Posljednjih godina pojmovi "inteligencija" i "vještačka inteligencija" izgubili su svoje izvorno značenje. Moderno oglašavanje svako peglu sa dve sijalice naziva „inteligentnim“. Ali bespomoćni robot usisivač u spletu kablova i fantastični um Skyneta nisu čak ni karike u istom evolucionom lancu.
Moderni roboti, kao i prije mnogo desetljeća, imaju ograničenu listu algoritama djelovanja i beskorisni su u teškim uvjetima bez komunikacije s operaterom - s jakim zračenjem, pod zemljom, na morskim dubinama ili u svemiru. Tužan primjer nedavne katastrofe u Fukušimi pokazao je da nijedan daljinski upravljač ne može zamijeniti pravog autonomnog robota.
Većina robota se programira instinktivno ili kontroliše daljinski. Autonomni robot bez autonomne umjetne inteligencije je nemoguć.
Glavni problem moderne robotike, kao i prije mnogo desetljeća, vezan je za razvoj pristojne umjetne inteligencije. U nekim slučajevima možemo govoriti o uspjehu, pa čak i očiglednom napretku. Na primjer, Googleovi eksperimenti za stvaranje autonomnih automobila bez vozača, ili AlphaGo program istog tog Googlea, koji je pobijedio svjetskog prvaka u igrici Go. Ili superkompjuterska inteligencija IBM Watson, sposobna da razumije pitanja i pronađe odgovore u bazi znanja.
Do sada, većina razvoja umjetne inteligencije nije prikladna za autonomne robote. Mnogi od njih su ograničeni na odabrano polje primjene, neki zahtijevaju neautonomnu računarsku snagu. U nekim slučajevima, poput Microsoftovog robota Taya, umjetna inteligencija potpuno poludi nakon kratke interakcije s ljudima.
Danas autonomni robot mora razumjeti prirodan govor i geste, logično razmišljati, učiti i samostalno donositi odluke. Idealni autonomni robot, opremljen potrebnim senzorima, alatima i bazom znanja, trebao bi saslušati zadatak i otići kući da ga obavi bez ikakvih pitanja.
Ruski "Razumator": univerzalni mozak za autonomnog robota
Ruski programeri su oduvijek bili poznati po svom širokom pogledu na problem koji je pred nama. Vještačka inteligencija "Razumator", koju je kreirala domaća kompanija "Mivar", prvobitno je razvijena kao osnova za bilo koji vrste autonomnih robota.
Softversko logičko jezgro „Razumator“, govoreći robotskim jezikom, je logički planer koji robotima daje mogućnost da samostalno grade algoritme i rješavaju probleme bez ljudskog učešća. Razlika između “inteligencije” robotskog usisivača i umjetne inteligencije autonomnog robota dobro je objašnjena slajdom ispod, koji pokazuje razliku između refleksivnog i logičkog nivoa.
3D dijagram istraživanja umjetne inteligencije
Rad umjetne inteligencije "Razumator" opisan je "mivarskim principom", koji podrazumijeva obradu multidimenzionalnih baza podataka kontekstualno-globalnim modelom, gdje su podaci, njihovo logičko zaključivanje i obrada integrirani u jedinstvenu cjelinu, a svi procesi dešavaju u realnom vremenu. Akronim “MIVAR” (Multidimensional Informational Variable Adaptive Reality, na engleskom, Multidimensional Informational Variable Adaptive Reality), u skladu s imenom kompanije, uz uspješan razvoj tehnologije, ima sve šanse da uđe u strane jezike s istim pravima taj "sputnjik" je jednom ušao.
Tehnologija višedimenzionalne analize podataka omogućava autonomno donošenje odluka u realnom vremenu
Glavna karakteristika mivar tehnologije je njena izuzetno velika brzina rada - do 5 miliona pravila u sekundi. Dakle, za analizu ogromne količine podataka i donošenje operativnih autonomnih odluka, dovoljna je niska računarska snaga. Za trenutak: običan laptop može obraditi 20-dimenzionalni graf sa 150 hiljada vrhova sa 600 hiljada ivica u realnom vremenu! Pokazatelji su toliko visoki da, prema riječima Olega Varlamova, niko na svijetu nije spreman da se takmiči s njima.
"Razumator", takođe predstavljen u obliku softvera u kutiji, može se instalirati čak i na običan laptop.
“Reasonator” je srž kompleksnog projekta “Roboreason” koji se može prilagoditi bilo kojoj vrsti autonomnog robota. Recimo da sutra dođe predstavnik kompanije za geološka istraživanja i naruči autonomnu dubokomorske ajkule za arktičke uslove - izgled Robot će se radikalno promijeniti, ali će mozak "Razumatora" ostati isti, možda uz dodatnu adaptaciju na odgovarajuću bazu znanja.
Robotska platforma Murom-ISP: univerzalni blank za proizvodnju autonomnih robota
Kompletan autonomni robotski sistem za bilo koju namjenu uključuje pet osnovnih elemenata. Lista uključuje mehanizme, senzore, računarski modul, autonomne elemente napajanja i samu umjetnu inteligenciju.
Oleg Varlamov
Predsjednik kompanije Mivar
Robotska platforma Murom-ISP, koju su kreirale kompanije Mivar i Intelligent Technologies, univerzalni je konstrukcioni set: prva četiri osnovna elementa sa gornje liste dovršavaju se prema potrebama, mašti i mogućnostima. Peti element, kao u istoimenom filmu, ne može se zamijeniti: to je intelektualno jezgro “Razumator”.
"Murom-ISP" je nastao kao poligon za "Razumator". Sklopivi antropomorfni robot sa senzorskom glavom i samobalansirajućom jednoosnom šasijom visine 165 cm u rasklopljenom stanju i 80 cm kada se sklopi omogućit će nam da razradimo komponente autonomnog robota i njegovu interakciju kao dio složenijeg kompleksi.
Tehničke karakteristike prvog prototipa Murom-ISP: Ministarstvo za vanredne situacije će biti zadovoljno
Usput, o refleksivnim robotskim usisivačima. U autonomnim kompleksima poput „Muroma“, takvi „roboti niske kvalitete“ su predodređeni za ulogu daljinski upravljanih pomoćnih mehanizama koji služe za sondiranje, čišćenje, pa čak i popravke na terenu. Takav pomoćnik se povremeno može poslati u izviđanje, ali čak ni gubitak jednog ili više pomoćnih robota neće ni na koji način uticati na performanse kompleksa.
Opremljen mehanizmima i senzorima i kontrolira čitavo leglo pomoćnih robota, Murom može biti dio moćnijeg kompleksa. Zamislite moćan autonomni sistem na platformi Kamaz, koji nosi desetak Muroma posebne namjene u daljinu sa sto ili dva pomoćna robotska pomoćnika za samovođenje. Ovdje postoji neograničen prostor za maštu civilnih i vojnih kupaca!
Spolja, “Mur” ne blista posebnom atraktivnošću, ali je dizajn sistema potpuno izbalansiran u smislu autonomije, performansi i računarske snage. Sada Murom radi na pet procesora Intel Core i5. Prema riječima Vladimira Denisenka, direktora Intelligent Technologies, eksperimenti su provedeni s različitim platformama, uključujući akceleratore na grafičkim karticama.
Do sada se pet Intel Core i5s pokazalo optimalnim u smislu performansi, autonomije i cijene, ali ne postoji veza s bilo kojom specifičnom hardverskom i softverskom platformom. Kada se ukaže potreba za platformom na domaćim Elbrus procesorima, takva verzija će se odmah pojaviti.
Murom-ISP: Nosač baziran na KAMAZ-u postavlja desetak autonomnih robota sa stotinama robota pomoćnika
Potpuno radna verzija "Muroma" sa glasovna kontrola, sintezu govora, manipulatore i druge funkcije, programeri će predstaviti u septembru 2016. Danas "Razumator" može koristiti svako, i kao samostalan proizvod i kao integrisanu logičku komponentu drugih upravljačkih sistema - sve do API nivoa.
Prilično smo sigurni da dronovi uskoro neće biti tu. Razlog zašto mnoge kompanije bez daha obećavaju da je iza ugla je zato što vam roboti dostavljaju stvari kada ih želite je fantastična ideja. Dronovi se u početku čine kao dobra ideja jer vam letenje omogućava da brzo dođete do nekog mjesta, a izbjegavate prepreke, a ljudi su godinama zaglavili s ovom idejom jer bi bilo sjajno kada biste to zaista uspjeli.
Do sada to nije funkcioniralo, ali to ne znači da se roboti koji isporučuju stvari ne bi trebali dogoditi. I zaista, zar potrošače nije briga da li ih isporučuje samo autonomna letjelica sve dok svoje stvari dobiju brzo i ne moraju mijenjati pidžamu? Startup pod nazivom Starship Technologies, sa uredima u Londonu i Talinu u Estoniji, najavio je stvaranje autonomnog robota za isporuku koji obećava da će učiniti sve što dron valjak može (i mnogo više), osim sa zemlje i realno na zemlji zapravo.
Kako funkcionira Starship robotska dostava?
Starship Technologies, koju su kreirala dva suosnivača Skypea, Ahti Heinla (koji je izvršni direktor i CTO) i Janus Fries, predstavit će flotu robota za dostavu koji su kompaktni, sigurni, tihi i, što je najvažnije, prizemljeni, nadajući se da će se otvoriti nove mogućnosti za firme za dostavu kao što su paketi ili prodavnice prehrambenih proizvoda, i stvaraju neviđenu pogodnost i uštede troškova za pojedinci. Robot, koji je, koliko mogu reći, neimenovan, može nositi ekvivalent dvije vreće s namirnicama (oko 10 kilograma) do 5 kilometara od lokalnog čvorišta ili maloprodajne trgovine. Kreće se brzim tempom i teži manje od 20 kg kada je potpuno napunjen, što znači da će mašini biti teško da slučajno nekoga povrijedi. Ivičnjaci i neravnine na putu nisu problem, a očigledno mogu da se popnu i spuste niz stepenice. Integrirani softver za sprječavanje upada i izbjegavanje prepreka omogućava mu da radi uglavnom nezavisno, ali ga također nadgledaju operateri koji mogu intervenirati kako bi osigurali sigurnost u svakom trenutku.
Starship procjenjuje da će njegove robotske isporuke koštati 10 do 15 puta manje od trenutnih alternativa isporuke na posljednjoj milji. Kupci će moći da biraju između više kratkih, preciznih mesta za isporuku, što znači da artikli stižu u pravo vreme, saopštila je kompanija. Tokom isporuke, kupci mogu pratiti lokaciju robota u realnom vremenu putem mobilna aplikacija, a po dolasku samo vlasnik aplikacije može otključati teret.
Ne kažemo da je navođenje ovih robota na posao jednostavno, nužno: dok su dronovi relativno opasni, manje pouzdani, bučniji, skuplji, imaju ograničenu nosivost i trenutno su u legalnom limbu, Starshipovi roboti će morati riješiti sve vrste problema , koje bespilotne letjelice u potpunosti izbjegavaju. Ovi izazovi uključuju pronalaženje puteva i trotoara, navigaciju u blizini vozila i oko pješaka i direktniju interakciju s ljudima. Štaviše, GPS nije dovoljno precizan da zadrži ove robote na trotoarima, tako da će morati da koriste vid kako bi mogli reći gdje je bezbedno, oslanjajući se na lokalizaciju osnovne mape, kao što to rade Google-ovi autonomni automobili. Morat će razumjeti pješačke prelaze i semafore. Moraće da slušaju i pravilno reaguju na sirene iz vozila hitne pomoći. I možda najveći izazov od svega, morat će otkriti i komunicirati s nepredvidivim ljudima.
Međutim, mi smo optimisti u vezi s tim jer smo već vidjeli mnoge potrebne tehnologije. Roboti općenito imaju dosta prakse u sigurnoj navigaciji gradom. Odlični su u izbjegavanju prepreka uz dovoljno vremena i adekvatne podatke senzora. Postoje čitave konferencije o tome kako navesti robote da efikasno komuniciraju s ljudima. Ono što je najvažnije, ako bilo koji od ovih materijala pokvari, robot može sigurno stati i čekati beskonačno da čovjek uskoči i pomogne mu, s kamerama, zvučnicima i mikrofonima koji omogućavaju potpunu teleprisutnost i daljinsko upravljanje. Naravno, vrijedno je napomenuti da Aethon, Savioke i druge robotske kompanije već godinama rade nešto vrlo slično ovome. Dostava artikala lutajući po bolnicama, skladištima i hotelima predstavlja različite izazove: dostava artikala lutajući ulicama, ali se u osnovi koriste slične tehnologije, a činjenica da ove kompanije pouzdano rade čini nas optimistom da će i Starship biti sposoban.
Starship trenutno aktivno testira prototipove, a do sljedeće godine kompanija će pokrenuti dva pilot programa: jedan u Greenwichu u istočnom Londonu i jedan u Sjedinjenim Državama.
Kada su u pitanju građevinski roboti i 3D štampanje kuća, većina ljudi zamišlja visokotehnološki mehanizam pod ljudskom kontrolom. Takvi roboti, u najmanju ruku, trebaju jednog operatera i pomoćnike - ljude koji će ih opsluživati. Inženjeri sa Massachusetts Institute of Technology odlučili su pogledati u budućnost i razvili prototip autonomnog građevinskog robota.
Robot je samohodna šasija. Ispred "graditelja" nalazi se "ruka" - pametni multifunkcionalni manipulator.
Iza "ruke" sa kompjuterizovanim kontrolnim mehanizmom nalazi se platforma sa građevinskim materijalom.
On trenutno Kako bi testirao koncept, robot nosi kontejnere s PPU (poliuretanskom pjenom) i pjenastim betonom, od kojih gradi kuću s kupolom koristeći tehnologiju trajne oplate. Prvo se postavlja vanjski i unutrašnji PPU zid, a praznina se zatim popunjava pjenastim betonom.
Robot troši oko 10-14 sati da napravi kupolu prečnika 15 metara.
Istovremeno, robotu nije potrebna ljudska kontrola i, nakon što se orijentirao na terenu pomoću oznaka, donosi odluku o tome kako izgraditi strukturu.
Ako rješenje ponestane, robot odlazi u bazu da napuni gorivo, nakon čega nastavlja sa izgradnjom kuće.
Prema riječima programera, izbor materijala i metoda konstrukcije je zbog činjenice da je lakše "naučiti" robota da gradi i pravi odgovarajuća prilagođavanja softvera.
Sljedeći korak je korištenje betona za izgradnju, koji je modificiran posebnim aditivima za mobilnost.
Za rad sa različitim malterima obezbeđen je set mlaznica za prskanje.
Osim toga, kako se robot bude usavršavao, naučit će se raditi s armaturom i aparatom za zavarivanje.
I kašiku bagera.
Prema riječima inženjera, s vremenom će na osnovu prototipa biti moguće napraviti potpuno autonomnog robota.
Na primjer, jedan scenario bi mogao biti slanje nekoliko građevinskih robota na udaljeno područje, gdje oni međusobno komuniciraju i počinju graditi zgrade.
Kompanija Denning Mobile Robot bila je prva kompanija iz Bostona koja je ponudila gotove autonomne robote, koje su kasnije uglavnom kupili istraživači. Ostale kompanije koje ispunjavaju narudžbe robotičara za proizvodnju gotovih robota uključuju RWI Inc. Grinella Mura (koja je kreirala robota B-21), američka kompanija Nomadic Technologies Jamesa Slatera (koja je razvila mašinu XR4000) i švajcarska kompanija K-Team Francesca Mondeide (na osnovu njenog razvoja stvoren je mobilni robot Khepera). pioniri ove industrije. Međutim, zbog visoke cijene ovih mašina, samo pojedini diplomirani studenti i vojni istraživači imaju priliku da ih nabave. Konačno, 1995. godine predstavljen je zajednički razvoj između RWI i ActivMedia Robotics, nazvan Pioneer. To je zahvaljujući izgledu ovog i njegovog robota razumna cijena Došlo je do velikog iskora na polju mobilne robotike, o čemu će biti riječi u ovom članku.
izvor slike: Lori PhotobankPriča
Od 1999. Denning više ne postoji. 1998. godine, RWI se spojio sa ISRobotics kako bi formirao iRobot. U početku je bio najpoznatiji po seriji robota na daljinsko upravljanje PackBot, ali je kasnije pomjerio fokus sa autonomnih istraživačkih robota na tržište vojnih istraživanja. Tržište je također napustila Nomadic Technologies. MobileRobots Inc. i K-Tim nastavlja da podržava istraživačku zajednicu.
Godine 2003. Agencija za napredna istraživanja u oblasti odbrane dodijelila je ugovor Segwayu za pretvaranje petnaest Segwaya u prijenosne robotske platforme. Segway i potrebni rezervni dijelovi su isporučeni odjelu u aprilu. U junu je agencija počela da sarađuje sa Pacifičkim svemirskim i pomorskim centrom za snabdevanje delova vladinim i naučno-istraživačkim organizacijama.
Oprema za autonomnu navigaciju
Rad u zatvorenom prostoru
Tokom 1990-ih i 2000-ih, istraživački roboti su poboljšani na trajanje baterije unutra. Roboti zasnovani na istraživanju uključuju senzore, mobilnost i neophodnu računarsku snagu. Slični projekti uključuju “Pioneer”, “PatrolBot”, “PowerBot”, “PeopleBot”. Ove platforme su sposobne da generišu planove zgrade i koriste nestandardne metode navigacije kao što su SLAM, varijacije Monte Carlo/Markov lokalizacije i modifikovano pretraživanje sa ponavljanjem magnitude bez ikakvih 2D daljinomera. Ova metoda kreira mapu radnog prostora robota koju može pročitati osoba koja kontrolira robota dok se kreće. Američka kompanija Evolution Robotics nudi programe za upravljanje kombinovanom kamerom metodom VSLAM, koji daljinomer zamenjuje poređenjem sa vizuelnim uzorkom, ali nedostatak ovog sistema je što ovaj sistem nije u stanju da kreira kartu čitljivu čoveku. Druge grupe rade na kreiranju VSLAM sistema koristeći stereo kameru, jer ona daje podatke za daljinomjere koji omogućavaju robotu da kreira mapu i kreće se po njoj. Razvijene od strane K-Team-a pod nazivom Khepera, platforme zasnovane na Segwayu i drugi istraživački roboti mogu komunicirati s vanjskim računarskim resursima za pokretanje sličnih programa.
Preciznost sistema zavisi od tačnosti senzora, zrnatosti slika i brzine proračuna. Laser za daljinomjer može pružiti tačnost od ±1 cm, dok je digitalna stereo kamera ograničena u svojoj preciznosti na 0,25 piksela, što njen domet čini ograničenim. Vizuelni sistemi zahtevaju više procesorske snage od jednostavnih daljinomera laserskog tipa, ali mogu da koriste digitalni signalni procesor ugrađen u kameru. Cenovni ustupci u korist tačnosti doveli su do pojave jeftinijih vizuelni sistemi za robote potrošačke klase, dok komercijalni, industrijski roboti i samovozeća vozila često imaju laserske sisteme za daljinsko mjerenje.
Rad na otvorenom prostoru
Na otvorenom, autonomni istraživački robot se nalazi pomoću GPS sistema. Međutim, satelitski signali se često mogu raspršiti zbog smetnji. Izuzetak su roboti koji koriste mrtvo računanje i inercijalno praćenje kretanja. Obračun ovisi o odgovarajućem kretanju kotača i može biti podložan kumulativnim problemima s proklizavanjem. Inercijalno praćenje kretanja koristi brze žiroskope i akcelerometre za mjerenje kretanja. Preciznost ovisi o kalibraciji i kvaliteti senzora. Segway RMP 400 i Seekur sistemi su primjeri platformi dizajniranih posebno za takva istraživanja. Većina drugih sličnih robota samo su imitacije postojećih modela.
U skučenim otvorenim prostorima, roboti kao što je John Deere Gator često su okruženi radio farovima i koriste jednostavnu triangulaciju od tri ili više svjetionika za određivanje lokacije i navigaciju. Beacons se takođe koriste u fabrikama od strane starijih samovozećih vozila.
Programiranje
Većina programa za autonomne istraživačke robote su otvoreni ili besplatni softver, uključujući: operativni sistem ROS, komplet alata Carmen sa Univerziteta Carnegie Mellon, Player/Stage/Gazebo sa Univerziteta Južne Karoline i API od MobileRobots Inc. Komplet za razvoj softvera "URBI", klasifikovan kao besplatan softver, koji se koristi na mnogim univerzitetima.
Među komercijalnim programima je i Webots, razvijen 1998. godine i korišten pod licencom na više od 500 univerziteta. Radi na Linux, Windows i Mac OS X. U junu 2006, Microsoft Research je ponudio besplatne beta verzije razvojnih kompleta Robotics Studio za Windows XP.
Upravljanje robotom je izazovan zadatak. Definicija koju smo odabrali zahtijeva da uređaj prima podatke o svom okruženju. Zatim je doneo odluku i preduzeo odgovarajuće radnje. Roboti mogu biti autonomni ili poluautonomni.
- Autonomni robot radi prema datom algoritmu na osnovu podataka dobijenih od senzora.
- Poluautonomni robot ima zadatke koje nadzire čovjek. A pored toga postoje i drugi zadaci koje obavlja samostalno...
Poluautonomni roboti
Dobar primjer poluautonomnog robota je sofisticirani podvodni robot. Osoba kontrolira osnovne pokrete robota. A u ovom trenutku, ugrađeni procesor mjeri i reaguje na podvodne struje. Ovo omogućava da se robot zadrži u istoj poziciji bez zanošenja. Kamera na robotu šalje video nazad osobi. Dodatno, ugrađeni senzori mogu pratiti temperaturu vode, pritisak i još mnogo toga.
Ako robot izgubi kontakt s površinom, aktivira se autonomni program koji podiže podvodnog robota na površinu. Da biste mogli kontrolirati svog robota, morat ćete odrediti njegov nivo autonomije. Možda želite da se robotom upravlja putem kabla, bežično ili potpuno autonomno.
Kontrola kabla
Najjednostavniji način upravljanja robotom je ručni kontroler koji je fizički povezan s njim pomoću kabla. Prekidači, dugmad, poluge, džojstici i dugmad na ovom kontroleru omogućavaju korisniku da kontroliše robota bez potrebe za uključivanjem složene elektronike.
U ovoj situaciji, motori i napajanje mogu se spojiti direktno na prekidač. Stoga se njegova rotacija naprijed/nazad može kontrolisati. Ovo se obično koristi u vozilima.
Oni nemaju inteligenciju i smatraju se "mašinama na daljinsko upravljanje", a ne "robotima".
- Glavna prednost ove veze je što robot nije ograničen vremenom rada. Budući da se može povezati direktno na mrežu. Nema potrebe da brinete o gubitku signala. Robot obično ima minimalnu elektroniku i nije jako složen. Sam robot može biti lagan ili imati dodatni teret. Robot se može fizički ukloniti pomoću priveznice pričvršćene na kabel ako nešto pođe po zlu. Ovo posebno važi za podvodne robote.
- Glavni nedostaci su što se kabel može zapetljati, zakačiti za nešto ili puknuti. Udaljenost na koju se robot može poslati ograničena je dužinom kabla. Povlačenje dugačkog kabla povećava trenje i može usporiti ili čak zaustaviti kretanje robota.
Upravljanje robotom pomoću kabla i ugrađenog mikrokontrolera
Sljedeći korak je instaliranje mikrokontrolera na robota, ali nastavite koristiti kabel. Povezivanje mikrokontrolera na jedan od I/O portova vašeg računara (kao što je USB port) omogućava vam da kontrolišete svoje radnje. Kontrola se vrši pomoću tastature, džojstika ili drugog periferni uređaj. Dodavanje mikrokontrolera projektu takođe može zahtevati da programirate robota sa ulaznim signalima.
- Glavne prednosti su iste kao kod direktnog upravljanja kablom. Složenije ponašanje robota i njegova reakcija na pojedinačne tipke ili komande mogu se programirati. Postoji širok izbor kontrola kontrolera (miš, tastatura, džojstik, itd.). Dodati mikrokontroler ima ugrađene algoritme. To znači da može komunicirati sa senzorima i samostalno donositi određene odluke.
- Nedostaci uključuju veći trošak zbog dodatne elektronike. Ostali nedostaci su isti kao kod direktnog upravljanja robotom preko kabla.
Ethernet kontrola
Koristi se konektor Ethernet RJ45. Za kontrolu je potrebna Ethernet veza. Robot je fizički povezan sa ruterom. Stoga se može kontrolisati putem interneta. Ovo je također moguće (iako ne baš praktično) za mobilne robote.
Postavljanje robota koji može komunicirati preko interneta može biti prilično složeno. Prije svega, poželjna je WiFi (bežični internet) veza. Žičana i bežična kombinacija je također opcija gdje postoji primopredajnik (prijenos i prijem). Primopredajnik je fizički povezan na Internet, a podaci primljeni putem Interneta se zatim bežično prenose do robota.
- Prednosti su što se robotom može upravljati putem interneta s bilo kojeg mjesta na svijetu. Robot nije ograničen u vremenu rada, jer može koristiti Power over Ethernet. PoE. Ovo je tehnologija koja omogućava prijenos električne energije na udaljeni uređaj zajedno s podacima putem standarda upredeni par By Ethernet mreže. Upotreba Internet protokola (IP) može pojednostaviti i poboljšati dizajn komunikacije. Prednosti su iste kao kod direktnog žičanog kompjuterskog upravljanja.
- Nedostatak je složenije programiranje i isti nedostaci kao kod kabelske kontrole.
Upravljajte pomoću IR daljinskog upravljača
Infracrveni predajnici i prijemnici eliminišu kabl koji povezuje robota sa operaterom. Ovo uglavnom koriste početnici. Za posao infracrvena kontrola potrebna je "linija vidljivosti". Prijemnik mora biti u mogućnosti da "vidi" predajnik u svakom trenutku da bi primio podatke.
Infracrveni daljinski upravljači daljinski upravljač(kao npr univerzalni daljinski upravljači daljinski upravljač, za televizore) se koriste za slanje komandi infracrvenom prijemniku spojenom na mikrokontroler. Zatim tumači ove signale i kontrolira radnje robota.
- Prednost je niska cijena. Za upravljanje robotom možete koristiti jednostavne daljinske upravljače za TV.
- Nedostaci su što je za kontrolu potrebna linija vida.
Radio kontrola
Za upravljanje radio frekvencijama potrebni su predajnik i prijemnik s malim mikrokontrolerima za slanje, primanje i tumačenje podataka o radio frekvencijama (RF). Kutija prijemnika sadrži PCB(PCB) koji sadrži prijemnu jedinicu i mali kontroler servo motora. Radio komunikacija zahtijeva predajnik usklađen/uparen sa prijemnikom. Moguće je koristiti primopredajnik koji može slati i primati podatke između dva fizički različita okruženja komunikacionog sistema.
Radio kontrola ne zahtijeva liniju vidljivosti i može se vršiti na velikim udaljenostima. Standardni RF uređaji mogu prenositi podatke između uređaja na udaljenosti do nekoliko kilometara. Dok profesionalniji RF uređaji mogu pružiti kontrolu nad robotom sa gotovo bilo koje udaljenosti.
Mnogi dizajneri robota radije prave poluautonomne radio-kontrolirane robote. Ovo omogućava robotu da bude što je moguće autonomniji i da pruži povratnu informaciju korisniku. I može dati korisniku određenu kontrolu nad nekim svojim funkcijama ako je potrebno.
- Prednosti su mogućnost upravljanja robotom na značajnim udaljenostima i može se lako konfigurirati. Komunikacija je svesmjerna, ali signal možda neće biti potpuno blokiran zidovima ili preprekama.
- Nedostaci su veoma veliki mala brzina prijenos podataka (samo jednostavne komande). Osim toga, morate obratiti pažnju na frekvencije.
Bluetooth kontrola
Bluetooth je radio signal (RF) i prenosi se kroz posebne protokole za slanje i primanje podataka. Redovni Bluetooth domet je često ograničen na oko 10 m, iako ima prednost što omogućava korisnicima da kontroliraju svog robota putem Bluetooth uređaja. To su prvenstveno mobilni telefoni, PDA uređaji i laptopi (iako će za kreiranje interfejsa možda biti potrebno prilagođeno programiranje). Baš kao i radio kontrola, Bluetooth nudi dvosmjernu komunikaciju.
- Prednosti: Upravlja se sa bilo kojeg Bluetooth uređaja. Ali, po pravilu, potrebno je dodatno programiranje. To su pametni telefoni, laptopovi itd. Veće brzine prenosa podataka mogu biti svesmjerne. Zbog toga nije potrebna linija vidljivosti i signal može malo proći kroz zidove.
- Nedostaci. Mora raditi u parovima. Udaljenost je obično oko 10m (bez prepreka).
WiFi kontrola
WiFi kontrola je često dodatna opcija za robote. Mogućnost upravljanja robotom bežičnu mrežu preko Interneta predstavlja neke značajne prednosti (i neke nedostatke) za bežična kontrola. Da biste postavili kontrolu nad robotom putem Wi-Fi mreže, potreban vam je bežični ruter povezan na internet i WiFi jedinica na samom robotu. Za robota možete koristiti uređaj koji podržava TCP/IP protokol.
- Prednost je mogućnost upravljanja robotom s bilo kojeg mjesta na svijetu. Da biste to učinili, mora biti u dometu bežičnog rutera. Moguće su visoke brzine prijenosa podataka.
- Nedostaci su što je potrebno programiranje. Maksimalna udaljenost se obično određuje izborom bežičnog rutera.
Kontrola putem mobilnog telefona
Ostalo bežična tehnologija, koji je prvobitno razvijen za komunikaciju između čovjeka i čovjeka, sada se koristi za kontrolu robota. Od frekvencija mobilni telefon su podesivi, omogućavajući ćelijski modul na robotu obično je potrebno dodatno programiranje. Takođe nije potrebno razumjeti sistem celularnu mrežu i pravila.
- Prednosti: robotom se može upravljati bilo gdje ćelijski signal. Moguća satelitska komunikacija.
- Nedostaci; postavljanje softverske kontrole celularne komunikacije Može biti izazovno - nije za početnike. Svaka mobilna mreža ima svoje zahtjeve i ograničenja. Online usluga nije besplatna. Tipično, što više podataka prenosite, više novca morate platiti. Sistem još nije konfigurisan za upotrebu u robotici.
Sljedeći korak je korištenje mikrokontrolera u vašem robotu do njegovog punog potencijala. I prije svega, programiranje svog algoritma za unos podataka sa svojih senzora. Autonomna kontrola može imati različite oblike:
- biti unaprijed programiran bez povratnih informacija o okolišu
- sa ograničenim povratne informacije sa senzorima
- sa kompleksnom povratnom spregom senzora
Prava autonomna vožnja uključuje više senzora i algoritama. Oni omogućavaju robotu da samostalno odredi najbolja akcija u bilo kojoj situaciji. Najsofisticiranije metode upravljanja koje se trenutno implementiraju na autonomnim robotima su vizuelne i slušne komande. Za vizuelnu kontrolu, robot gleda u osobu ili objekt kako bi primio njegove komande.
Kontrolirati robota da skrene lijevo čitajući strelicu koja pokazuje lijevo na komadu papira mnogo je teže postići nego što se može zamisliti. Servisna naredba kao što je "skreni lijevo" također zahtijeva dosta programiranja. Programiranje mnogih složenih naredbi poput „Donesi mi papuče“ više nije fantazija. Iako to zahtijeva mnogo visok nivo programiranje i velika količina vrijeme.
- Prednosti su "prava" robotika. Zadaci mogu biti jednostavni kao treptanje svjetla na osnovu jednog senzora za spuštanje svemirskog broda na udaljenu planetu.
- Nedostaci zavise samo od programatora. Ako robot uradi nešto što ne želite, onda imate samo jednu opciju. Ovo je da provjerite vaš kod, promijenite ga i učitate promjene u robota.
Praktični dio
Cilj našeg projekta je stvaranje autonomne platforme sposobne za donošenje odluka na osnovu vanjskih signala senzora. Koristićemo Lego EV3 mikrokontroler. Omogućava nam da ga kreiramo kao potpuno autonomnu platformu. I poluautonomno, kontrolirano preko Bluetooth-a ili pomoću infracrvene kontrolne ploče.
LEGO EV3 programabilna kockica