Jump to content

Очерк робототехники

Следующий план представляет собой обзор и актуальное руководство по робототехнике:

Робототехника — раздел машиностроения, электротехники и информатики, занимающийся проектированием, конструированием, эксплуатацией и применением роботов, а также компьютерных систем для их управления, сенсорной обратной связи и обработки информации. Эти технологии связаны с автоматизированными машинами, которые могут заменять людей в опасных средах или производственных процессах или напоминать людей по внешнему виду, поведению и/или когнитивным способностям. Многие из сегодняшних роботов вдохновлены природой, внося свой вклад в область биоробототехники.

Слово «робот» было представлено публике чешским писателем Карелом Чапека в его пьесе RUR (Универсальные роботы Россума) , опубликованной в 1920 году. Термин «робототехника» был придуман Айзеком Азимовым в его научно-фантастическом рассказе 1941 года « Лжец! » " [1]

Природа робототехники [ править ]

Робототехнику можно охарактеризовать как:

Отрасли робототехники [ править ]

  • Адаптивное управление – метод управления, используемый контроллером, который должен адаптироваться к управляемой системе с изменяющимися или изначально неопределенными параметрами. Например, по мере полета самолета его масса будет медленно уменьшаться в результате расхода топлива; необходим закон управления, который адаптируется к таким меняющимся условиям.
  • Воздушная робототехника – разработка беспилотных летательных аппаратов (БПЛА), широко известных как дроны, летательных аппаратов без пилота-человека на борту. Их полет управляется либо автономно бортовыми компьютерами, либо дистанционным управлением пилота на земле или другом аппарате.
  • Наука об Android - междисциплинарная основа для изучения человеческого взаимодействия и познания, основанная на предпосылке, что очень человекоподобный робот (то есть андроид) может вызывать у людей ориентированные на человека социальные реакции.
  • Антроботика – наука о разработке и изучении роботов, полностью или в некотором роде похожих на человека.
  • Искусственный интеллект интеллект машин и отрасль информатики , целью которой является его создание.
  • Искусственные нейронные сети — математическая модель, вдохновленная биологическими нейронными сетями.
  • Автономный автомобиль - автономное транспортное средство, способное выполнять транспортные возможности традиционного автомобиля.
  • Автономная исследовательская робототехника
  • Байесовская сеть
  • Робототехника BEAM - стиль робототехники, в котором в основном используются простые аналоговые схемы вместо микропроцессора для создания необычайно простой конструкции (по сравнению с традиционными мобильными роботами), в которой гибкость сочетается с надежностью и эффективностью при выполнении задачи, для которой она была разработана.
  • Робототехника, основанная на поведении – отрасль робототехники, которая включает в себя модульный или поведенческий ИИ (BBAI).
  • Биологическая робототехника – создание роботов, вдохновленных биологическими системами. Биомимикрию и биодизайн иногда путают. Биомимикрия копирует природу, в то время как биоинспирированный дизайн учится у природы и создает механизм, который проще и эффективнее, чем система, наблюдаемая в природе.
  • Биомиметика – см. Бионика .
  • Биоморфная робототехника - раздел робототехники, ориентированный на имитацию механики, сенсорных систем, вычислительных структур и методологий, используемых животными.
  • Бионика , также известная как биомиметика, биогнозис, биомимикрия или бионическая креативная инженерия, представляет собой применение биологических методов и систем, встречающихся в природе, для изучения и проектирования инженерных систем и современных технологий.
  • Биороботика - исследование того, как создавать роботов, которые имитируют или моделируют живые биологические организмы механически или даже химически.
  • Облачная робототехника — это область робототехники, которая пытается использовать облачные технологии, такие как облачные вычисления, облачное хранилище и другие интернет-технологии, основанные на преимуществах конвергентной инфраструктуры и общих услуг для робототехники.
  • Когнитивная робототехника животных - рассматривает познание как отправную точку для развития роботизированной обработки информации, в отличие от более традиционных методов искусственного интеллекта .
  • Кластеризация
  • Вычислительная нейробиология - исследование функций мозга с точки зрения свойств обработки информации структурами, составляющими нервную систему.
  • Управление роботами - исследование управления роботами.
  • Съезды по робототехнике
  • Методы интеллектуального анализа данных
  • Степени свободы . В механике степень свободы (DOF) механической системы — это количество независимых параметров, определяющих ее конфигурацию. Это количество параметров, которые определяют состояние физической системы и важны для анализа систем тел в машиностроении, авиационной технике, робототехнике и строительной технике.
  • Развивающая робототехника - методология, которая использует метафоры из нейронного развития и психологии развития для развития разума автономных роботов.
  • Цифровое управление - раздел теории управления, в котором цифровые компьютеры используются в качестве системных контроллеров.
  • Цифровая обработка изображений – использование компьютерных алгоритмов для обработки цифровых изображений.
  • Уменьшение размерности - процесс уменьшения количества рассматриваемых случайных величин, который можно разделить на выбор признаков и извлечение признаков.
  • Распределенная робототехника
  • Электронный контроль устойчивости – это компьютеризированная технология, которая повышает безопасность устойчивости автомобиля за счет обнаружения и уменьшения потери тяги (заноса).
  • Эволюционные вычисления
  • Эволюционная робототехника - методология, использующая эволюционные вычисления для разработки контроллеров для автономных роботов.
  • Расширенный фильтр Калмана
  • Гибкие функции распределения
  • Управление и регулирование с обратной связью –
  • Взаимодействие человека с компьютером - исследование, планирование и проектирование взаимодействия между людьми (пользователями) и компьютерами.
  • Взаимодействие человека с роботом - исследование взаимодействия между людьми и роботами.
  • Интеллектуальные автомобильные технологии - включают в себя электронные, электромеханические и электромагнитные устройства - обычно кремниевые микромашинные компоненты, работающие совместно с устройствами с компьютерным управлением и радиоприемопередатчиками для обеспечения функций точной повторяемости (например, в системах искусственного интеллекта робототехники), аварийного предупреждения, проверки работоспособности, реконструкции.
  • Кинематика – исследование движения применительно к роботам. Это включает в себя как конструкцию рычагов для выполнения движения, так и их мощность, контроль и стабильность; также их планирование, например, выбор последовательности движений для достижения более широкой задачи.
  • Лабораторная робототехника - использование роботов в биологических или химических лабораториях.
  • Обучение роботов – обучение выполнению таких задач, как избегание препятствий, управление и различные другие задачи, связанные с движением.
  • Интерфейс прямого манипулирования . В информатике прямое манипулирование — это стиль взаимодействия человека с компьютером, который включает в себя непрерывное представление интересующих объектов, а также быстрые, обратимые и постепенные действия и обратную связь. Цель состоит в том, чтобы позволить пользователю напрямую манипулировать представленными ему объектами, используя действия, которые хотя бы приблизительно соответствуют физическому миру.
  • Многообразное обучение
  • Микроробототехника - область миниатюрной робототехники, в частности мобильных роботов с характерными размерами менее 1 мм.
  • Планирование движения — (также известное как «проблема навигации», «проблема перемещения пианино») — это термин, используемый в робототехнике для обозначения процесса детализации задачи на дискретные движения.
  • Двигательный контроль – деятельность, связанная с обработкой информации, осуществляемая центральной нервной системой, которая организует опорно-двигательный аппарат для создания скоординированных движений и умелых действий.
  • Наноробототехника – новая технологическая область, создающая машины или роботы, компоненты которых имеют размер нанометра (10–9 метров) или близкий к нему.
  • Пассивная динамика – относится к динамическому поведению приводов, роботов или организмов, когда они не получают энергию из источника (например, батарей, топлива, АТФ).
  • Программирование путем демонстрации — метод разработки конечного пользователя, позволяющий обучать компьютер или робот новому поведению путем демонстрации задачи для передачи напрямую, а не программирования ее с помощью машинных команд.
  • Квантовая робототехника - раздел робототехники, который занимается использованием квантовых компьютеров для запуска робототехнических алгоритмов быстрее, чем это могут сделать цифровые компьютеры . [2]
  • Быстрое прототипирование — автоматическое создание физических объектов посредством аддитивного производства из виртуальных моделей в программном обеспечении автоматизированного проектирования (САПР), преобразование их в тонкие виртуальные горизонтальные сечения, а затем создание последовательных слоев до тех пор, пока элементы не будут завершены. По состоянию на июнь 2011 года используется для изготовления моделей, деталей прототипов и деталей производственного качества в относительно небольших количествах.
  • Обучение с подкреплением — область машинного обучения в информатике, занимающаяся изучением того, как агент должен действовать в окружающей среде, чтобы максимизировать некоторое понятие совокупного вознаграждения.
  • Кинематика роботов - применяет геометрию к изучению движения кинематических цепей с несколькими степенями свободы, которые образуют структуру робототехнических систем.
  • Передвижение роботов — собирательное название различных методов, которые роботы используют для перемещения с места на место.
  • Программирование роботов
  • Роботизированное картографирование - цель автономного робота - иметь возможность построить (или использовать) карту или план этажа и локализоваться на нем.
  • Роботизированная хирургия – компьютерная хирургия и роботизированная хирургия – это термины, обозначающие технологические разработки, в которых роботизированные системы используются для облегчения хирургических процедур.
  • Датчики (также называемые детекторами) представляют собой преобразователи, которые измеряют физическую величину и преобразуют ее в сигнал, который может быть считан наблюдателем или прибором (сегодня в основном электронным).
  • Одновременная локализация и картографирование – метод, используемый роботами и автономными транспортными средствами для создания карты в неизвестной среде (без априорных знаний) или для обновления карты в известной среде (с априорными знаниями из данной карты), в то время как в то же время отслеживая свое текущее местоположение.
  • Разработка программного обеспечения - применение систематического, дисциплинированного, поддающегося количественной оценке подхода к проектированию, разработке, эксплуатации и обслуживанию программного обеспечения, а также изучение этих подходов; то есть применение инженерных разработок к программному обеспечению.
  • Обработка речи – изучение речевых сигналов и методов обработки этих сигналов. Сигналы обычно обрабатываются в цифровом представлении, поэтому обработку речи можно рассматривать как частный случай цифровой обработки сигналов, применяемой к речевому сигналу. [ нужны разъяснения ] Аспекты обработки речи включают в себя сбор, манипулирование, хранение, передачу и вывод цифровых речевых сигналов.
  • Машины опорных векторов — модели обучения с учителем и соответствующими алгоритмами обучения, которые анализируют данные и распознают закономерности, используемые для классификации и регрессионного анализа.
  • Роевая робототехника - включает в себя большое количество в основном простых физических роботов. Их действия могут быть направлены на отражение эмерджентного поведения, наблюдаемого у социальных насекомых ( роевой интеллект ).
    • Муравьиная робототехника — роевые роботы, которые могут общаться посредством маркировки, подобно муравьям, которые прокладывают и следуют по следам феромонов.
  • Телеприсутствие - относится к набору технологий, которые позволяют человеку чувствовать себя так, как будто он присутствует, создавать видимость присутствия или оказывать воздействие с помощью телеробототехники в месте, отличном от его истинного местоположения.
  • Повсеместная робототехника – интеграция робототехнических технологий с технологиями из области повсеместных и повсеместных вычислений , сенсорных сетей и окружающего интеллекта .

Поля вклада [ править ]

Робототехника включает в себя аспекты многих дисциплин, включая электронику , инженерию , механику , программное обеспечение и искусство . Проектирование и управление роботами основано на знаниях во многих областях, в том числе:

Связанные поля [ изменить ]

Роботы [ править ]

Робот — это машина, особенно программируемая компьютером, способная автоматически выполнять сложную серию действий. Робот может управляться внешним устройством управления, либо управление может быть встроенным.

Виды роботов [ править ]

Автономные роботы – роботы, не управляемые человеком:

  • Аэробот – робот, способный к самостоятельному полету на других планетах.
  • Андроид – робот-гуманоид; напоминающий форму или форму человека [3] [4]
  • Автоматон - ранний самодействующий робот, выполняющий одни и те же действия снова и снова.
  • Аниматроник — робот, который обычно используется в тематических парках и на съемках кино/телешоу.
  • Автономное транспортное средство – транспортное средство, оснащенное системой автопилота, которое способно передвигаться из одной точки в другую без участия человека-оператора.
  • Ballbot - динамически стабильный мобильный робот, предназначенный для балансировки на одном сферическом колесе (например, шаре).
  • Киборг – также известный как кибернетический организм, существо, имеющее как биологические, так и искусственные (например, электронные, механические или роботизированные) части.
  • Робот-обезвреживатель взрывоопасных предметов – мобильный робот, предназначенный для оценки наличия на объекте взрывчатых веществ; некоторые несут детонаторы, которые можно разместить на объекте и активировать после того, как робот уйдет. [5]
  • Гиноид - робот-гуманоид, похожий на человеческую женщину.
  • Шестиногий (ходок) - шестиногий шагающий робот, использующий простое подобное насекомому . передвижение,
  • Промышленный робот - перепрограммируемый многофункциональный манипулятор, предназначенный для перемещения материалов, деталей, инструментов или специализированных устройств посредством переменных запрограммированных движений для выполнения различных задач. [6]
  • Робот-насекомое — небольшой робот, предназначенный для имитации поведения насекомых, а не сложного человеческого поведения. [5]
  • Микроботы – микроскопические роботы, предназначенные для проникновения в организм человека и лечения болезней.
  • Военный робот - экзокостюм, способный сливаться со своим пользователем для увеличения силы, скорости, управляемости и т. Д.
  • Мобильный робот – самоходный и автономный робот, способный двигаться по механически неограниченному курсу. [6]
    • Крылатая ракета - управляемая роботом управляемая ракета, несущая взрывчатую полезную нагрузку.
  • Робот для музыкальных развлечений - робот, созданный для музыкальных развлечений, играя на изготовленных на заказ инструментах или на инструментах, разработанных человеком.
  • Нанобот – то же, что микробот, но меньшего размера. Компоненты имеют размер нанометра или близкий к нему (10 −9 метров).
  • Робот -протез — программируемый манипулятор или устройство, заменяющее отсутствующую конечность человека. [6]
  • Ровер - робот с колесами, предназначенный для передвижения по местности других планет.
  • Сервисный робот – машины, расширяющие возможности человека. [6]
  • Snakebot - робот или роботизированный компонент, напоминающий щупальце или хобот слона , в котором используется множество небольших приводов , обеспечивающих непрерывное изогнутое движение компонента робота со многими степенями свободы. Обычно это применяется к роботам со змеиной рукой , которые используют ее в качестве гибкого манипулятора. Более редким применением является робот-змея , где весь робот является мобильным и похожим на змею, чтобы получить доступ через узкие пространства.
  • Хирургический робот - дистанционный манипулятор, используемый для хирургии замочной скважины.
  • Шагающий робот – робот, способный передвигаться при ходьбе . Из-за трудностей с балансировкой двуногие шагающие роботы до сих пор встречаются редко, и большинство шагающих роботов используют походку на нескольких ногах, напоминающую насекомых.

По способу передвижения [ править ]

Мобильные роботы можно классифицировать по:

Компоненты робота и особенности конструкции [ править ]

  • Актуатор двигатель , который преобразует управляющие сигналы в механическое движение. Сигналы управления обычно электрические, но реже могут быть пневматическими или гидравлическими. Источник питания также может быть любым из них. Обычно электрическое управление используется для модуляции мощного пневматического или гидравлического двигателя. [5] [6]
  • Дельта-робот – тренога, используемая для создания быстродействующих манипуляторов с широким диапазоном движений.
  • Мощность привода – источник или источники энергии для приводов робота. [6]
  • Конечный эффектор – вспомогательное устройство или инструмент, специально предназначенный для крепления к запястью робота или монтажной пластине инструмента, чтобы робот мог выполнять намеченную задачу. (Примеры могут включать захват, пистолет для точечной сварки, пистолет для дуговой сварки, распылитель краски или любые другие инструменты для нанесения.) [6]
  • Прямая цепочка — процесс, в котором события или полученные данные рассматриваются объектом для разумной адаптации своего поведения. [5]
  • Haptic – технология тактильной обратной связи, использующая осязание оператора. Также иногда применяется к роботам -манипуляторам с собственной сенсорной чувствительностью.
  • Гексапод (платформа) – подвижная платформа с использованием шести линейных приводов . Их часто используют в авиасимуляторах и ярмарочных аттракционах , а также в качестве роботов-манипуляторов.
См. платформу Стюарта
  • Гидравлика – управление механической силой и движением, создаваемое применением жидкости под давлением. см. пневматику .
  • Фильтр Калмана – математический метод оценки значения измерения датчика на основе ряда прерывистых и зашумленных значений.
  • Рычаг Klann – простой рычажный механизм для шагающих роботов .
  • Манипулятор захват . Роботизированная «рука».
  • Отключение звука – отключение охранного устройства, определяющего присутствие, во время части цикла работы робота. [6]
  • Подвеска — любое портативное устройство управления, которое позволяет оператору управлять роботом из ограниченной оболочки (пространства) робота. [6]
  • Пневматика – управление механической силой и движением, создаваемым применением сжатого газа. см . гидравлику .
  • Сервопривод - двигатель, который перемещается и удерживает заданное положение по команде, а не постоянно движется.
  • Сервомеханизм - автоматическое устройство, которое использует отрицательную обратную связь с распознаванием ошибок для корректировки работы механизма.
  • Единая точка управления – возможность управлять роботом таким образом, что инициирование или движение робота от одного источника управления возможно только из этого источника и не может быть отменено из другого источника. [6]
  • Управление медленной скоростью – режим управления движением робота, при котором скорость робота ограничивается, чтобы у людей было достаточно времени либо прекратить опасное движение, либо остановить робота. [6]
  • Шаговый двигатель – двигатель, вращение которого разделено на интервалы, называемые «шагами». Затем двигатель может вращаться на контролируемое количество шагов, что позволяет точно определить расстояние вращения.
  • Платформа Стюарта - подвижная платформа с использованием шести линейных приводов , поэтому также известная как Hexapod.
  • Архитектура подчинения - архитектура робота, в которой используется модульная конструкция «снизу вверх», начиная с наименее сложных поведенческих задач.
  • Режим обучения – состояние управления, которое позволяет генерировать и сохранять точки позиционных данных, возникающие при перемещении руки робота по траектории запланированных движений. [6]

Конкретные роботы [ править ]

Реальные роботы по регионам [ править ]

Роботы из Австралии [ править ]
Роботы из Британии [ править ]
Роботы из Канады [ править ]
Роботы из Китая [ править ]
Роботы из Хорватии [ править ]
Роботы из Чехии [ править ]
Роботы из Франции [ править ]
Роботы из Германии [ править ]
Роботы из Италии [ править ]
Роботы из Японии [ править ]
Роботы из Мексики [ править ]
Роботы из Нидерландов [ править ]
Роботы из Новой Зеландии [ править ]
Роботы из Португалии [ править ]
Роботы из Катара [ править ]
Советского Союза Роботы из России ( или бывшего )
Роботы из Южной Кореи [ править ]
Роботы из Испании [ править ]
Роботы из Швейцарии [ править ]
Роботы из США [ править ]
Роботы из Вьетнама [ править ]
Международные роботы [ править ]

Вымышленные роботы по регионам [ править ]

Вымышленные роботы из Великобритании [ править ]
Из британской литературы [ править ]
С британского радио [ править ]
С британского телевидения [ править ]
Вымышленные роботы из Чехии [ править ]
Из чешских пьес [ править ]
Вымышленные роботы из Франции [ править ]
Из французских балетов [ править ]
Из французской литературы [ править ]
Вымышленные роботы из Германии [ править ]
Из немецкого фильма [ править ]
Из немецкой литературы [ править ]
Вымышленные роботы из Японии [ править ]
Из аниме [ править ]
Из манги [ править ]
Вымышленные роботы из США [ править ]
Из американских комиксов [ править ]
Из американского фильма [ править ]
Из американской литературы [ править ]
С американского телевидения [ править ]

История робототехники [ править ]

История роботов

Будущее робототехники [ править ]

Инструменты разработки и разработки робототехники [ править ]

Принципы робототехники [ править ]

  • Искусственный интеллект – интеллект машин и отрасль информатики, целью которой является его создание.
  • Степени свободы – степень, в которой робот может двигаться сам; выражается в декартовых координатах (x, y и z) и угловых движениях ( рыскание , тангаж и крен). [5]
  • Эмерджентное поведение – сложное результирующее поведение, возникающее в результате повторяющихся действий простого основного поведения.
  • Конверт (Пространство), Максимум – объем пространства, охватывающий максимально расчетные движения всех частей робота, включая рабочий орган, заготовку и насадки. [6]
  • Гуманоид – напоминающий человека по форме, функциям или тому и другому.
  • Робоэтика
  • Три закона робототехники — придуманы писателем-фантастом Айзеком Азимовым , одно из первых серьезных соображений этических и робопсихологических аспектов робототехники.
  • Центр точки инструмента (TCP) – начало системы координат инструмента. [6]
  • Зловещая долина - гипотетическая точка, в которой поведение и внешний вид робота-гуманоида настолько близки к поведению и внешнему виду реальных людей, но недостаточно точны или полнофункциональны, чтобы вызывать чувство отвращения.

компании Робототехнические

организации Робототехнические

Соревнования по робототехнике [ править ]

Конкурс роботов

Люди, влиятельные в области робототехники [ править ]

в популярной культуре Робототехника

См. также [ править ]

Ссылки [ править ]

  1. Согласно Оксфордскому словарю английского языка , термин «робототехника» впервые был использован в рассказе «Лжец!» опубликовано в майском номере журнала Astounding Science Fiction за 1941 год.
  2. ^ Тандон, Пратик (2017). Квантовая робототехника . Издательство Морган и Клейпул. ISBN  978-1627059138 .
  3. ^ В. Дэниел Хант (1983), «Приложение A — Глоссарий» , Справочник по промышленной робототехнике , Industrial Press Inc., ISBN  978-0-8311-1148-9
  4. ^ Хелена Домен (2006), «Глоссарий» , Робототехника , Публикации Лернера, ISBN  978-0-8225-2112-9
  5. Перейти обратно: Перейти обратно: а б с д и ж г час Джозеф А. Анджело (2007). Робототехника: справочник по новым технологиям . Библиотеки без ограничений. стр. 258–327. ISBN  978-1-57356-337-6 . Проверено 28 января 2011 г.
  6. Перейти обратно: Перейти обратно: а б с д и ж г час я дж к л м н «Техническое руководство OSHA – РАЗДЕЛ IV: ГЛАВА 4 – ПРОМЫШЛЕННЫЕ РОБОТЫ И БЕЗОПАСНОСТЬ РОБОТОВЫХ СИСТЕМ» . Управление по охране труда . Проверено 28 января 2011 г.
  7. ^ Железнодорожный путь и линейный путь (PDF)
  8. ^ «Улучшение человекоподобных разговоров у человекоподобных роботов» .
  9. ^ «Демо-версия робота Ибуки, похожего на ребенка» . 31 июля 2018 г.
  10. ^ «Ибуки -Дыхание жизни-» . Ютуб .
  11. ^ «DARPA ROBOTICS CHALLENGE (ДРК)» . Архивировано из оригинала 20 января 2013 года . Проверено 14 января 2013 г.

Внешние ссылки [ править ]

Исследовать
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: fea7a4c8504793871a3b2586e569d016__1714062540
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/fe/16/fea7a4c8504793871a3b2586e569d016.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Outline of robotics - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)