近年、「知性」や「人工知能」という言葉は本来の意味を失っています。 現代の広告では、2つの電球を備えた鉄を「インテリジェント」と呼んでいます。 しかし、ケーブルが絡み合った無力なロボット掃除機とスカイネットの幻想的な心は、同じ進化の連鎖の中でさえリンクではありません。
何十年も前のように、現代のロボットはアクションアルゴリズムのリストが限られており、オペレーターとの通信なしに困難な状況で役に立たない-強い放射線、地下、海の深さ、または宇宙で。 最近の福島の災害の悲しい例は、真の自律型ロボットに取って代わることができるリモコンの量がないことを示しました。
ほとんどのロボットは、本能的にプログラムされているか、リモートで制御されています。 自律型人工知能のない自律型ロボットは不可能です。
何十年も前のように、現代のロボット工学の主な問題は、まともな人工知能の開発に関連しています。 場合によっては、成功や明らかな進歩について話すことができます。 たとえば、ドライバーや同じGoogleのAlphaGoプログラムを使用せずに自律型自動車を作成するというGoogleの実験は、囲碁のゲームで世界チャンピオンを打ち負かしました。 または、スーパーコンピューターインテリジェンスIBM Watsonは、知識ベースで質問を理解し、回答を見つけることができます。
これまでのところ、人工知能の分野でのほとんどの開発は自律型ロボットには適していません。 それらの多くは選択されたスコープに制限されており、非自律的な計算能力を必要とするものもあります。 場合によっては、MicrosoftのTayロボットと同様に、人工知能は人々との短いコミュニケーションの後に完全に狂ってしまいます。
今日、自律型ロボットは、自然な発話とジェスチャーを理解し、論理的に考え、学習し、独立した決定を下さなければなりません。 必要なセンサー、ツール、知識ベースを備えた理想的な自律型ロボットは、タスクを聞き取り、それ以上の質問をせずに、家に帰ってタスクを完了する必要があります。
ロシアの「Razumator」：自律型ロボットのための普遍的な頭脳
ロシアの開発者は、問題に対する幅広い見方で常に有名です。 国内企業「Mivar」が開発した人工知能「Razumator」は、もともと どれか自律型ロボットの種類。
ロボット言語で話すRazumatorソフトウェアロジックコアは、人の参加なしにアルゴリズムを独立して構築し、問題を解決する機能をロボットに提供する論理プランナーです。 ロボット掃除機の「知能」と自律型ロボットの人工知能の違いは、反射レベルと論理レベルの違いを示す下のスライドで完全に説明されています。
人工知能研究の3Dグラフ
人工知能「Razumator」の仕事は「mivarprinciple」によって記述されます。これは、データ、それらの論理的推論および処理が単一の全体に統合され、すべてのプロセスが発生するコンテキストグローバルモデルを使用した多次元データベースの処理を意味しますリアルタイムで。 頭字語「MIVAR」（多次元情報変数適応現実、英語では多次元情報変数適応現実）は、会社の名前と一致し、技術の開発に成功し、同じように外国語を入力する可能性があります「sputnik」がかつて入力した権利。
多次元データ分析技術により、リアルタイムの自律的な意思決定が可能になります
mivarテクノロジーの主な機能は、その非常に高速なことです。1秒あたり最大500万ルールです。 したがって、巨大なデータアレイの分析と運用上の自律的な意思決定には、低い計算能力で十分です。 ちょっと待ってください。一般的なラップトップは、150,000の頂点と600,000のエッジを持つ20次元のグラフをリアルタイムで処理できます。 指標は非常に高いため、Oleg Varlamovによれば、世界の誰もまだそれらと競争する準備ができていません。
箱入りのソフトウェアの形で提供されるRazumatorは、通常のラップトップにもインストールできます。
「Reasoner」は「Robomind」複合プロジェクトの中核であり、あらゆるタイプの自律型ロボットに適応させることができます。 探鉱会社の代表が明日来て、北極圏の条件のために深海の自律サメを注文したとしましょう- 外観ロボットは根本的に変化しますが、適切な知識ベースへの追加の適応を除いて、Reasonerの頭脳は同じままです。
Murom-ISPロボットプラットフォーム：自律型ロボットの生産のためのユニバーサルブランク
あらゆる目的のための完全な自律型ロボットシステムには、5つの基本要素が含まれています。 このリストには、メカニズム、センサーセンサー、コンピューティングモジュール、自律型電源要素、人工知能自体が含まれています。
オレグ・バルラモフ
ミヴァール大統領
MivarとIntellectualTechnologiesによって作成されたMurom-ISPロボットプラットフォームは、ユニバーサルコンストラクターです。上記のリストの最初の4つの基本要素は、ニーズ、想像力、手段に応じて完成します。 同じ名前の映画のように、5番目の要素を置き換えることはできません。それはReasonerの知的コアです。
Murom-ISPは、Razumatorのテストグラウンドとして作成されました。 感覚ヘッドと、展開時に高さ165 cm、折りたたむときに高さ80 cmの自己平衡型単軸シャーシを備えた折りたたみ式人型ロボットにより、自律型ロボットのコンポーネントと、より複雑なシステムの一部としての相互作用を理解できます。 。
最初のプロトタイプMurom-ISPの技術的特徴：緊急事態省は満足するでしょう
ちなみに、反射型ロボット掃除機について。 「Murom」のような自律型複合施設では、このような「アンダーロボット」は、サウンディング、クリア、さらにはマーチング修理に役立つリモート制御の補助メカニズムの役割を担っています。 このようなアシスタントは、偵察のために派遣される場合がありますが、1台以上の補助ロボットを失っても、複合施設のパフォーマンスに影響を与えることはありません。
機械とセンサーを搭載し、補助ロボットの群れ全体を制御するムーアは、より強力な複合施設の一部である可能性があります。 カマズプラットフォーム上の強力な自律システムを想像してみてください。100台または2台の補助ホーミングアシスタントロボットを備えた12台の特殊用途のムロムを遠くに運びます。 これは、市民および防衛の顧客のファンタジーの無制限の範囲が明らかにされる場所です！
外見上、「Murom」は特に魅力的に輝いていませんが、システムの設計は、自律性、パフォーマンス、および計算能力の点で完全にバランスが取れています。 現在、「Murom」は5つのプロセッサで動作します インテルCore i5。 IntelligentTechnologiesのディレクターであるVladimirDenisenkoによると、実験はグラフィックカードのアクセラレータを含むさまざまなプラットフォームで実行されました。
これまでのところ、5つのIntel Core i5がパフォーマンス、自律性、価格の点で最適であることが判明しましたが、特定のハードウェアおよびソフトウェアプラットフォームに拘束されることはありません。 国内のElbrusプロセッサでプラットフォームが必要な場合、そのようなバージョンはすぐに表示されます。
Murom-ISP：KAMAZベースのキャリアは、数百のアシスタントロボットを備えた12の自律型ロボットを配備します
「ムーロム」のフル稼働バージョン 音声制御、音声合成、マニピュレーター、その他の機能、開発者は2016年9月に発表します。 今日、「Razumator」は、独立した製品として、また他の制御システムの統合された論理コンポーネントとして、APIレベルまで誰でも使用できます。
ドローンは近い将来には存在しないと確信しています。 多くの企業が息を呑むほどすぐ近くにあると約束している理由は、ロボットがいつでも好きなときに物を届けてくれるからです。これは素晴らしいアイデアです。 ドローンは最初は良いアイデアのように思えます。なぜなら、飛行することで障害物を避けながらその場所にすばやく到着できるからです。実際にそれを機能させることができれば素晴らしいので、人々はこのアイデアに何年も立ち往生しています。
これまでのところ機能していませんが、それは物を運ぶロボットが起こらないはずだという意味ではありません。 そして、本当に、消費者は、彼らが彼らの物を素早く手に入れ、彼らのパジャマを変える必要がないならば、彼らが専用の自律型空中ドローンを供給されているかどうか気にしないのですか？ ロンドンとエストニアのタリンにオフィスを構えるStarshipTechnologiesという新興企業は、地上と現実的な能力の両方を除いて、ドローンローラー（およびそれ以上）が実行できるすべてのことを実行することを約束する自律配信ロボットの作成を発表しました。本当。
スターシップのロボット配信はどのように機能しますか？
2つのSkypeパートナーであるAhtiHeinla（CEO兼CTO）とJanus Friesによって開始された、Starship Technologiesは、パッケージや食料品などの配送会社に新しい機会を開くことを期待して、コンパクトで安全、静かで最も重要な地上配送ロボットの艦隊を紹介します。店舗を運営し、個人にとって前例のない利便性とコスト削減を実現します。 私の知る限りでは名前のないロボットは、地元のハブや小売店から最大5 kmまで、2つの食料品バッグ（約10 kg）に相当するものを運ぶことができます。 一定のペースで移動し、満載時の重量は20kg未満です。つまり、車が誤って誰かを傷つけることはほとんどありません。 道路の縁石やでこぼこは問題なく、階段のいくつかのセットを上下することができるようです。 統合された侵入防止および障害物回避ソフトウェアにより、主に単独で操作できますが、いつでもセキュリティを確保するために介入できるオペレーターによって制御することもできます。
Starshipは、ロボットによる配達の費用は、現在のラストマイル配達の選択肢の10〜15分の1になると見積もっています。 顧客はいくつかの短く正確な配送スロットから選択できるようになります。これは、商品が適切なタイミングで到着することを意味します。 配達中、購入者はロボットの位置をリアルタイムで追跡できます。 モバイルアプリ、到着時に、アプリの所有者のみが貨物のロックを解除できます。
これらのロボットを動作させるのが簡単だと言っているわけではありませんが、それは必須です。ドローンは比較的危険で、信頼性が低く、ノイズが多く、高価で、ペイロードが限られており、現在法的な問題に直面していますが、スターシップロボットはすべてを解決する必要があります無人ドローンが完全に回避する一種の問題。 これらの課題には、道路や歩道の周りの道を見つけること、車両の隣や歩行者の周りをナビゲートすること、そして人々とより直接的に対話することが含まれます。 さらに、GPSはこれらのロボットを歩道に維持するのに十分な精度ではないため、Googleの自動運転車と同じように、ベースマップのローカリゼーションに依存して、安全な場所を特定するためにビジョンを使用する必要があります。 彼らは横断歩道と信号機を理解する必要があります。 彼らは緊急車両からのサイレンを聞いて正しく応答する必要があります。 そして、おそらく最も難しいのは、予測できない人々を検出して通信する必要があることです。
しかし、必要な技術をすでにたくさん見てきたので、これについては楽観的です。 ロボットは一般的に安全な都市ナビゲーションで多くの練習をしています。 十分な時間と適切なセンサーデータがあれば、障害物を回避するのに優れています。 ロボットを人間と効果的に相互作用させる方法についての会議全体があります。 最も重要なことは、これらの材料のいずれかが故障した場合、ロボットは安全に停止し、人間が介入して支援するのを無期限に待つことができ、カメラ、スピーカー、マイクが完全なテレプレゼンスとリモートコントロールを提供します。 もちろん、Aethon、Savioke、およびその他のロボット工学企業が、これと非常によく似た活動を何年にもわたって行ってきたことは注目に値します。 病院、倉庫、ホテルを彷徨う商品の配送には、街を彷徨いながら商品を配送するというさまざまな課題がありますが、同様の技術が多く使われており、これらの企業が確実に運営されていることから、スターシップも可能になると楽観視しています。
Starshipは現在、プロトタイプを積極的にテストしており、来年までに2つのパイロットプログラムを開始する予定です。1つはイーストロンドンのグリニッジで、もう1つは米国で行われます。
建設ロボットや家の3D印刷に関しては、ほとんどの人がハイテクな人間制御の機械を想像しています。 このようなロボットには、少なくとも1人のオペレーターとアシスタント（ロボットにサービスを提供する人）が必要です。 マサチューセッツ工科大学のエンジニアは、将来を見据えて、自律型建設ロボットのプロトタイプを開発することを決定しました。
ロボットは自走式のシャーシです。 「ビルダー」の前には「手」、つまりスマートな多機能マニピュレーターがあります。
コンピュータ化された制御メカニズムを備えた「手」の後ろには、建築材料を備えたプラットフォームがあります。
に この瞬間コンセプトを理解するために、ロボットはポリウレタンフォーム（ポリウレタンフォーム）とフォームコンクリートの入った容器を運び、そこから固定型枠技術を使用してドーム型の家を建てます。 最初に、外部および内部のPPU壁が建てられ、次にギャップが発泡コンクリートで埋められます。
ロボットは直径15メートルのドームを建てるのに約10〜14時間を費やします。
同時に、ロボットは人が制御する必要はなく、マークに従って地形に向きを変えて、構造物を組み立てる方法を決定します。
解決策がなくなると、ロボットは給油のために基地に向かい、その後家を建て続けます。
開発者によると、材料と工法の選択は、ロボットにソフトウェアの製作と適切な調整を「教える」ことがより簡単であるという事実によるものです。
次のステップは、建設用のコンクリートの使用です。これは、移動性のために特別な添加剤で変更されています。
さまざまな迫撃砲で作業するために、スプレーノズルのセットが用意されています。
さらに、ロボットが改良されるにつれて、彼らはフィッティングと溶接機で動作するように教えられます。
そして掘削機のバケツ。
エンジニアが考案したように、時間の経過とともに、プロトタイプに基づいて、完全に自律的なロボットを作成することが可能になります。
たとえば、1つのシナリオは、複数の建設ロボットを遠隔地に送り、そこで相互作用して建物の建設を開始することです。
Denning Mobile Robot Companyは、ボストンに本拠を置く最初の企業であり、既成の自律型ロボットを提供し、その後、主に研究者によって購入されました。 完成したロボットの製造のためにロボット工学者の注文を履行する他の会社の中には、「RWIInc。」がありました。 Grinella Mura（B-21ロボットを作成した）、JamesSlaterのNomadicTechnologies（XR4000マシンを開発した）、Francesco MondeidaのK-Team（彼女の開発に基づいて、Kheperaモバイルロボットが作成された）は、この業界のパイオニアになりました。 しかし、これらの機械は高額であるため、購入できる大学院生や軍の研究者はごくわずかです。 最終的に、1995年に、RWIとActivMediaRoboticsの共同開発が導入されました。これはPioneerと呼ばれます。 この記事で説明するモバイルロボティクスの分野で重大なブレークスルーが発生したのは、このロボットの外観と手頃な価格のおかげです。
画像ソース：Lori Photobank物語
1999年の時点で、Denningは存在しません。 1998年、RWIはISRoboticsと合併してiRobotを形成しました。 当初はリモート制御ロボットのPackBotシリーズでよく知られていましたが、後に自律型研究ロボットから軍事研究市場に焦点を移しました。 市場はまた、NomadicTechnologiesによって放棄されました。 MobileRobots Inc. K-Teamは引き続き研究コミュニティをサポートしています。
2003年、米国国防総省の先端研究開発局は、15台のセグウェイをポータブルロボットプラットフォームに変換する契約をセグウェイに授与しました。 セグウェイと必要なスペアパーツは4月に経営陣に届けられました。 6月、Officeは、Pacific Space and Naval Systems Centerとの協力を開始し、政府および科学研究機関に部品を供給しました。
自律航法装置
室内作業
1990年代から2000年代にかけて、研究用ロボットは次のように改良されました。 バッテリー寿命部屋の中に。 研究ベースのロボットには、感覚システム、モビリティ、および必要な計算能力が含まれます。 そのようなプロジェクトの中には、Pioneer、PatrolBot、PowerBot、PeopleBotがあります。 これらのプラットフォームは、フロアプランを作成し、SLAM、モンテカルロ/マルコフローカリゼーションのバリエーション、2D距離計なしで変更されたマグニチュード反復検索などの非標準のナビゲーション方法を使用できます。 同様の方法で、ロボットのワークスペースマップを作成します。このマップは、ロボットの移動中にロボットを制御する人が読み取ることができます。 アメリカの会社「エボリューションロボティクス」は、距離計を視覚サンプルとの比較に置き換えるVSLAM方式を使用した複合カメラの操作プログラムを提供していますが、このシステムの欠点は、このシステムが人間を作成できないことです。 -読み取り可能なマップ。 他のグループは、ステレオカメラを使用したVSLAMシステムの構築に忙しくしています。これは、距離計にデータを提供し、ロボットが地図を作成してナビゲートできるようにするためです。 Kheperaと呼ばれるK-Team開発、Segwayベースのプラットフォーム、およびその他の探索ロボットは、外部のコンピューティングリソースと通信して、そのようなプログラムを使用できます。
システムの精度は、センサーの精度、画像の粗さ、および計算の速度に依存します。 距離計レーザーは±1cmの精度を提供できますが、デジタルステレオカメラの精度は0.25ピクセルに制限されているため、範囲が制限されます。 視覚システムは、レーザーなどの単純な距離計よりも計算量が多くなりますが、カメラに組み込まれているデジタルシグナルプロセッサを使用できます。 精度を優先する価格の譲歩により、消費者向けロボットのビジュアルシステムが安価になりましたが、商用、産業用ロボット、および自走式車両には、レーザー測距システムが搭載されていることがよくあります。
オープンスペースで働く
屋外では、GPSシステムを使用して自律型研究ロボットが配置されます。 ただし、衛星信号は干渉のために散乱することがよくあります。 例外は、推測航法と慣性追跡を使用するロボットです。 推測航法は、対応するホイールの動きに依存し、累積的なスリップの問題が発生する可能性があります。 慣性追跡では、高速ジャイロスコープと加速度計を使用して動きを測定します。 精度は、センサーのキャリブレーションと品質に依存します。 Segway RMP 400およびSeekurシステムは、このタイプの研究のために特別に設計されたプラットフォームの例です。 他のほとんどの同様のロボットは、既存のモデルの模倣にすぎません。
限られたオープンスペースでは、ジョンディアゲーターなどのロボットは無線ビーコンに囲まれていることが多く、測位とナビゲーションに3つ以上のビーコンの単純な三角測量を使用します。 ビーコンは、古い自動運転車によって工場でも使用されています。
プログラミング
自律型研究ロボットのプログラムのほとんどは、オープンソースまたはフリーソフトウェアであり、その中には次のものがあります。 オペレーティング·システム ROS、カーネギーメロン大学の「Carmen」ツールキット、サウスカロライナ大学の「Player / Stage / Gazebo」、およびMobileRobotsIncのAPI。 無料に分類されるURBIソフトウェア開発キット ソフトウェア、多くの大学で使用されています。
商用プログラムの中には、1998年に開発され、500を超える大学でライセンスに基づいて使用されている「Webots」があります。 Linux、Windows、MacOSXで動作します。 2006年6月、Microsoft Researchは、WindowsXP用のRoboticsStudio開発キットの無料ベータ版を提供しました。
ロボットの制御は難しい作業です。 私たちが選択した定義では、デバイスがその環境を認識している必要があります。 次に、決定を下し、適切なアクションを実行します。 ロボットは自律型または半自律型にすることができます。
- 自律型ロボットは、センサーから受信したデータに基づいて、特定のアルゴリズムに従って動作します。
- 半自律型ロボットには、人間が制御するタスクがあります。 さらに、それ自体で実行する他のタスクがあります...
半自律型ロボット
半自律型ロボットの良い例は、複雑な水中ロボットです。 人間がロボットの基本的な動きを制御します。 そしてこの時点で、搭載されたプロセッサは水中の流れを測定して応答します。 これにより、ドリフトすることなくロボットを同じ位置に保つことができます。 ロボットに搭載されたカメラがビデオを人間に送り返します。 さらに、搭載センサーは水温や水圧などを監視できます。
ロボットが水面との接触を失うと、自律プログラムがオンになり、水中ロボットを水面に上げます。 ロボットを制御できるようにするには、ロボットの自律性のレベルを決定する必要があります。 おそらく、ロボットをケーブルで制御したり、ワイヤレスにしたり、完全に自律させたりする必要があります。
ケーブル管理
ロボットを制御する最も簡単な方法は、ケーブルでロボットに物理的に接続されたハンドコントローラーを使用することです。 このコントローラーのスイッチ、ノブ、レバー、ジョイスティック、ボタンを使用すると、ユーザーは複雑な電子機器をオンにすることなくロボットを制御できます。
この状況では、モーターと電源をスイッチに直接接続できます。 したがって、前後の回転を制御することができます。 それは一般的に車で使用されます。
それらにはインテリジェンスがなく、「ロボット」ではなく「リモート制御マシン」と見なされます。
- この接続の主な利点は、ロボットが動作時間によって制限されないことです。 ネットワークに直接接続できるので。 信号損失を心配する必要はありません。 ロボットは、原則として、最小限の電子機器を備えており、それほど複雑ではありません。 ロボット自体は軽量にすることも、追加のペイロードを持たせることもできます。 何か問題が発生した場合は、ケーブルにテザーを取り付けてロボットを物理的に回収できます。 これは特に水中ロボットに当てはまります。
- 主な欠点は、ケーブルが絡まったり、何かに引っかかったり、断線したりする可能性があることです。 ロボットを送ることができる距離は、ロープの長さによって制限されます。 長いテザーをドラッグすると摩擦が加わり、ロボットの動きが遅くなったり停止したりする可能性があります。
ケーブルと内蔵マイクロコントローラーによるロボット制御
次のステップは、マイクロコントローラーをロボットにインストールすることですが、ケーブルを使い続けます。 マイクロコントローラーをコンピューターのI/Oポート（USBポートなど）の1つに接続すると、アクションを制御できます。 制御は、キーボード、ジョイスティック、またはその他を使用して実行されます 周辺機器。 プロジェクトにマイクロコントローラーを追加するには、入力信号を使用してロボットをプログラムする必要がある場合もあります。
- 主な利点は、直接ケーブル制御の場合と同じです。 より複雑なロボットの動作と、個々のボタンまたはコマンドに対する反応をプログラムできます。 コントローラーコントロール（マウス、キーボード、ジョイスティックなど）にはさまざまな選択肢があります。 追加されたマイクロコントローラーにはアルゴリズムが組み込まれています。 これは、センサーと相互作用し、それ自体で特定の決定を下すことができることを意味します。
- 欠点には、追加の電子機器が存在するためにコストが高くなることが含まれます。 その他の欠点は、ケーブルによるロボットの直接制御の場合と同じです。
イーサネット制御
使用済み コネクタ イーサネットRJ45。 制御にはイーサネット接続が必要です。 ロボットはルーターに物理的に接続されています。 したがって、インターネットを介して制御することができます。 移動ロボットでも可能です（あまり実用的ではありませんが）。
インターネットを介して通信できるロボットをセットアップするのは非常に難しい場合があります。 まず第一に、WiFi（ワイヤレスインターネット）接続が優先されます。 有線と無線の組み合わせも、トランシーバー（送信と受信）がある場合のオプションです。 トランシーバーはインターネットに物理的に接続されており、インターネットを介して受信したデータはワイヤレスでロボットに送信されます。
- 利点は、ロボットが世界中のどこからでもインターネットを介して制御できることです。 Power over Ethernetを使用できるため、ロボットに時間制限はありません。 PoE。 これは、標準を介してリモートデバイスへのデータと一緒に電気エネルギーの転送を可能にする技術です ツイストペアイーサネットネットワーク経由。 インターネットプロトコル（IP）を使用すると、通信スキームを簡素化および改善できます。 利点は、直接有線コンピューター制御の場合と同じです。
- 欠点は、プログラミングがより複雑で、ケーブル制御の場合と同じ欠点です。
IRリモコン
赤外線送信機と受信機は、ロボットをオペレーターに接続するケーブルを排除します。 これは一般的に初心者が使用します。 作業用 赤外線制御見通し線が必要です。 受信機は、データを受信するためにいつでも送信機を「見る」ことができなければなりません。
赤外線リモコン リモコン（など ユニバーサルリモコンリモコン（テレビ用）は、マイクロコントローラーに接続された赤外線受信機にコマンドを送信するために使用されます。 次に、これらの信号を解釈し、ロボットの動作を制御します。
- 利点は低コストです。 シンプルなTVリモコンを使用してロボットを制御できます。
- 欠点は、制御するために視線が必要になることです。
ラジコン
無線周波数制御には、無線周波数（RF）データを送信、受信、および解釈するための小型マイクロコントローラーを備えた送信機と受信機が必要です。 レシーバーボックスには プリント回路基板（プリント基板）レシーバーユニットと小型サーボモーターコントローラーが入っています。 無線通信には、受信機と一致/ペアリングされた送信機が必要です。 物理的に異なる2つの通信システム環境間でデータを送受信できるトランシーバーを使用することができます。
ラジコンは直接の見通し線を必要とせず、長距離で実行できます。 標準のRFデバイスは、最大数キロメートルの距離でデバイス間でデータを送信できます。 より専門的なRFデバイスは、ほぼすべての距離でロボットの制御を提供できます。
多くのロボット設計者は、半自律型のラジコンロボットを構築することを好みます。 これにより、ロボットは可能な限り自律的になり、ユーザーにフィードバックを提供できます。 また、必要に応じて、ユーザーがその機能の一部を制御できるようにすることもできます。
- 利点は、かなりの距離にわたってロボットを制御できることです。ロボットは簡単に構成できます。 通信は全方向性ですが、壁や障害物によって完全にブロックされて通過しない場合があります。
- 欠点は、データ転送速度が非常に遅いことです（単純なコマンドのみ）。 さらに、周波数に注意を払う必要があります。
Bluetooth制御
Bluetoothは無線信号（RF）であり、データを送受信するために特定のプロトコルを介して送信されます。 通常のBluetooth範囲は約10mに制限されることがよくありますが、ユーザーがBluetooth対応デバイスを介してロボットを制御できるという利点があります。 これらは主に携帯電話、PDA、およびラップトップです（ただし、インターフェイスの作成にはカスタムプログラミングが必要になる場合があります）。 ラジコンと同じように、Bluetoothは双方向通信を提供します。
- 利点：Bluetooth対応デバイスから管理できます。 ただし、原則として、追加のプログラミングが必要です。 これらはスマートフォン、ラップトップなどです。 より高いデータレートは全方向性である可能性があります。 したがって、視線は不要で、信号は壁を少し通過できます。
- 短所。 ペアで動作する必要があります。 距離は通常約10m（障害物なし）です。
WiFiコントロール
WiFi制御は、多くの場合、ロボットのオプションの追加機能です。 ロボットを制御する能力 無線ネットワークインターネットを介した場合、ワイヤレス制御にはいくつかの重要な利点（およびいくつかの欠点）があります。 ロボットのWi-Fi制御を設定するには、インターネットに接続されたワイヤレスルーターと、ロボット自体にWiFiユニットが必要です。 ロボットには、TCP/IPプロトコルをサポートするデバイスを使用できます。
- 利点は、世界中のどこからでもロボットを制御できることです。 これを行うには、ワイヤレスルーターの範囲内にある必要があります。 高いデータ転送速度が可能です。
- 欠点は、プログラミングが必要になることです。 最大距離は通常、ワイヤレスルーターの選択によって決まります。
携帯電話の制御
他の 無線技術もともと人と人とのコミュニケーションのために開発された携帯電話は、現在、ロボットの制御に使用されています。 周波数以来 携帯電話調整可能である場合、ロボットにセルラーモジュールを含めるには、通常、追加のプログラミングが必要です。 また、システムを理解する必要はありません。 セルラーネットワークとルール。
- 利点：ロボットは、セルラー信号がある場所ならどこでも制御できます。 衛星通信が可能です。
- 短所; による制御設定 セルラー通信難しい場合があります-初心者向けではありません。 各セルラーネットワークには、独自の要件と制限があります。 オンラインサービスは無料ではありません。 通常、転送するデータが多いほど、支払う必要のある金額も多くなります。 システムは、ロボット工学で使用するようにまだ構成されていません。
次のステップは、ロボットのマイクロコントローラーを完全に活用することです。 そしてまず第一に、センサーからデータを入力するためのアルゴリズムをプログラミングします。 自律制御は、さまざまな形で実行できます。
- 環境からのフィードバックなしで事前にプログラムする
- 限定 フィードバックセンサー付き
- 複雑なセンサーフィードバック付き
真の自律制御には、多くのセンサーとアルゴリズムが含まれています。 それらはロボットが独立して決定することを可能にします 最高のアクションどんな状況でも。 自律型ロボットに現在実装されている最も洗練された制御方法は、視覚的および聴覚的コマンドです。 視覚的な制御のために、ロボットは人や物を見てコマンドを受け取ります。
一枚の紙から左向きの矢印を読み取ることによってロボットを左に曲がるように制御することは、想像するよりもはるかに困難です。 「左折」などのサービスコマンドにも、かなりのプログラミングが必要です。 「スリッパを持ってきて」のような多くの複雑なコマンドをプログラミングすることは、もはや幻想ではありません。 たくさん必要ですが 高いレベルプログラミングと 多数時間。
- 利点は「本物の」ロボット工学です。タスクは、単一のセンサーからの読み取り値に基づいてライトを点滅させることから、遠くの惑星に宇宙船を着陸させることまで簡単です。
- 欠点はプログラマーだけに依存します。 ロボットが望まないことをしている場合、選択肢は1つだけです。 これは、コードをチェックして変更し、変更をロボットにアップロードするためのものです。
実用的な部分
私たちのプロジェクトの目標は、センサーからの外部信号に基づいて意思決定を行うことができる自律型プラットフォームを作成することです。 レゴEV3マイクロコントローラーを使用します。 これにより、完全に自律的なプラットフォームにすることができます。 したがって、半自律的で、Bluetoothまたは赤外線リモコンを使用して制御されます。
レゴEV3プログラマブルブリック