În ultimii ani, termenii „inteligență” și „inteligență artificială” și-au pierdut sensul inițial. Publicitatea modernă numește orice fier de călcat cu două becuri „inteligent”. Dar aspiratorul robot neputincios într-o încurcătură de cabluri și mintea fantastică a lui Skynet nu sunt nici măcar verighe din același lanț evolutiv.
Roboții moderni, ca acum multe decenii, au o listă limitată de algoritmi de acțiune și sunt inutili în condiții dificile fără comunicare cu operatorul - cu radiații puternice, sub pământ, la adâncimea mării sau în spațiu. Trist exemplu al recentului dezastru de la Fukushima a arătat că nicio cantitate de telecomandă nu poate înlocui un adevărat robot autonom.
Majoritatea roboților sunt fie programați instinctiv, fie controlați de la distanță. Un robot autonom fără inteligență artificială autonomă nu este posibil.
Principala problemă a roboticii moderne, la fel ca acum multe decenii, este legată de dezvoltarea unei inteligențe artificiale decente. În unele cazuri, putem vorbi despre succese și chiar despre progrese evidente. De exemplu, experimentele Google pentru a crea mașini autonome fără șofer sau programul AlphaGo al aceluiași Google, care l-a învins pe campionul mondial în jocul Go. Sau inteligența supercomputerului IBM Watson, capabilă să înțeleagă întrebări și să găsească răspunsuri în baza de cunoștințe.
Până acum, majoritatea dezvoltărilor din domeniul inteligenței artificiale nu sunt potrivite pentru roboții autonomi. Multe dintre ele sunt limitate la domeniul ales, unele necesită putere de calcul neautonomă. În unele cazuri, ca și în cazul robotului Tay de la Microsoft, inteligența artificială înnebunește complet după o scurtă comunicare cu oamenii.
Astăzi, un robot autonom trebuie să înțeleagă vorbirea și gesturile naturale, să gândească logic, să învețe și să ia decizii independente. Un robot autonom ideal, echipat cu senzorii, instrumentele și baza de cunoștințe necesare, ar trebui să asculte sarcina și, fără alte întrebări, să meargă acasă pentru a o finaliza.
„Razumator” rusesc: creier universal pentru un robot autonom
Dezvoltatorii ruși au fost întotdeauna renumiți pentru viziunea lor largă asupra problemei. Inteligența artificială „Razumator”, creată de compania națională „Mivar”, a fost dezvoltată inițial ca bază pentru orice tipuri de roboți autonomi.
Nucleul logic al software-ului Razumator, vorbind în limbaj robotic, este un planificator logic care oferă roboților capacitatea de a construi algoritmi în mod independent și de a rezolva probleme fără participarea oamenilor. Diferența dintre „inteligența” unui robot de curățare și inteligența artificială a unui robot autonom este perfect explicată de slide-ul de mai jos, care arată diferența dintre nivelurile reflectorizante și cele logice.
Graficul 3d al cercetării inteligenței artificiale
Lucrarea inteligenței artificiale „Razumator” este descrisă de „principiul mivar”, ceea ce înseamnă prelucrarea bazelor de date multidimensionale cu un model context-global, în care datele, inferența lor logică și procesarea lor sunt integrate într-un singur întreg, iar toate procesele au loc. in timp real. Acronimul „MIVAR” (Multidimensional Informational Variable Adaptive Reality, în engleză Multidimensional Informational Variable Adaptive Reality), în consonanță cu numele companiei, cu dezvoltarea de succes a tehnologiei, are toate șansele de a intra în limbi străine pe aceeași drepturi care „sputnik” odată intrat.
Tehnologia de analiză a datelor multidimensională permite luarea deciziilor autonome în timp real
Caracteristica principală a tehnologiei mivar este viteza extrem de mare - până la 5 milioane de reguli pe secundă. Astfel, pentru analiza matricelor de date uriașe și luarea deciziilor operaționale autonome, este suficientă puterea de calcul scăzută. Așteptați un minut: un laptop obișnuit poate procesa un grafic cu 20 de dimensiuni cu 150.000 de vârfuri pe 600.000 de muchii în timp real! Indicatorii sunt atât de mari încât, potrivit lui Oleg Varlamov, nimeni din lume nu este încă pregătit să concureze cu ei.
Razumator, prezentat și sub formă de software în cutie, poate fi instalat chiar și pe un laptop obișnuit.
„Reasoner” este nucleul proiectului complex „Robomind”, care poate fi adaptat la orice tip de roboți autonomi. Să presupunem că un reprezentant al unei companii de explorare vine mâine și comandă un rechin autonom de adâncime pentru condiții arctice - aspect robotul se va schimba radical, dar creierul Raționorului va rămâne același, cu excepția unei adaptări suplimentare la baza de cunoștințe adecvată.
Platformă robotică Murom-ISP: un semifabricat universal pentru producția de roboți autonomi
Un sistem robot complet autonom pentru orice scop include cinci elemente de bază. Lista include mecanisme, senzori senzori, un modul de calcul, elemente de putere autonome și inteligența artificială în sine.
Oleg Varlamov
Președintele Mivar
Platforma robotică Murom-ISP, creată de Mivar și Intellectual Technologies, este un constructor universal: primele patru elemente de bază din lista de mai sus sunt completate în funcție de nevoi, imaginație și mijloace. Cel de-al cincilea element, ca în filmul cu același nume, nu poate fi înlocuit: este miezul intelectual al Raționorului.
Murom-ISP a fost creat ca un teren de testare pentru Razumator. Un robot antropomorf pliabil cu un cap senzorial și un șasiu cu o singură axă cu autoechilibrare de 165 cm înălțime când este desfășurat și 80 cm înălțime când este pliat, vă va permite să elaborați componentele unui robot autonom și interacțiunea acestuia ca parte a unor complexe mai complexe. .
Caracteristicile tehnice ale primului prototip Murom-ISP: Ministerul Situațiilor de Urgență va fi satisfăcut
Apropo, despre aspiratoarele robotizate reflectorizante. În complexele autonome precum „Murom”, astfel de „sub-roboți” sunt destinați rolului de mecanisme auxiliare controlate de la distanță, care servesc la reparații de sondare, curățare și chiar marș. Un astfel de asistent poate fi trimis, ocazional, pentru recunoaștere, dar chiar și pierderea unuia sau mai multor roboți auxiliari nu va afecta în niciun fel performanța complexului.
Încărcat cu mașini și senzori, controlând o mulțime de roboți auxiliari, Moore poate face parte dintr-un complex mai puternic. Imaginați-vă un sistem autonom puternic pe platforma Kamaz, care transportă în depărtare o duzină de Murom special cu o sută sau doi roboți auxiliari de orientare. Aici se dezvăluie domeniul nelimitat pentru fanteziile clienților civili și de apărare!
În exterior, „Murom” nu strălucește cu o atractivitate deosebită, dar designul sistemului este complet echilibrat în ceea ce privește autonomie, performanță și putere de calcul. Acum „Murom” funcționează pe cinci procesoare Intel core i5. Potrivit lui Vladimir Denisenko, directorul Tehnologiilor inteligente, au fost efectuate experimente cu diverse platforme, inclusiv acceleratoare pe plăci grafice.
Până acum, cinci Intel Core i5 s-au dovedit a fi optime din punct de vedere al performanței, autonomiei și prețului, dar nu există nicio legătură cu nicio platformă hardware și software specifică. Când este nevoie de o platformă pe procesoarele Elbrus autohtone, o astfel de versiune va apărea imediat.
Murom-ISP: transportatorul bazat pe KAMAZ implementează o duzină de roboți autonomi cu sute de roboți asistenți
Versiunea complet funcțională a „Murom” cu control vocal, sinteza vorbirii, manipulatoare și alte funcții, dezvoltatorii vor prezenta în septembrie 2016. Astăzi, „Razumator” poate fi folosit de toată lumea atât ca produs independent, cât și ca componentă logică integrată a altor sisteme de control - până la nivelul API.
Suntem siguri că dronele nu vor fi în viitorul foarte apropiat. Motivul pentru care atât de multe companii promit cu nerăsuflate că este chiar după colț este că roboții îți livrează lucruri oricând vrei, ceea ce este o idee fantastică. Dronele par o idee bună la început, deoarece zborul vă permite să ajungeți rapid într-un loc, evitând obstacolele, iar oamenii au rămas blocați cu această idee de ani de zile, deoarece ar fi grozav dacă ați putea să o faceți să funcționeze.
Până acum nu a funcționat, dar asta nu înseamnă că roboții care livrează lucruri nu ar trebui să se întâmple. Și într-adevăr, consumatorilor nu le pasă dacă li se furnizează o dronă aeriană autonomă special construită dacă își iau lucrurile rapid și nu trebuie să-și schimbe pijamaua? Un startup numit Starship Technologies, cu birouri în Londra și Tallinn, Estonia, a anunțat crearea unui robot de livrare autonom care promite să facă tot ce poate face un rulou de dronă (și multe altele), cu excepția atât de la sol, cât și cu o capacitate realistă de a într-adevăr.
Cum funcționează livrarea robotică Starship?
Înființată de doi parteneri Skype, Ahti Heinla (care este CEO și CTO) și Janus Fries, Starship Technologies va introduce flote de roboți de livrare compacti, siguri, silențiosi și, cel mai important, terestre, sperând să deschidă noi oportunități pentru firmele de livrare, cum ar fi pachete sau produse alimentare. magazine și creează un confort fără precedent și economii de costuri pentru persoane fizice. Robotul, care nu este numit din câte îmi pot da seama, poate transporta echivalentul a două pungi de băcănie (aproximativ 10 kilograme) până la 5 kilometri de un hub local sau de un magazin cu amănuntul. Se mișcă într-un ritm, iar încărcat complet cântărește mai puțin de 20 kg, ceea ce înseamnă că este greu pentru mașină să rănească accidental pe cineva. Bordurile și denivelările de pe drum nu sunt o problemă și se pare că pot urca și coborî unele seturi de scări. Software-ul integrat de prevenire a intruziunilor și evitarea obstacolelor îi permite să fie operat în mare măsură pe cont propriu, dar și controlat de operatori care pot interveni pentru a asigura securitatea în orice moment.
Starship estimează că livrările sale robotizate vor costa de 10 până la 15 ori mai puțin decât alternativele actuale de livrare pe ultimul kilometru. Clienții vor putea alege dintre mai multe intervale de expediere scurte și precise, ceea ce înseamnă că mărfurile ajung la momentul potrivit, a spus compania. În timpul livrării, cumpărătorii pot urmări locația robotului în timp real prin intermediul aplicatie mobila, iar la sosire, numai proprietarul aplicației poate debloca expedierea.
Nu spunem că a face acești roboți să funcționeze este ușor, este o necesitate: în timp ce dronele sunt relativ periculoase, mai puțin fiabile, mai zgomotoase, mai scumpe, au încărcături utile limitate și sunt în prezent în limbul legal, roboții Starship vor trebui să rezolve toate fel de probleme, pe care dronele fără pilot le evită complet. Aceste provocări includ găsirea drumului pe drumuri și trotuare, navigarea lângă vehicule și în jurul pietonilor și interacțiunea mai directă cu oamenii. În plus, GPS-ul nu este suficient de precis pentru a menține acești roboți pe trotuare, așa că vor trebui să folosească viziunea pentru a putea spune unde este sigur, bazându-se pe localizarea pe harta de bază, la fel ca mașinile autonome Google. Ei vor trebui să înțeleagă trecerile de pietoni și semafoarele. Ei vor trebui să asculte și să răspundă corect la sirenele vehiculelor de urgență. Și, poate cel mai dificil, vor trebui să detecteze și să comunice cu oameni imprevizibili.
Cu toate acestea, suntem optimiști în acest sens, deoarece am văzut deja o mulțime de tehnologii necesare. Roboții au, în general, multă practică în navigația urbană sigură. Sunt excelente în evitarea obstacolelor, având suficient timp și date adecvate ale senzorului. Există conferințe întregi despre cum să faceți roboții să interacționeze eficient cu oamenii. Cel mai important, dacă oricare dintre aceste materiale eșuează, robotul se poate opri în siguranță și poate aștepta la infinit ca un om să intervină și să-l ajute, cu camere, difuzoare și microfoane oferind teleprezență completă și control de la distanță. Desigur, merită remarcat faptul că Aethon, Savioke și alte companii de robotică au făcut ceva foarte asemănător cu asta de ani de zile. Livrarea de articole care rătăcesc prin spitale, depozite și hoteluri vine cu diverse provocări de a livra articole în timp ce rătăciți pe străzi, dar tehnologia similară este folosită în cea mai mare parte, iar faptul că aceste companii funcționează în mod fiabil ne face să fim optimiști că Starship va fi capabil și.
Starship testează în mod activ prototipuri chiar acum, iar până anul viitor compania va lansa două programe pilot: unul la Greenwich din East London și unul în Statele Unite.
Când vine vorba de roboți de construcție și de imprimarea 3D a caselor, majoritatea oamenilor își imaginează mașini de înaltă tehnologie controlate de om. Astfel de roboți, cel puțin, au nevoie de un operator și asistenți - oameni care îi vor servi. Inginerii de la Institutul de Tehnologie din Massachusetts au decis să privească în viitor și au dezvoltat un prototip de robot de construcție autonom.
Robotul este un șasiu autopropulsat. În fața „constructorului” se află o „mână” - un manipulator multifuncțional inteligent.
În spatele „mânei” cu un mecanism de control computerizat se află o platformă cu materiale de construcție.
Pe acest moment pentru a elabora conceptul, robotul transportă containere cu spumă poliuretanică (spumă poliuretanică) și beton spumos, din care construiește o casă cu cupolă folosind tehnologia cofrajelor fixe. În primul rând, se ridică un perete PPU extern și interior, iar golul este apoi umplut cu beton spumos.
Robotul petrece aproximativ 10-14 ore pentru a construi un dom cu un diametru de 15 metri.
În același timp, robotul nu trebuie să fie controlat de o persoană și, orientându-se pe sol conform semnelor, decide cum să ridice structura.
Dacă soluția se epuizează, robotul pleacă la bază pentru realimentare, după care continuă să construiască casa.
Potrivit dezvoltatorilor, alegerea materialelor și a metodelor de construcție se datorează faptului că este mai ușor să „înveți” robotul să construiască și să facă ajustări corespunzătoare la software.
Următorul pas este utilizarea betonului pentru construcții, care este modificat cu aditivi speciali pentru mobilitate.
Pentru a lucra cu diferite mortare, este furnizat un set de duze de pulverizare.
În plus, pe măsură ce robotul se îmbunătățește, aceștia vor fi învățați să lucreze cu fitinguri și o mașină de sudură.
Și o cupă de excavator.
Așa cum a fost conceput de ingineri, în timp, pe baza prototipului, va fi posibil să se creeze un robot complet autonom.
De exemplu, un scenariu ar putea fi trimiterea mai multor roboți de construcții într-o zonă îndepărtată, unde aceștia, interacționând între ei, vor începe să construiască clădiri.
Denning Mobile Robot Company a fost prima companie din Boston care a oferit roboți autonomi, care au fost apoi achiziționați în principal de cercetători. Printre alte companii care îndeplinesc comenzile robotiștilor pentru producția de roboți finiți s-au numărat „RWI Inc”. Grinella Mura (care a creat robotul B-21), Nomadic Technologies a lui James Slater (care a dezvoltat mașina XR4000) și K-Team a lui Francesco Mondeida (pe baza dezvoltărilor sale, a fost creat robotul mobil Khepera) au devenit pionieri în această industrie. Cu toate acestea, din cauza prețului ridicat al acestor mașini, doar câțiva studenți absolvenți și cercetători militari sunt capabili să le achiziționeze. În cele din urmă, în 1995, a fost introdusă o dezvoltare comună între RWI și ActivMedia Robotics, numită Pioneer. Datorită aspectului acestui robot și prețului său accesibil, a avut loc o descoperire serioasă în domeniul roboticii mobile, despre care va fi discutat în acest articol.
sursa imagine: Lori PhotobankIstorie
Din 1999, Denning nu mai există. În 1998, RWI a fuzionat cu ISRobotics pentru a forma iRobot. Inițial mai cunoscut pentru seria sa PackBot de roboți controlați de la distanță, ulterior și-a mutat atenția de la roboții de cercetare autonomi pe piața de cercetare militară. Piața a fost abandonată și de Nomadic Technologies. MobileRobots Inc. și K-Team continuă să sprijine comunitatea de cercetare.
În 2003, Biroul de Cercetare și Dezvoltare Avansată al Departamentului de Apărare al SUA a atribuit un contract Segway pentru a converti cincisprezece Segway-uri în platforme robotice portabile. Segway-urile și piesele de schimb necesare au fost livrate conducerii în luna aprilie. În iunie, Oficiul a început să colaboreze cu Centrul de Sisteme Spațiale și Navale din Pacific pentru a furniza piese guvernamentale și organizațiilor de cercetare științifică.
Echipamente pentru navigație autonomă
munca de interior
În anii 1990-2000, roboții de cercetare au fost îmbunătățiți durata de viata a bateriei in camera. Roboții bazați pe cercetare includ un sistem senzorial, mobilitate și puterea de calcul necesară. Printre astfel de proiecte se numără Pioneer, PatrolBot, PowerBot, PeopleBot. Aceste platforme sunt capabile să creeze planuri de etaj și să utilizeze metode de navigare non-standard, cum ar fi SLAM, variații ale localizării Monte Carlo/Markov, căutarea repetată de magnitudine modificată fără telemetrie 2D. O metodă similară creează o hartă a spațiului de lucru pentru robot, care poate fi citită de persoana care controlează robotul în timp ce acesta se mișcă. Compania americană „Evolution Robotics” oferă programe pentru funcționarea unei camere combinate folosind metoda VSLAM, care înlocuiește telemetrul cu o comparație cu o probă vizuală, dar dezavantajul acestui sistem este că acest sistem nu este capabil să creeze un om. -hartă lizibilă. Alte grupuri sunt ocupate să construiască un sistem VSLAM folosind o cameră stereo, deoarece oferă date pentru telemetru, ceea ce permite robotului să creeze o hartă și să o navigheze. O dezvoltare K-Team numită Khepera, platformele bazate pe Segway și alți roboți de explorare pot comunica cu resurse de calcul externe pentru a utiliza astfel de programe.
Precizia sistemului depinde de acuratețea senzorilor, de granularea imaginilor și de viteza calculelor. Un laser cu telemetru poate oferi o precizie de ±1 cm, în timp ce o cameră stereo digitală este limitată în precizie la 0,25 pixeli, ceea ce face ca raza sa limitată. Sistemele vizuale sunt mai intense din punct de vedere computațional decât telemetrul simple, cum ar fi laserele, dar pot folosi un procesor de semnal digital încorporat în cameră. Concesiile de preț în favoarea acurateței au condus la sisteme vizuale mai ieftine pentru roboții de consum, în timp ce roboții comerciali, industriali și vehiculele cu conducere autonomă au adesea sisteme cu laser.
Lucrați în spațiu deschis
În exterior, un robot de cercetare autonom este poziționat folosind sisteme GPS. Cu toate acestea, semnalele satelitului pot fi adesea împrăștiate din cauza interferențelor. Excepție fac roboții care folosesc dead reckoning și urmărirea inerției. Estimarea depinde de mișcarea corespunzătoare a roții și poate fi supusă unor probleme cumulative de alunecare. Urmărirea inerției folosește giroscoape și accelerometre de mare viteză pentru a măsura mișcarea. Precizia depinde de calibrarea și calitatea senzorilor. Sistemele Segway RMP 400 și Seekur sunt exemple de platforme concepute special pentru acest tip de cercetare. Majoritatea celorlalți roboți similari sunt doar imitații ale modelelor existente.
În spațiile deschise închise, roboții precum John Deere Gator sunt adesea înconjurați de balize radio și folosesc o simplă triangulare a trei sau mai multe balize pentru poziționare și navigare. Balizele sunt, de asemenea, folosite în fabrici de vehiculele mai vechi cu conducere autonomă.
Programare
Majoritatea programelor pentru roboții de cercetare autonomi sunt open source sau software liber, printre care se numără − sistem de operare ROS, setul de instrumente „Carmen” de la Universitatea Carnegie Mellon, „Player/Stage/Gazebo” de la Universitatea din Carolina de Sud și un API de la MobileRobots Inc. Kitul de dezvoltare software URBI, clasificat drept gratuit software, este folosit în multe universități.
Printre programele comerciale se numără „Webots”, dezvoltat în 1998 și utilizat sub licență în peste 500 de universități. Funcționează pe Linux, Windows și Mac OS X. În iunie 2006, Microsoft Research a oferit versiuni beta gratuite ale kit-urilor de dezvoltare Robotics Studio pentru Windows XP.
Controlul unui robot este o sarcină dificilă. Definiția pentru care am ales-o necesită ca dispozitivul să fie conștient de mediul său. Apoi luați o decizie și luați măsurile corespunzătoare. Roboții pot fi autonomi sau semi-autonomi.
- Un robot autonom funcționează conform unui algoritm dat, bazat pe datele primite de la senzori.
- Un robot semi-autonom are sarcini care sunt controlate de un om. Și, în plus, există și alte sarcini pe care le îndeplinește singur...
Roboți semi-autonomi
Un bun exemplu de robot semi-autonom este un robot subacvatic complex. Omul controlează mișcările de bază ale robotului. Și în acest moment, procesorul de la bord măsoară și răspunde la curenții subacvatici. Acest lucru vă permite să mențineți robotul în aceeași poziție fără a vă deplasa. O cameră de la bordul robotului trimite videoclipul înapoi omului. În plus, senzorii de la bord pot monitoriza temperatura apei, presiunea și multe altele.
Dacă robotul pierde contactul cu suprafața, atunci programul autonom se pornește și ridică robotul subacvatic la suprafață. Pentru a vă putea controla robotul, va trebui să determinați nivelul de autonomie al acestuia. Poate doriți ca robotul să fie controlat prin cablu, să fie wireless sau complet autonom.
Organizare de cabluri
Cel mai simplu mod de a controla un robot este cu un controler manual conectat fizic la acesta printr-un cablu. Comutatoarele, butoanele, pârghiile, joystick-urile și butoanele de pe acest controler permit utilizatorului să controleze robotul fără a fi nevoit să pornească electronice complexe.
În această situație, motoarele și sursa de alimentare pot fi conectate direct la comutator. Prin urmare, rotația sa înainte/înapoi poate fi controlată. Este folosit în mod obișnuit în vehicule.
Ei nu au inteligență și sunt considerați mai degrabă „mașini controlate de la distanță” decât „roboți”.
- Principalele avantaje ale acestei conexiuni sunt că robotul nu este limitat de timpul de funcționare. Deoarece poate fi conectat direct la rețea. Nu trebuie să vă faceți griji cu privire la pierderea semnalului. Robotul, de regulă, are un minim de electronică și nu este foarte complex. Robotul în sine poate fi ușor sau poate avea o sarcină utilă suplimentară. Robotul poate fi recuperat fizic cu o prindere atașată la cablu dacă ceva nu merge bine. Acest lucru este valabil mai ales pentru roboții subacvatici.
- Principalele dezavantaje sunt că cablul se poate încurca, se poate prinde de ceva sau se poate rupe. Distanța pe care robotul poate fi trimis este limitată de lungimea frânghiei. Tragerea unei legături lungi adaugă frecare și poate încetini sau chiar opri mișcarea robotului.
Control robot prin cablu și microcontroler încorporat
Următorul pas este să instalați microcontrolerul pe robot, dar continuați să utilizați cablul. Conectarea microcontrolerului la unul dintre porturile I/O ale computerului (cum ar fi un port USB) vă permite să vă controlați acțiunile. Controlul se realizează folosind tastatura, joystick-ul sau altele dispozitiv periferic. Adăugarea unui microcontroler la un proiect poate necesita, de asemenea, să programați robotul cu semnale de intrare.
- Principalele avantaje sunt aceleași ca și în cazul controlului direct prin cablu. Comportamentul robotului și reacțiile mai complexe la butoanele sau comenzile individuale pot fi programate. Există o gamă largă de comenzi ale controlerului (mouse, tastatură, joystick etc.). Microcontrolerul adăugat are algoritmi încorporați. Aceasta înseamnă că poate interacționa cu senzorii și poate lua anumite decizii pe cont propriu.
- Dezavantajele includ un cost mai mare din cauza prezenței electronicelor suplimentare. Alte dezavantaje sunt aceleași ca la controlul direct al robotului prin cablu.
Control Ethernet
folosit conector Ethernet RJ45. Pentru control este necesară o conexiune Ethernet. Robotul este conectat fizic la router. Prin urmare, poate fi controlat prin Internet. Este posibil (deși nu foarte practic) și pentru roboții mobili.
Configurarea unui robot care poate comunica prin Internet poate fi destul de dificilă. În primul rând, este de preferat o conexiune WiFi (internet fără fir). Combinația cu fir și fără fir este, de asemenea, o opțiune în cazul în care există un transceiver (transmite și recepție). Transceiver-ul este conectat fizic la Internet, iar datele primite prin Internet sunt apoi transmise fără fir către robot.
- Avantajul este că robotul poate fi controlat prin Internet de oriunde în lume. Robotul nu are limită de timp, deoarece poate folosi Power over Ethernet. PoE. Aceasta este o tehnologie care permite unui dispozitiv de la distanță să transmită energie electrică împreună cu date printr-un standard pereche răsucită printr-o rețea Ethernet. Utilizarea protocolului Internet (IP) poate simplifica și îmbunătăți schema de comunicare. Avantajele sunt aceleași ca și în cazul controlului direct pe computer prin cablu.
- Dezavantajul este programarea mai complexă și aceleași dezavantaje ca și în cazul controlului prin cablu.
Telecomanda IR
Emițătoarele și receptoarele cu infraroșu elimină cablul care conectează robotul la operator. Acesta este folosit în general de începători. Pentru munca control în infraroșu este necesară linia de vedere. Receptorul trebuie să poată „vedea” emițătorul în orice moment pentru a primi date.
Telecomenzi cu infraroșu telecomandă(ca telecomenzi universale telecomandă, pentru televizoare) sunt folosite pentru a trimite comenzi către un receptor infraroșu conectat la microcontroler. Apoi interpretează aceste semnale și controlează acțiunile robotului.
- Avantajul este costul redus. Telecomenzile simple ale televizorului pot fi folosite pentru a controla robotul.
- Dezavantajele sunt că necesită o linie de vedere pentru a controla.
control radio
Controlul radiofrecvenței necesită un transmițător și un receptor cu microcontrolere mici pentru a trimite, primi și interpreta datele de radiofrecvență (RF). Cutia receptorului contine placă de circuit imprimat(placă de circuit imprimat) care conține unitatea receptor și un mic controler de servomotor. Comunicarea radio necesită un transmițător potrivit/împerecheat cu receptorul. Este posibil să se utilizeze un transceiver care poate trimite și primi date între două medii de sistem de comunicații diferite din punct de vedere fizic.
Controlul radio nu necesită linie directă de vedere și poate fi efectuat pe distanțe lungi. Dispozitivele RF standard pot transmite date între dispozitive pe distanțe de până la câțiva kilometri. În timp ce dispozitivele RF mai profesionale pot oferi controlul robotului la aproape orice distanță.
Mulți designeri de roboți preferă să construiască roboți semi-autonomi controlați radio. Acest lucru permite robotului să fie cât mai autonom posibil și să ofere feedback utilizatorului. Și poate oferi utilizatorului un anumit control asupra unora dintre funcțiile sale, dacă este necesar.
- Avantajele sunt capacitatea de a controla robotul pe distanțe considerabile, acesta putând fi configurat cu ușurință. Comunicarea este omnidirecțională, dar este posibil să nu treacă complet blocată de pereți sau obstacole.
- Dezavantajele sunt rata de transfer de date foarte scăzută (doar comenzi simple). În plus, trebuie să fiți atenți la frecvențe.
Control prin Bluetooth
Bluetooth este un semnal radio (RF) și este transmis prin anumite protocoale pentru a trimite și a primi date. Raza normală de acțiune Bluetooth este adesea limitată la aproximativ 10 m. Deși are avantajul de a permite utilizatorilor să-și controleze robotul prin intermediul dispozitivelor compatibile Bluetooth. Acestea sunt în principal telefoane mobile, PDA-uri și laptop-uri (deși poate fi necesară o programare personalizată pentru a crea interfața). La fel ca și controlul radio, Bluetooth oferă comunicare în două sensuri.
- Beneficii: Gestionat de pe orice dispozitiv compatibil Bluetooth. Dar, de regulă, este necesară o programare suplimentară. Acestea sunt smartphone-uri, laptop-uri etc. Ratele mai mari de date pot fi omnidirecționale. Prin urmare, linia de vedere nu este necesară și semnalul poate trece puțin prin pereți.
- Dezavantaje. Trebuie să lucreze în perechi. Distanța este de obicei de aproximativ 10m (fără obstacole).
Control WiFi
Controlul WiFi este adesea un plus opțional pentru roboți. Abilitatea de a controla un robot retea fara fir prin Internet prezintă câteva avantaje semnificative (și unele dezavantaje) controlului fără fir. Pentru a configura controlul prin Wi-Fi al robotului, aveți nevoie de un router wireless conectat la Internet și de o unitate WiFi pe robotul însuși. Pentru robot, puteți utiliza un dispozitiv care acceptă protocolul TCP/IP.
- Avantajul este capacitatea de a controla robotul de oriunde în lume. Pentru a face acest lucru, trebuie să fie în raza de acțiune a routerului wireless. Sunt posibile rate mari de transfer de date.
- Dezavantajele sunt că este necesară programarea. Distanța maximă este de obicei determinată de alegerea routerului wireless.
Controlul telefonului mobil
Alte tehnologie wireless, care a fost dezvoltat inițial pentru comunicarea de la om la om, telefonul mobil este acum folosit pentru a controla roboții. Din moment ce frecvenţele telefon mobil sunt reglabile, includerea unui modul celular pe robot necesită de obicei programare suplimentară. De asemenea, nu trebuie să înțelegeți sistemul. retea celulara si reguli.
- Avantaje: robotul poate fi controlat oriunde unde exista semnal celular. Comunicarea prin satelit este posibilă.
- Dezavantaje; setarea controlului prin comunicare celulară poate fi dificil - nu pentru începători. Fiecare rețea celulară are propriile cerințe și limitări. Serviciul online nu este gratuit. De obicei, cu cât transferi mai multe date, cu atât mai mulți bani trebuie să plătești. Sistemul nu a fost încă configurat pentru utilizare în robotică.
Următorul pas este să utilizați pe deplin microcontrolerul din robotul dvs. Și, în primul rând, programarea algoritmului său pentru introducerea datelor de la senzorii săi. Controlul autonom poate fi exercitat sub diferite forme:
- fi preprogramat fără feedback din partea mediului
- limitat părere cu senzori
- cu feedback complex al senzorului
Controlul autonom adevărat include mulți senzori și algoritmi. Ele permit robotului să determine independent cea mai buna actiuneîn orice situație dată. Cele mai sofisticate metode de control implementate în prezent pe roboții autonomi sunt comenzile vizuale și auditive. Pentru control vizual, robotul se uită la o persoană sau un obiect pentru a-și primi comenzile.
Controlul unui robot pentru a vira la stânga citind o săgeată îndreptată spre stânga de pe o coală de hârtie este mult mai dificil decât s-ar putea imagina. O comandă de serviciu precum „virați la stânga” necesită, de asemenea, destul de multă programare. Programarea multor comenzi complicate precum „Adu-mi papucii” nu mai este o fantezie. Deși necesită mult nivel inalt programare şi un numar mare timp.
- Beneficiile sunt robotica „adevărată”. Sarcinile pot fi la fel de simple precum clipirea unei lumini pe baza citirilor de la un singur senzor, până la aterizarea unei nave spațiale pe o planetă îndepărtată.
- Dezavantajele depind doar de programator. Dacă robotul face ceva ce nu vrei să facă, atunci ai o singură opțiune. Acesta este pentru a vă verifica codul, a-l schimba și a încărca modificările în robot.
Partea practică
Scopul proiectului nostru este de a crea o platformă autonomă capabilă să ia decizii pe baza semnalelor externe de la senzori. Vom folosi un microcontroler Lego EV3. Ne permite să o facem ca o platformă complet autonomă. Deci semi-autonom, controlat prin Bluetooth sau folosind o telecomandă cu infraroșu.
Caramida programabila LEGO EV3