniem maszynowym. Istnieje kilka r騜nych projekt闚; optymalny projekt zale篡 od zastosowania.

Sk豉dniki systemu 鈍iat豉 widzialnego.

System wizyjny 鈍iat豉 widzialnego musi mie urz康zenie do odbierania przychodz帷ych obraz闚. Zwykle jest to kamera wideo typu vidicon lub urz康zenie ze sprz篹eniem 豉dunkowym. W jasnym 鈍ietle mo積a u篡 ortykonu obrazu. Kamera wytwarza analogowy sygna wideo. Aby uzyska najlepsz wizj maszynow, nale篡 to przetworzy na posta cyfrow. Odbywa si to za pomoc przetwornika analogowo-cyfrowego (ADC). Sygna cyfrowy jest nast瘼nie oczyszczany przez cyfrowe przetwarzanie sygna逝 (DSP). Uzyskane dane trafiaj do sterownika robota. Ilustracja przedstawia schemat blokowy tego schematu.



Ruchomy obraz odebrany z kamery i przetworzony zawiera olbrzymi ilo嗆 informacji. ζtwo jest przedstawi kontroler robota ze szczeg馧owym i znacz帷ym ruchomym obrazem. Trudniej jest sprawi, by robot "wiedzia", co dzieje si w danym scenariuszu, na podstawie otrzymywanych danych wizualnych Przetwarzanie obrazu i wyci庵ni璚ie z niego wszelkich informacji jest wyzwaniem dla in篡nier闚 system闚 wizyjnych.

Wizja i sztuczna inteligencja

W obrazie s subtelne rzeczy, kt鏎ych maszyna nie zauwa篡, chyba 瞠 ma niezwykle zaawansowany poziom sztucznej inteligencji (AI). Na przyk豉d, jak robot ma "wiedzie", czy obiekt stanowi zagro瞠nie? Czy to czworono積e stworzenie to du篡 pies, czy tygrys? W jaki spos鏏 robot mo瞠 pozna zamiary poruszaj帷ego si obiektu, je郵i taki ma? Czy to dwuno積e stworzenie to cz這wiek czy inny robot? Dlaczego trzyma kij? Czy kij to bro? Co dwuno積y chce zrobi z kijem? Mo瞠 to by kobieta z zamkni皻ym parasolem lub ch這piec z kijem baseballowym. Mo瞠 to by starzec z lask lub my郵iwy z karabinem. Dla istoty ludzkiej 豉two jest odr騜ni r騜nic i oceni odpowiednie zachowania, aby poradzi sobie w ka盥ej z tych sytuacji; zaprogramowanie robota tak, aby mia taki sam poziom oceny, jest niezwykle z這穎ne. Wiesz od razu, czy kto ma przy sobie podno郾ik, kt鏎y pomo瞠 Ci naprawi przebit opon, czy te 軼iska 造磬 do opon, kt鏎 rozbije Ci przedni szyb. Jak robot mo瞠 wiedzie takie rzeczy? Dla robota policyjnego lub ochronnego wa積e by這by, aby wiedzia, co stanowi zagro瞠nie, a co nie. Zmienne na obrazie s podobne do tych w ludzkim g這sie. System wizyjny, aby uzyska pe軟e znaczenie obrazu, musi by co najmniej tak wyrafinowany, jak system rozpoznawania mowy wysokiego poziomu. Technologia nie osi庵n窸a jeszcze poziomu sztucznej inteligencji potrzebnego do ludzkiego widzenia maszynowego i przetwarzania obrazu. Na szcz窷cie w wielu zastosowaniach robot闚 nie jest konieczne, aby robot bardzo "rozumia" to, co si dzieje. Roboty przemys這we s zaprogramowane do wyszukiwania pewnych, 豉twych do zidentyfikowania rzeczy. Butelka, kt鏎a jest zbyt wysoka lub zbyt kr鏒ka, nier闚na powierzchnia lub wada w kawa趾u materia逝 s 豉twe do wykrycia.

Czu這嗆 i rozdzielczo嗆

Dwie wa積e specyfikacje w ka盥ym systemie wizyjnym to czu這嗆 i rozdzielczo嗆. Czu這嗆 to zdolno嗆 maszyny do widzenia w s豉bym 鈍ietle lub do wykrywania s豉bych impuls闚 o niewidzialnych d逝go軼iach fal, takich jak podczerwie (IR) lub ultrafiolet (UV). W niekt鏎ych 鈔odowiskach wymagana jest wysoka czu這嗆. W innych nie jest to potrzebne i mo瞠 nie by po膨dane. Robot pracuj帷y w jasnym 鈍ietle s這necznym nie musi dobrze widzie w ciemnej jaskini. Robot przeznaczony do pracy w kopalniach, rurach lub jaskiniach musi widzie w s豉bym 鈍ietle, korzystaj帷 z systemu, kt鏎y mo瞠 by o郵epiony zwyk造m 鈍iat貫m dziennym. Rozdzielczo嗆 to stopie, w jakim maszyna mo瞠 rozr騜nia obiekty. Im lepsza rozdzielczo嗆, tym ostrzejsza b璠zie wizja. Ludzkie oczy maj doskona陰 rozdzielczo嗆, ale maszyny mo積a projektowa z wi瘯sz rozdzielczo軼i. Generalnie im lepsza rozdzielczo嗆, tym bardziej ograniczone musi by pole widzenia. Aby zrozumie, dlaczego to prawda, pomy郵 o teleskopie. Im wi瘯sze powi瘯szenie, tym lepsza rozdzielczo嗆 (do pewnego punktu). Jednak zwi瘯szenie powi瘯szenia zmniejsza k徠 lub pole widzenia. Zerowanie jednego obiektu lub strefy odbywa si kosztem innych obiekt闚 lub stref. Czu這嗆 i rozdzielczo嗆 zale膨 od siebie w pewnym stopniu. Zwykle lepsza czu這嗆 oznacza po鈍i璚enie w rozdzielczo軼i. Ponadto im lepsza rozdzielczo嗆, tym gorzej system wizyjny b璠zie dzia豉 w s豉bym 鈍ietle. Mo瞠 wiesz co o kliszy fotograficznej. Film szybki ma zwykle grubsze ziarno ni film wolny. Niewidzialne i pasywne widzenie Roboty maj du膨 przewag nad lud幟i, je郵i chodzi o widzenie. Maszyny mog widzie na d逝go軼iach fal, na kt鏎e my, ludzie, jeste鄉y 郵epi. Ludzkie oczy s wra磧iwe na fale elektromagnetyczne, kt鏎ych d逝go嗆 waha si od oko這 390 do 750 nanometr闚 (nm). Nanometr to jedna miliardowa (10 9) metra. 安iat這 o najd逝窺zej widzialnej d逝go軼i fali wygl康a na czerwone. Wraz ze zmniejszaniem si d逝go軼i fali kolor zmienia si na pomara鎍zowy, 鄴速y, zielony, niebieski i indygo. Najkr鏒sze fale 鈍ietlne wygl康aj na fioletowe. Energia przy d逝go軼i fal nieco d逝窺ze ni 750 nm to podczerwie; energia przy d逝go軼iach fal nieco kr鏒szych ni 390 nm to UV. Maszyny nie musz i cz瘰to nie widz w tym samym zakresie d逝go軼i fal, co widzi ludzkie oko. Owady widz promieniowanie UV, kt鏎ego ludzie nie mog, ale s 郵epe na czerwone i pomara鎍zowe 鈍iat這, kt鏎e widz ludzie. (Wielu ludzi u篡wa pomara鎍zowych "鈍iate owad闚" podczas biwakowania lub lamp UV z urz康zeniami elektrycznymi, kt鏎e przyci庵aj owady, a nast瘼nie je niszcz). Robota mo積a zaprojektowa tak, aby widzia promieniowanie podczerwone lub ultrafioletowe lub jedno i drugie, a tak瞠 (lub zamiast) 鈍iat這 widzialne. Kamery wideo mog by wra磧iwe na zakres d逝go軼i fal znacznie szerszy ni zasi璕, kt鏎y ludzie widz. Roboty mo積a zmusi do widzenia w 鈔odowisku, kt鏎e jest ciemne i zimne, i kt鏎e emituje zbyt ma這 energii, aby mo積a je by這 wykry na dowolnej d逝go軼i fali elektromagnetycznej. W takich przypadkach robot zapewnia w豉sne o鈍ietlenie. Mo瞠 to by prosta lampa, laser, urz康zenie na podczerwie lub urz康zenie UV. Alternatywnie, robot mo瞠 emitowa fale radiowe i wykrywa echa; to jest radar. Niekt鏎e roboty mog nawigowa za pomoc echa akustycznego (ultrad德i瘯owego), jak nietoperze; to jest sonar.

S這wnik Robotyki : "W"


WELL-STRUCTURED LANGUAGE [DOBRZE ZORGANIZOWANY J佖YK]

J瞛yk dobrze ustrukturyzowany jest zaawansowan form j瞛yka programowania komputerowego wysokiego poziomu. J瞛yki te s u篡wane w programowaniu zorientowanym obiektowo, na przyk豉d we wszystkich komputerach osobistych, a tak瞠 w programowaniu sterownik闚 robot闚.

Zasoby

G堯wn zalet dobrze zorganizowanego j瞛yka jest fakt, 瞠 mo瞠 on pom鏂 w pisaniu wydajnych, logicznych program闚. Dobrze skonstruowane oprogramowanie mo積a 豉two zmieni. Cz瘰to wykorzystuje programowanie modu這we: programy w programach. Modu造 s przestawiane i / lub zast瘼owane do r騜nych zastosowa. Dobrze skonstruowane programy daj si 豉two debugowa. W wi瘯szo軼i j瞛yk闚 wysokiego poziomu program komputerowy mo積a napisa na wiele r騜nych sposob闚. Niekt鏎e s bardziej wydajne ni inne. Efektywno嗆 programu komputerowego mo積a mierzy na trzy sposoby w odniesieniu do zada, do kt鏎ych realizacji program jest przeznaczony:

•  Wymagane miejsce na dysku

•  Pami耩 wymagana do dzia豉nia programu

•  Ilo嗆 czasu komputera potrzebnego do uruchomienia programu

Czynniki te s ze sob 軼i郵e powi您ane. Wydajny program potrzebuje mniej miejsca na dane, mniej pami璚i i mniej czasu do uruchomienia ni nieefektywny, gdy wszystkie inne czynniki s niezmienne. Gdy zu篡ta pami耩 i pami耩 s zminimalizowane, komputer mo瞠 uzyska dost瘼 do danych w kr鏒kim czasie. W ten spos鏏 mo瞠 rozwi您a mo磧iwie najwi瘯sz liczb problem闚 w danym okresie czasu. W sztucznej inteligencji (AI) wymagany jest dobrze zorganizowany j瞛yk. W tej najbardziej wymagaj帷ej i z這穎nej dziedzinie informatyki, nale篡 u篡wa najpot篹niejszych dost瘼nych technik programowania.

Dwie formy

Strukturyzacja programu kontrolera robota mo瞠 przyj望 jedn z dw鏂h form ,kt鏎e mo積a nazwa programowaniem odg鏎nym i oddolnym. W podej軼iu odg鏎nym u篡tkownik komputera patrzy na ca造 scenariusz i zeruje w r騜nych cz窷ciach, w zale積o軼i od natury problemu, kt鏎y ma zosta rozwi您any. Dobrym tego przyk豉dem jest skorzystanie z sieci w celu znalezienia informacji o przepisach budowlanych w hrabstwie Dade na Florydzie. Mo瞠sz zacz望 od tematu takiego jak Prawo stanowe. By豚y katalog na ten temat, kt鏎y poprowadzi豚y ci do czego bardziej szczeg馧owego, a mo瞠 nawet do konkretnego dzia逝, kt鏎y chcesz. Programista, kt鏎y napisa oprogramowanie, u篡豚y dobrze zorganizowanego j瞛yka, aby zapewni u篡tkownikom 豉twe wyszukiwanie danych. W podej軼iu oddolnym zaczynasz od ma造ch kawa趾闚 i rozbudowujesz do ca這軼i. Dobra analogia to kurs rachunku r騜niczkowego. Pierwsz rzecz do zrobienia jest nauczenie si podstaw algebry, geometrii analitycznej, uk豉d闚 wsp馧rz璠nych i funkcji. Nast瘼nie wszystkie s u篡wane razem do r騜nicowania, ca趾owania i rozwi您ywania innych z這穎nych problem闚 w rachunku r騜niczkowym. Na kursie komputerowego rachunku r騜niczkowego oprogramowanie by這by napisane w dobrze ustrukturyzowanym j瞛yku, aby (student) nie traci czasu na uciekanie w 郵epe zau趾i.

WHEEL-DRIVE LOCOMOTION [LOKOMOCJA Z NAP犵EM NA KOx]

Lokomocja z nap璠em ko這wym to najprostszy i najta雟zy spos鏏 poruszania si robota. Dzia豉 dobrze w wi瘯szo軼i 鈔odowisk wewn皻rznych. Najcz瘰tsza liczba k馧 to trzy lub cztery. Robot tr鎩ko這wy nie mo瞠 si chwia, nawet je郵i powierzchnia jest troch nieregularna. Jednak robot czteroko這wy jest 豉twiejszy do kierowania. Najbardziej znanym schematem sterowania jest obracanie niekt鏎ych lub wszystkich k馧. W przypadku robota czteroko這wego jest to 豉twe. Przednie ko豉 s na jednej osi, a tylne na drugiej. Aby sterowa robotem, mo積a obr鏂i ka盥 o. Ilustracja w lewym g鏎nym rogu przedstawia sterowanie przedni osi. Inn metod sterowania robota jest poruszanie ko豉mi z r騜nymi pr璠ko軼iami. Jest to pokazane na prawym g鏎nym rysunku tr鎩ko這wego robota skr璚aj帷ego w lewo. Tylne ko豉 s nap璠zane przez oddzielne silniki, podczas gdy przednie ko這 obraca si swobodnie (bez silnika). Aby robot skr璚i w lewo, prawe tylne ko這 porusza si szybciej ni lewe tylne ko這. Aby skr璚i w prawo, lewe tylne ko這 musi obraca si szybciej. Trzeci metod sterowania robotami nap璠zanymi ko豉mi jest rozbicie maszyny na dwie cz窷ci, z kt鏎ych ka盥a ma dwa lub wi璚ej k馧. Po陰czenie mi璠zy sekcjami mo積a obr鏂i, powoduj帷 zmian kierunku robota. Ten schemat jest pokazany na dolnej ilustracji. Prosty nap璠 na ko豉 ma ograniczenia. Jednym z problem闚 jest to, 瞠 powierzchnia musi by do嗆 g豉dka. W przeciwnym razie robot mo瞠 utkn望 lub si przewr鏂i. Ten problem mo積a do pewnego stopnia przezwyci篹y, stosuj帷 lokomocj z nap璠em g御ienicowym lub lokomocj ko豉 tr鎩gwiazdowego. Inny problem pojawia si, gdy robot musi przej嗆 z jednego pi皻ra na drugie w budynku. Je郵i windy lub rampy nie s dost瘼ne, robot nap璠zany ko豉mi jest ograniczony do jednego pi皻ra, jednak specjalnie zbudowane systemy tri-star mog umo磧iwi robotowi nap璠zanemu ko豉mi wchodzenie po schodach. Inn alternatyw dla nap璠u na ko豉 jest wyposa瞠nie robota w nogi. Jest to dro窺ze i trudniejsze do zaprojektowania ni jakikolwiek inny schemat.



WORK ENVELOPE [OBWIEDNIA ROBOCZA]

Obwiednia robocza to zakres ruchu, w kt鏎ym mo瞠 si porusza rami robota. W praktyce jest to zbi鏎 punkt闚 w przestrzeni, do kt鏎ych mo瞠 dotrze efektor ko鎍owy. Rozmiar i kszta速 obwiedni roboczej zale篡 od wsp馧rz璠nych geometrii ramienia robota, a tak瞠 od liczby stopni swobody. Niekt鏎e koperty robocze s p豉skie, prawie ca趾owicie ograniczone do jednej p豉szczyzny poziomej. Inne s cylindryczne; jeszcze inne s kuliste. Niekt鏎e koperty robocze maj skomplikowane kszta速y. Ilustracja przedstawia prosty przyk豉d obwiedni roboczej ramienia robota wykorzystuj帷ego cylindryczn geometri wsp馧rz璠nych. Zbi鏎 punkt闚, do kt鏎ych mo瞠 dotrze efektor ko鎍owy, znajduje si w dw鏂h koncentrycznych cylindrach, oznaczonych jako "wewn皻rzna granica" i "zewn皻rzna granica". Obszar roboczy tego ramienia robota ma kszta速 nowej rolki ta鄉y do pakowania. Wybieraj帷 rami robota do okre郵onego celu przemys這wego, wa積e jest, aby obszar roboczy by wystarczaj帷o du篡, aby obejmowa wszystkie punkty, do kt鏎ych rami robota b璠zie musia這 dotrze. Ale marnotrawstwem jest u篡wanie ramienia robota z obszarem roboczym znacznie wi瘯szym ni to konieczne.



WORK ENVIRONMENT [吐ODOWISKO PRACY]

字odowisko pracy robota, zwane te przestrzeni 鈍iata, to region, w kt鏎ym robot istnieje i mo瞠 wykonywa zadania. R騜ni si od obwiedni roboczej, kt鏎a reprezentuje obszar przestrzeni, do kt鏎ego mo瞠 dotrze efektor ko鎍owy, gdy robot znajduje si w okre郵onym miejscu. W przypadku naziemnego robota mobilnego 鈔odowisko pracy mo積a zdefiniowa w spos鏏 uproszczony za pomoc dwuwymiarowego (2-D) uk豉du wsp馧rz璠nych, okre郵aj帷ego punkty na powierzchni, takie jak szeroko嗆 i d逝go嗆 geograficzna. W przypadku robot闚 mobilnych podmorskich lub powietrznych 鈔odowisko pracy jest tr鎩wymiarowe (3-D).

WORLD MODEL [MODEL 名IATA] Termin model 鈍iata odnosi si do koncepcji, kt鏎 robot rozwija w swoim 鈔odowisku pracy. Koncepcja ta jest uzyskiwana z wyj嗆 czujnik闚, wcze郾iej uzyskanych danych (je郵i takie istniej) oraz informacji, kt鏎e kontroler robota wyprowadza na temat jego optymalnego zachowania. Model 鈍iata powinien mo磧iwie najbli瞠j przybli瘸 rzeczywisto嗆 fizyczn i sprawcz. Ka盥a osoba ma koncepcj 鈔odowiska - "otaczaj帷ego nas 鈍iata" - ale r騜ni si ona nieco w zale積o軼i od r騜nych czynnik闚. W ten sam spos鏏 postrzeganie 鈍iata przez robota zale篡 od takich czynnik闚, jak

•  Lokalizacja robota

•  Zjawiska, kt鏎e robot mo瞠 wykry

•  Czu這嗆 czujnik闚

•  Rozdzielczo嗆 czujnik闚 (je郵i dotyczy)

•  Mapa komputerowa (je郵i istnieje), kt鏎 posiada kontroler robota

•  Informacje uzyskane od innych robot闚

•  Informacje uzyskane od ludzi

•  Obecno嗆 lub brak wprowadzaj帷ych w b陰d danych wej軼iowych

Dwa identyczne roboty w tej samej og鏊nej lokalizacji i poddane identycznym warunkom maj identyczne modele 鈍iata, chyba 瞠 jedna lub obie maszyny ulegn awarii lub jeden z robot闚 ma inn baz wiedzy ni pozosta貫. Je郵i oba roboty maj sztuczn inteligencj (AI), a ich "do鈍iadczenia 篡ciowe" s r騜ne, mo積a oczekiwa, 瞠 roboty b璠 inaczej postrzega otoczenie, nawet je郵i znajduj si w tej samej og鏊nej lokalizacji.

WYKRYWANIE SIΧ NADGARSTKA

W punkcie, w kt鏎ym rami robota 陰czy si z efektorem ko鎍owym, istnieje kilka r騜nych si. Ten punkt nazywa si nadgarstkiem. Ma jeden lub wi璚ej staw闚, kt鏎e poruszaj si na r騜ne sposoby. Czujnik si造 nadgarstka mo瞠 wykry i zmierzy te si造. Sk豉da si ze specjalistycznych czujnik闚 ci郾ienia zwanych tensometrami. Tensometry zamieniaj si造 dzia豉j帷e na nadgarstek na sygna造 elektryczne, kt鏎e trafiaj do sterownika robota. W ten spos鏏 maszyna mo瞠 okre郵i, co dzieje si na nadgarstku i odpowiednio zareagowa. Si豉 nadgarstka jest z這穎na. Do przedstawienia wszystkich mo磧iwych ruch闚, kt鏎e mog mie miejsce, potrzeba kilku wymiar闚. Ilustracja przedstawia hipotetyczny nadgarstek robota i si造, kt鏎e mog tam wyst徙i. Orientacje to prawo / lewo, wej軼ie / wyj軼ie oraz g鏎a / d馧. Obr鏒 jest mo磧iwy we wszystkich trzech osiach. Si造 te nazywane s pochyleniem, przechy貫m i odchyleniem. Czujnik si造 nacisku na nadgarstek musi niezale積ie wykrywa i t逝maczy ka盥 z si. Zmiana jednego wektora musi powodowa zmian sygna逝 wyj軼iowego czujnika dla tej si造, a nie innych.



S這wnik Robotyki : "XYZ"


X O

Termin o x ma r騜ne znaczenia w matematyce, informatyce i robotyce. Na wykresie kartezja雟kim lub wykresie z 2 przestrzeniami o x jest og鏊nie osi poziom (ilustracja po lewej stronie). O ta reprezentuje zmienn niezale積. W tr鎩wymiarowej przestrzeni kartezja雟kiej o x jest jedn z dw鏂h zmiennych niezale積ych, a druga jest zwykle reprezentowana przez y (ilustracja po prawej). W wykrywaniu si造 nadgarstka o x odnosi si do si liniowych z prawej lub lewej strony



XR ROBOTY

Roboty XR by造 manipulatorami wymy郵onymi, zaprojektowanymi i zbudowanymi przez firm Rhino Robots. G堯wnym celem urz康ze by這 pokazanie, jak dzia豉j roboty i 瞠 nie ma cudu w ich dzia豉niu. Roboty XR zosta造 wprowadzone na rynek w latach 80-tych i by造 sprzedawane za mniej ni 3000 USD za sztuk. Wykonywa造 r騜ne zadania z du膨 precyzj i u篡wa造 urz康zenia programuj帷ego podobnego do panelu ucz帷ego. W przypadku zada obejmuj帷ych wiele czynno軼i wykonywanych w okre郵onej kolejno軼i, jako kontrolera robota mo積a u篡 komputera osobistego. Roboty XR okaza造 si przydatne jako pomoce dydaktyczne w korporacjach i szko豉ch, a wiele os鏏 czuje si nieswojo w stosunku do robot闚, zw豉szcza typu programowalnego. Roboty XR pomog造 ludziom uwolni si od obaw, jakie czasami maj wobec robot闚.

YAW [ODCHYLENIE]

Odchylenie jest jednym z trzech rodzaj闚 ruchu, jakie mo瞠 wykona robotyczny efektor. Wyci庵nij r瘯 prosto i wska co palcem wskazuj帷ym. Nast瘼nie przesu nadgarstek tak, aby palec wskazuj帷y wskazywa w t i z powrotem (w lewo i w prawo) w p豉szczy幡ie poziomej. Ten ruch to odchylenie w nadgarstku.

Y O

Termin o y ma r騜ne znaczenia w matematyce, informatyce i robotyce. Na wykresie kartezja雟kim lub wykresie z 2 przestrzeniami o y jest zwykle osi pionow (ilustracja po lewej). Ta o reprezentuje zmienn zale積. W funkcji matematycznej f zmiennej niezale積ej x in篡nierowie okre郵aj y = f (x). Funkcja odwzorowuje warto軼i x na warto軼i y. W tr鎩wymiarowej przestrzeni kartezja雟kiej o y jest jedn z dw鏂h zmiennych niezale積ych, a druga jest zwykle reprezentowana przez x (ilustracja po prawej). W wykrywaniu si造 nadgarstka o y odnosi si do liniowych wektor闚 si造 skierowanych do wewn徠rz / na zewn徠rz.



Z O

Termin o z ma r騜ne znaczenia w matematyce, informatyce i robotyce. W tr鎩wymiarowej przestrzeni kartezja雟kiej o z reprezentuje zmienn zale積, kt鏎a jest funkcj dw鏂h niezale積ych zmiennych x i y. O z przebiega pionowo, podczas gdy p豉szczyzna (x, y) jest pozioma, jak pokazano na ilustracji. Funkcja f odwzorowuje warto軼i x i y na warto軼i z, tak 瞠 z = f (x, y). W wykrywaniu si造 nadgarstka o z odnosi si do liniowych wektor闚 si造 w g鏎 / w d馧 (pionowych).



ZOOMING

W zrobotyzowanym systemie wizyjnym termin zooming odnosi si do powi瘯szenia obrazu. Je郵i chcesz bardziej szczeg馧owo przyjrze si okre郵onej cz窷ci ekranu, mo瞠sz j powi瘯szy. Ilustracje przedstawiaj hipotetyczn, niesko鎍zenie z這穎n lini brzegow lub granic. Najni窺ze powi瘯szenie znajduje si w lewym g鏎nym rogu. Po powi瘯szeniu okre郵onej cz窷ci tej grafiki ujawnia si wi璚ej szczeg馧闚 (w prawym g鏎nym rogu). Proces powi瘯szania jest powtarzany, ods豉niaj帷 jeszcze wi璚ej szczeg馧闚 (dolna ilustracja). Poniewa granica jest nieregularna we wszystkich skalach, powi瘯szanie mo瞠 by wykonywane w niesko鎍zono嗆, a na obrazie zawsze pojawiaj si nowe szczeg馧y. Zoomowanie, cho teoretycznie zwi瘯sza powi瘯szenie, mo瞠 zwi瘯szy rozdzielczo嗆 tylko do pewnego punktu, w zale積o軼i od jako軼i zastosowanego uk豉du optycznego. Og鏊nie rzecz bior帷, im wi瘯sza 鈔ednica obiektywu, tym lepsza jest ostateczna rozdzielczo嗆. Zoom ogranicza r闚nie widzenie, zaw篹aj帷 pole widzenia. W pokazanych przyk豉dach widok w prawym g鏎nym rogu ma 1?5 (20 procent) 鈔ednicy k徠owej widoku w lewym g鏎nym rogu; widok na dole ma 1?5 (20 procent) 鈔ednicy k徠owej widoku w prawym g鏎nym rogu, a zatem 1?25 (4 procent) 鈔ednicy k徠owej widoku w lewym g鏎nym rogu.