Unterschied zwischen Robotersystem und anderen KI-Programmen

Robotik ist ein Bereich der künstlichen Intelligenz, der sich mit der Erforschung der Entwicklung intelligenter und effizienter Roboter befasst.

Was sind Roboter?

Roboter sind künstliche Agenten, die in der realen Umgebung agieren.

Ziel

Ziel von Robotern ist es, Objekte zu manipulieren, indem sie sie wahrnehmen, auswählen, bewegen, ihre physikalischen Eigenschaften verändern, sie zerstören oder eine Wirkung erzielen, wodurch Arbeitskräfte von sich wiederholenden Funktionen befreit werden, ohne sich zu langweilen, abgelenkt oder erschöpft zu werden.

Was ist Robotik?

Robotik ist ein Zweig der KI, der sich aus Elektrotechnik, Maschinenbau und Informatik für den Entwurf, die Konstruktion und den Einsatz von Robotern zusammensetzt.

Aspekte der Robotik

• Die Roboter haben mechanische Konstruktion, Form oder Form, die dazu bestimmt ist, eine bestimmte Aufgabe zu erfüllen.
• Sie haben elektrische Komponenten die die Maschinen antreiben und steuern.
• Sie enthalten ein gewisses Maß an Computer Programm Das bestimmt, was, wann und wie ein Roboter etwas tut.

Unterschied zwischen Robotersystem und anderen KI-Programmen

Hier ist der Unterschied zwischen den beiden −

KI-Programme	Roboter
Sie operieren normalerweise in computergesteuerten Welten.	Sie agieren in der realen physischen Welt
Die Eingabe in ein KI-Programm erfolgt in Form von Symbolen und Regeln.	Eingaben für Roboter sind analoge Signale in Form von Sprachwellenformen oder Bildern
Sie benötigen Allzweckcomputer, auf denen sie arbeiten können.	Sie benötigen spezielle Hardware mit Sensoren und Effektoren.

Fortbewegung von Robotern

Fortbewegung ist der Mechanismus, der es einem Roboter ermöglicht, sich in seiner Umgebung zu bewegen. Es gibt verschiedene Arten der Fortbewegung −

• Mit Beinen
• Gerollt
• Kombination aus Fortbewegung auf Beinen und Rädern
• Raupenschlupf/-kufe

Fortbewegung mit Beinen

• Diese Art der Fortbewegung verbraucht beim Vorführen von Gehen, Springen, Traben, Hüpfen, Auf- und Absteigen usw. mehr Kraft.
• Um eine Bewegung auszuführen, sind mehr Motoren erforderlich. Es eignet sich sowohl für unwegsames als auch für glattes Gelände, bei dem eine unregelmäßige oder zu glatte Oberfläche mehr Kraft für die Fortbewegung auf Rädern verbraucht. Aufgrund von Stabilitätsproblemen ist die Implementierung wenig schwierig.
• Es gibt sie mit einem, zwei, vier und sechs Beinen. Wenn ein Roboter mehrere Beine hat, ist die Beinkoordination für die Fortbewegung notwendig.

Die Gesamtzahl der möglichen Gangarten (eine periodische Folge von Hebe- und Freigabeereignissen für jedes der gesamten Beine), die ein Roboter bewegen kann, hängt von der Anzahl seiner Beine ab.

Wenn ein Roboter k Beine hat, dann ist die Anzahl der möglichen Ereignisse N = (2k-1)!.

Im Falle eines zweibeinigen Roboters (k=2) beträgt die Anzahl möglicher Ereignisse N = (2k-1)! = (2*2-1)! = 3! = 6.

Daher gibt es sechs mögliche unterschiedliche Ereignisse −

• Heben des linken Beins
• Das linke Bein loslassen
• Heben des rechten Beins
• Das rechte Bein loslassen
• Beide Beine gleichzeitig anheben
• Beide Beine gleichzeitig loslassen

Bei k=6 Beinen gibt es 39916800 mögliche Ereignisse. Daher ist die Komplexität von Robotern direkt proportional zur Anzahl der Beine.

Fortbewegung auf Rädern

Es sind weniger Motoren erforderlich, um eine Bewegung auszuführen. Die Umsetzung ist nicht ganz einfach, da es bei einer größeren Anzahl von Rädern weniger Stabilitätsprobleme gibt. Im Vergleich zur Fortbewegung auf Beinen ist es energieeffizienter.

• Standardrad − Dreht sich um die Radachse und um den Kontakt
• Lenkrad − Dreht sich um die Radachse und das gekröpfte Lenkgelenk.
• Schwedischer 45^o und Schwedisch 90^o Räder − Omni-Rad, rotiert um den Kontaktpunkt, um die Radachse und um die Rollen.
• Kugel- oder Kugelrad − Omnidirektionales Rad, technisch schwierig umzusetzen.

Gleit-/Rutschbewegung

Bei diesem Typ nutzen die Fahrzeuge Ketten wie bei einem Panzer. Der Roboter wird gesteuert, indem die Schienen mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten in die gleiche oder entgegengesetzte Richtung bewegt werden. Es bietet Stabilität aufgrund der großen Kontaktfläche von Schiene und Boden.

Komponenten eines Roboters

Roboter werden wie folgt konstruiert: −

• Labor-Stromversorgungen − Die Roboter werden mit Batterien, Solarenergie, hydraulischen oder pneumatischen Energiequellen betrieben.
• Antriebe − Sie wandeln Energie in Bewegung um.
• Elektromotoren (AC/DC) − Sie werden für die Drehbewegung benötigt.
• Pneumatische Luftmuskeln − Sie ziehen sich um fast 40 % zusammen, wenn Luft angesaugt wird.
• Muskeldrähte − Sie ziehen sich um 5 % zusammen, wenn elektrischer Strom durch sie fließt.
• Piezomotoren und Ultraschallmotoren − Am besten für Industrieroboter geeignet.
• Sensors − Sie liefern Kenntnisse über Echtzeitinformationen über die Aufgabenumgebung. Roboter sind mit Vision-Sensoren ausgestattet, um die Tiefe in der Umgebung zu berechnen. Ein taktiler Sensor imitiert die mechanischen Eigenschaften von Berührungsrezeptoren menschlicher Fingerspitzen.

Computer Vision

Dabei handelt es sich um eine KI-Technologie, mit der Roboter sehen können. Computer Vision spielt eine entscheidende Rolle in den Bereichen Sicherheit, Gesundheit, Zugang und Unterhaltung.

Computer Vision extrahiert, analysiert und versteht automatisch nützliche Informationen aus einem einzelnen Bild oder einer Reihe von Bildern. Dieser Prozess beinhaltet die Entwicklung von Algorithmen, um ein automatisches visuelles Verständnis zu erreichen.

Hardware des Computer-Vision-Systems

Dies beinhaltet −

• Energieversorgung
• Bilderfassungsgerät wie Kamera
• Ein Prozessor
• Eine Software
• Ein Anzeigegerät zur Überwachung des Systems
• Zubehör wie Kameraständer, Kabel und Anschlüsse

Aufgaben der Computer Vision

• OCR − Im Computerbereich Optical Character Reader, eine Software zum Konvertieren gescannter Dokumente in bearbeitbaren Text, die einem Scanner beiliegt.
• Gesichtserkennung − Viele moderne Kameras sind mit dieser Funktion ausgestattet, die es ermöglicht, das Gesicht zu lesen und den perfekten Gesichtsausdruck zu fotografieren. Es wird verwendet, um einem Benutzer bei korrekter Übereinstimmung den Zugriff auf die Software zu ermöglichen.
• Objekterkennung − Sie werden in Supermärkten, Kameras und High-End-Autos wie BMW, GM und Volvo installiert.
• Position schätzen − Dabei wird die Position eines Objekts in Bezug auf die Kamera abgeschätzt, beispielsweise anhand der Position eines Tumors im menschlichen Körper.

Anwendungsbereiche der Computer Vision

• Landwirtschaft
• Autonome Fahrzeuge
• Biometrie
• Zeichenerkennung
• Forensik, Sicherheit und Überwachung
• Industrielle Qualitätsprüfung
• Gesichtserkennung
• Gestenanalyse
• Geoscience
• Medizinische Bilder
• Überwachung der Verschmutzung
• Prozesskontrolle
• Fernerkundung
• Robotik
• Transport

Anwendungen der Robotik

Die Robotik war maßgeblich an verschiedenen Bereichen wie − beteiligt

• Branchen − Roboter werden zum Materialhandling, Schneiden, Schweißen, Farbbeschichten, Bohren, Polieren usw. eingesetzt.
• Militär − Autonome Roboter können im Krieg unzugängliche und gefährliche Zonen erreichen. Ein Roboter namens Daksh, entwickelt von der Defence Research and Development Organization (DRDO), dient der sicheren Zerstörung lebensbedrohlicher Objekte.
• Medizin − Die Roboter sind in der Lage, Hunderte von klinischen Tests gleichzeitig durchzuführen, dauerhaft behinderte Menschen zu rehabilitieren und komplexe Operationen wie Hirntumoren durchzuführen.
• Exploration − Um nur einige zu nennen: Roboter-Kletterer, die zur Erforschung des Weltraums eingesetzt werden, und Unterwasserdrohnen, die zur Erforschung des Ozeans eingesetzt werden.
• Unterhaltung − Die Ingenieure von Disney haben Hunderte von Robotern für die Filmproduktion entwickelt.