7.8 KiB
| title | localeTitle |
|---|---|
| Robotics | Робототехника |
Робототехника
Робототехника - это наука, которая иследует составные части (механика, электротехника, и т.д.) и программное обеспечение роботов. Нет универсального определения робота. Одно общепринятое определение: робот - это программируемая физическая машина, которая следует за чувствовать-планировать-действовать парадигмой . В частности, робот должен ощущать свою окружающую среду (чувствовать), использовать эту информацию в качестве вклада для принятия решений (планировать), а затем действовать соответствующим образом (действовать). Каждая система в этой парадигме часто является само по себе изучением. Существует множество разновидностей типов роботов и систем компонентов. Каждый робот обычно относится к целому ряду процессов с четкими целями.
Очущение мира
Робот должен чувствовать свою окружающую среду. Для этого он использует различные типы датчиков. Датчик может быть определен как устройство ввода, которое преобразует физические параметры в (обычно) электрические сигналы. Камеры на вашем смартфоне - это тип датчика, которые преобразуют свет в электрические биты информации. Цифровой термометр - это датчик, который преобразует тепло (температуру) в электрический сигнал. Всегда есть ограничения точности вывода датчика, поэтому выход с датчика обычно обрабатывается, чтобы компенсировать ошибки. Чаще всего используют разные виды фильтры высоких частот (low-pass filter) с целью уменьшения шума измерений.
Разработка плана
Робот должен принимать решения на основе ввода, который он получает от среды и способа ее программирования и по заданной командой, например двигаться из точки А в точку Б. Автономные функции - это те, которые могут выполняться роботом без какого-либо человеческого ввода. У роботов обычно есть смесь автономных и контролируемых функций (в наши дни все полностью автономные роботы становятся все более популярными). У них есть компьютер на борту, который облегчает вычисления, необходимые для процесса принятия решений роботом. Например, коммерческие квадроторы предлагают функцию, в которой вертолет может попросить следовать за движущимся объектом. Он использует входной сигнал с камеры, выполняет обработку изображения, чтобы отличить объект от окружающей среды и использует контролируемые системы для наблюдения за объектом. И все это делается без какого-либо человеческого ввода (т.е. после написания программы человеком).
Выполнение действий
Как только робот принимает решение, он должен действовать соответствующим образом. Для этой цели он использует приводы. Привод - это устройство, которое преобразует энергию в движение. Приводы можно классифицировать в соответствии с типом требуемой энергии ввода. Два большинства типа исполнительных механизмов являются электрическими (которые используют электрическую энергию для генерации движения) и пневматическими (которые используют жидкости1 под давлением для генерации движения). Например, двигатель является приводом, который преобразует электрическую энергию в вращательное движение. Всегда существуют ограничения точности и степени управляемости исполнительным механизмом, поэтому системы управления используются для компенсации этих ограничений.
1В физике масло, вода и воздух являются жидкостью. Пневматический привод может использовать все три разновидности жидкостей.
Важные пункты в робототехнике
Во-первых, вам нужно иметь многое терпение чтобы добиться успехом в робототехнике.
- Углубляетесь в одном языке программирования. Самые значимые языки для робототехника: Python, C/C++, Matlab.
- Знакомтесь с RaspberryPi или Arduino для приминения знаний электроники и логики в практике. Разница между RaspberryPi и Arduino: RaspberryPi - это SBC (одноплатный компьютер), а Arduino - микроконтроллер.
- Обратная кинематика очень важна для проетирования и дизайна манипулятора. Вот хороший ресурс для изучения обратной кинематики .
В общем эти ресурсы достаточно для того чтобы начать твоё путешествие в мире робототехники!