تفاوت در سیستم ربات و سایر برنامه های هوش مصنوعی

رباتیک حوزه ای در هوش مصنوعی است که به مطالعه ایجاد ربات های هوشمند و کارآمد می پردازد.

ربات ها چیست؟

ربات ها عوامل مصنوعی هستند که در محیط واقعی عمل می کنند.

هدف

هدف ربات‌ها دستکاری اشیاء از طریق درک، برداشتن، حرکت، اصلاح ویژگی‌های فیزیکی جسم، از بین بردن آن یا ایجاد تأثیری است که در نتیجه نیروی انسانی را از انجام عملکردهای تکراری بدون حوصله، حواس‌پرتی یا خسته شدن رها می‌کند.

رباتیک چیست؟

رباتیک شاخه ای از هوش مصنوعی است که از مهندسی برق، مهندسی مکانیک و علوم کامپیوتر برای طراحی، ساخت و کاربرد ربات ها تشکیل شده است.

جنبه های رباتیک

روبات ها دارند ساخت مکانیکی، فرم یا شکلی که برای انجام یک کار خاص طراحی شده است.
آنها اجزای الکتریکی که ماشین آلات را نیرو می دهد و کنترل می کند.
آنها حاوی سطحی از برنامه کامپیوتری که تعیین می کند یک ربات چه کاری، چه زمانی و چگونه انجام می دهد.

در اینجا تفاوت بین این دو وجود دارد -

برنامه های هوش مصنوعی	ربات ها
آن‌ها معمولاً در جهان‌های رایانه‌ای کار می‌کنند.	آنها در دنیای فیزیکی واقعی عمل می کنند
ورودی یک برنامه هوش مصنوعی به صورت نمادها و قوانین است.	ورودی ربات ها سیگنال آنالوگ به شکل موج گفتار یا تصاویر است
آنها برای کار کردن به کامپیوترهای همه منظوره نیاز دارند.	آنها نیاز به سخت افزار ویژه با سنسورها و افکتورها دارند.

حرکت ربات

حرکت مکانیزمی است که باعث می شود ربات بتواند در محیط خود حرکت کند. انواع مختلفی از حرکت وجود دارد -

ساق پا
چرخ دار
ترکیبی از حرکت پا و چرخ دار
ردیابی لغزش / لغزش

حرکت پا

این نوع حرکت در حین نشان دادن راه رفتن، پرش، یورتمه، پرش، بالا یا پایین رفتن و غیره، قدرت بیشتری مصرف می کند.
برای انجام یک حرکت به تعداد بیشتری موتور نیاز دارد. برای زمین های ناهموار و هموار که سطح نامنظم یا بیش از حد صاف باعث می شود انرژی بیشتری برای حرکت چرخدار مصرف کند، مناسب است. اجرای آن به دلیل مسائل ثبات کمی دشوار است.
با انواع یک، دو، چهار و شش پایه عرضه می شود. اگر ربات چند پا داشته باشد، هماهنگی پاها برای حرکت ضروری است.

تعداد کل ممکن است ایستاده (توالی دوره ای از رویدادهای بلند کردن و رهاسازی برای هر یک از کل پاها) که یک ربات می تواند سفر کند بستگی به تعداد پاهایش دارد.

اگر یک روبات k پا داشته باشد، تعداد رویدادهای ممکن N = (2k-1)!.

در مورد ربات دو پا (k=2)، تعداد رویدادهای ممکن N = (2k-1) است! = (2*2-1)! = 3! = 6.

از این رو شش رویداد مختلف ممکن وجود دارد -

بلند کردن پای چپ
رها کردن پای چپ
بلند کردن پای راست
رها کردن پای راست
بلند کردن هر دو پا با هم
هر دو پا را با هم رها کنید

در صورت k=6 پا، 39916800 رویداد احتمالی وجود دارد. از این رو پیچیدگی ربات ها با تعداد پاها نسبت مستقیم دارد.

حرکت چرخدار

برای انجام یک حرکت به تعداد موتورهای کمتری نیاز دارد. اجرای آن کمی آسان است زیرا در صورت تعداد چرخ های بیشتر، مشکلات پایداری کمتری وجود دارد. در مقایسه با حرکت پاها کارآمد است.

چرخ استاندارد - دور محور چرخ و اطراف کنتاکت می چرخد
چرخ کرچک - دور محور چرخ و مفصل فرمان افست می چرخد.
سوئدی 45^o و سوئدی 90^o چرخ - Omni-wheel، حول نقطه تماس، اطراف محور چرخ و اطراف غلتک ها می چرخد.
چرخ توپی یا کروی - چرخ همه جهته، از نظر فنی به سختی اجرا می شود.

حرکت لغزش/لغزش

در این نوع وسایل نقلیه مانند تانک از مسیرها استفاده می کنند. ربات با حرکت مسیرها با سرعت های مختلف در یک جهت یا مخالف هدایت می شود. به دلیل سطح تماس بزرگ مسیر و زمین، پایداری را ارائه می دهد.

اجزای یک ربات

ربات ها با موارد زیر ساخته می شوند

منبع تغذیه - انرژی ربات ها توسط باتری ها، انرژی خورشیدی، منابع انرژی هیدرولیک یا پنوماتیک تامین می شود.
عملگرها - انرژی را به حرکت تبدیل می کنند.
موتورهای الکتریکی (AC/DC) - برای حرکت چرخشی مورد نیاز هستند.
ماهیچه های هوای پنوماتیک - وقتی هوا در آنها مکیده می شود تقریباً 40٪ منقبض می شوند.
سیم های عضلانی - وقتی جریان الکتریکی از آنها عبور می کند 5 درصد منقبض می شوند.
موتورهای پیزو و موتورهای التراسونیک - بهترین برای روبات های صنعتی.
سنسور - آنها دانش اطلاعات زمان واقعی را در مورد محیط کار ارائه می دهند. ربات ها مجهز به حسگرهای بینایی هستند تا عمق محیط را محاسبه کنند. یک حسگر لمسی از خواص مکانیکی گیرنده های لمسی نوک انگشتان انسان تقلید می کند.

چشم انداز کامپیوتر

این یک فناوری هوش مصنوعی است که ربات ها می توانند با آن ببینند. بینایی کامپیوتر نقش حیاتی در حوزه های ایمنی، امنیت، سلامت، دسترسی و سرگرمی ایفا می کند.

بینایی کامپیوتر به طور خودکار اطلاعات مفید را از یک تصویر یا مجموعه ای از تصاویر استخراج، تجزیه و تحلیل و درک می کند. این فرآیند شامل توسعه الگوریتم هایی برای انجام درک بصری خودکار است.

سخت افزار سیستم بینایی کامپیوتری

این شامل -

منبع تغذیه
دستگاه ثبت تصویر مانند دوربین
یک پردازنده
یک نرم افزار
یک دستگاه نمایشگر برای نظارت بر سیستم
لوازم جانبی مانند پایه دوربین، کابل و کانکتور

وظایف بینایی کامپیوتر

OCR − در حوزه کامپیوتر، Optical Character Reader، نرم افزاری برای تبدیل اسناد اسکن شده به متن قابل ویرایش که همراه با اسکنر است.
شناسایی چهره - بسیاری از دوربین های پیشرفته دارای این ویژگی هستند که امکان خواندن چهره و گرفتن عکس از آن حالت عالی را فراهم می کند. از آن برای دسترسی کاربر به نرم افزار در صورت تطابق صحیح استفاده می شود.
تشخیص شی - آنها در سوپرمارکت ها، دوربین ها، خودروهای سطح بالا مانند BMW، GM و Volvo نصب می شوند.
تخمین موقعیت - تخمین موقعیت یک جسم نسبت به دوربین مانند موقعیت تومور در بدن انسان است.

دامنه های کاربردی کامپیوتر ویژن

قهوه
وسایل نقلیه خودمختار
بیومتریک
شخصیت شناسی
پزشکی قانونی، امنیتی و نظارتی
بازرسی کیفیت صنعتی
شناسایی چهره
تحلیل ژست
زمین شناسی
تصاویر پزشکی
پایش آلودگی
کنترل فرایند
سنجش از دور
رباتیک
حمل و نقل

کاربردهای رباتیک

رباتیک در حوزه‌های مختلف مانند − مفید بوده است

صنایع - ربات ها برای جابجایی مواد، برش، جوشکاری، پوشش رنگی، سوراخ کاری، پرداخت و غیره استفاده می شوند.
نظامی - روبات های خودگردان می توانند در طول جنگ به مناطق غیرقابل دسترس و خطرناک برسند. روباتی به نام داکشکه توسط سازمان تحقیق و توسعه دفاعی (DRDO) ساخته شده است، وظیفه دارد اشیاء تهدید کننده حیات را به طور ایمن از بین ببرد.
پزشکی - این روبات ها قادر به انجام صدها آزمایش بالینی به طور همزمان، توانبخشی افراد ناتوان دائمی و انجام جراحی های پیچیده مانند تومورهای مغزی هستند.
اکتشاف - روبات صخره نوردان مورد استفاده برای اکتشاف فضایی، پهپادهای زیر آب که برای اکتشاف اقیانوس استفاده می شوند، چند مورد هستند.
سرگرمی - مهندسان دیزنی صدها ربات برای ساخت فیلم ساخته اند.