Różnica w systemie robota i innym programie AI

Robotyka to dziedzina sztucznej inteligencji zajmująca się badaniem tworzenia inteligentnych i wydajnych robotów.

Czym są roboty?

Roboty to sztuczni agenci działający w realnym świecie.

Cel

Roboty mają na celu manipulowanie obiektami poprzez postrzeganie, wybieranie, przesuwanie, modyfikowanie właściwości fizycznych obiektu, niszczenie go lub wywieranie wpływu, uwalniając w ten sposób siłę roboczą od wykonywania powtarzalnych funkcji bez nudy, rozproszenia lub wyczerpania.

Co to jest robotyka?

Robotyka to gałąź sztucznej inteligencji, która składa się z inżynierii elektrycznej, inżynierii mechanicznej i informatyki do projektowania, budowy i stosowania robotów.

Aspekty robotyki

• Roboty mają konstrukcja mechaniczna, forma lub kształt zaprojektowany do wykonania określonego zadania.
• Mają elementy elektryczne które zasilają i sterują maszynami.
• Zawierają pewien poziom program komputerowy która określa, co, kiedy i jak robot coś robi.

Różnica w systemie robota i innym programie AI

Oto różnica między tymi dwoma −

Programy sztucznej inteligencji	roboty
Zwykle działają w światach stymulowanych komputerowo.	Działają w realnym świecie fizycznym
Dane wejściowe do programu AI to symbole i reguły.	Sygnałem wejściowym do robotów jest sygnał analogowy w postaci fali mowy lub obrazów
Do działania potrzebują komputerów ogólnego przeznaczenia.	Potrzebują specjalnego sprzętu z czujnikami i efektorami.

Lokomocja robota

Lokomocja to mechanizm, który umożliwia robotowi poruszanie się w swoim otoczeniu. Istnieją różne rodzaje lokomocji −

• Z nogami
• Na kołach
• Połączenie poruszania się na nogach i na kółkach
• Śledzony poślizg/poślizg

Lokomocja na nogach

• Ten rodzaj lokomocji zużywa więcej energii podczas demonstrowania stępu, skoku, kłusu, podskoku, wspinania się lub schodzenia itp.
• Wymaga większej liczby silników do wykonania ruchu. Nadaje się zarówno do nierównego, jak i gładkiego terenu, gdzie nieregularna lub zbyt gładka powierzchnia powoduje, że zużywa więcej energii do poruszania się na kołach. Jest to trochę trudne do wdrożenia ze względu na problemy ze stabilnością.
• Pochodzi z różnorodnością jednej, dwóch, czterech i sześciu nóg. Jeśli robot ma wiele nóg, koordynacja nóg jest niezbędna do poruszania się.

Całkowita liczba możliwych chody (okresowa sekwencja zdarzeń podnoszenia i zwalniania dla każdej z wszystkich nóg), jaką robot może podróżować, zależy od liczby jego nóg.

Jeśli robot ma k nóg, to liczba możliwych zdarzeń N = (2k-1)!.

W przypadku robota dwunożnego (k=2) liczba możliwych zdarzeń wynosi N = (2k-1)! = (2*2-1)! = 3! = 6.

Stąd istnieje sześć możliwych różnych zdarzeń −

• Podnoszenie lewej nogi
• Puszczanie lewej nogi
• Podnoszenie prawej nogi
• Puszczanie prawej nogi
• Podnoszenie obu nóg razem
• Puszczając obie nogi razem

W przypadku k=6 nóg jest 39916800 możliwych zdarzeń. Stąd złożoność robotów jest wprost proporcjonalna do liczby nóg.

Lokomocja kołowa

Wymaga mniejszej liczby silników do wykonania ruchu. Jest to mało łatwe do wdrożenia, ponieważ w przypadku większej liczby kół występuje mniej problemów ze stabilnością. Jest energooszczędny w porównaniu do poruszania się na nogach.

• Koło standardowe − Obraca się wokół osi koła i wokół styku
• Kółko samonastawne − Obraca się wokół osi koła i przesuniętego przegubu skrętu.
• Szwedzki 45^o i szwedzki 90^o koła − Omni-wheel, obraca się wokół punktu styku, wokół osi koła i wokół rolek.
• Koło kulkowe lub sferyczne − Koło dookólne, trudne technicznie do wykonania.

Lokomocja poślizgowa/poślizgowa

W tym typie pojazdy poruszają się po gąsienicach jak w czołgu. Sterowanie robotem polega na przesuwaniu gąsienic z różnymi prędkościami w tym samym lub przeciwnym kierunku. Zapewnia stabilność dzięki dużej powierzchni styku toru z podłożem.

Komponenty robota

Roboty są zbudowane z następującymi −

• Zasilacz laboratoryjny − Roboty są zasilane bateriami, energią słoneczną, źródłami hydraulicznymi lub pneumatycznymi.
• Siłowniki − Zamieniają energię w ruch.
• Silniki elektryczne (AC/DC) − Są niezbędne do ruchu obrotowego.
• Pneumatyczne mięśnie powietrzne − Kurczą się prawie w 40% pod wpływem zasysania powietrza.
• Przewody mięśniowe − Kurczą się o 5%, gdy przepływa przez nie prąd elektryczny.
• Silniki piezoelektryczne i silniki ultradźwiękowe − Najlepsze dla robotów przemysłowych.
• Czujniki − Dostarcza wiedzy w czasie rzeczywistym informacji o środowisku zadaniowym. Roboty są wyposażone w czujniki wizyjne, które mają obliczać głębokość w otoczeniu. Czujnik dotykowy imituje mechaniczne właściwości receptorów dotykowych opuszków palców człowieka.

Wizja komputerowa

Jest to technologia sztucznej inteligencji, dzięki której roboty widzą. Wizja komputerowa odgrywa istotną rolę w domenach bezpieczeństwa, ochrony, zdrowia, dostępu i rozrywki.

Wizja komputerowa automatycznie wyodrębnia, analizuje i rozumie przydatne informacje z pojedynczego obrazu lub szeregu obrazów. Proces ten obejmuje opracowanie algorytmów w celu osiągnięcia automatycznego rozumienia wizualnego.

Sprzęt komputerowego systemu wizyjnego

Wiąże się to z −

• Zasilanie
• Urządzenie do akwizycji obrazu, takie jak kamera
• Procesor
• Oprogramowanie
• Urządzenie wyświetlające do monitorowania systemu
• Akcesoria, takie jak stojaki na aparat, kable i złącza

Zadania widzenia komputerowego

• OCR − W dziedzinie komputerów Optical Character Reader, oprogramowanie do konwersji zeskanowanych dokumentów na edytowalny tekst, które towarzyszy skanerowi.
• Wykrywanie twarzy − Wiele najnowocześniejszych aparatów jest wyposażonych w tę funkcję, która umożliwia odczytanie twarzy i zrobienie zdjęcia z idealnym wyrazem twarzy. Służy do umożliwienia użytkownikowi dostępu do oprogramowania po poprawnym dopasowaniu.
• Rozpoznawanie obiektów − Montowane są w supermarketach, aparatach fotograficznych, samochodach z wyższej półki, takich jak BMW, GM, Volvo.
• Szacowanie pozycji − Jest to oszacowanie położenia obiektu względem kamery, jak położenie guza w ciele człowieka.

Dziedziny zastosowań widzenia komputerowego

• Rolnictwo
• Pojazdy autonomiczne
• Biometria
• Rozpoznawanie znaków
• Kryminalistyka, bezpieczeństwo i nadzór
• Przemysłowa kontrola jakości
• Rozpoznawanie twarzy
• Analiza gestów
• Geoscience
• Obrazy medyczne
• Monitorowanie zanieczyszczeń
• Kontrola procesu
• Teledetekcja
• Robotyka
• Transport

Zastosowania robotyki

Robotyka odegrała kluczową rolę w różnych dziedzinach, takich jak −

• Branżowe − Roboty służą do przenoszenia materiałów, cięcia, spawania, malowania, wiercenia, polerowania itp.
• Wojsko − Autonomiczne roboty mogą w czasie wojny dotrzeć do niedostępnych i niebezpiecznych stref. Robot o imieniu Daksh, opracowany przez Organizację Badań i Rozwoju Obrony (DRDO), służy do bezpiecznego niszczenia obiektów zagrażających życiu.
• Medycyna − Roboty są w stanie przeprowadzać jednocześnie setki testów klinicznych, rehabilitować osoby trwale niepełnosprawne oraz przeprowadzać skomplikowane operacje, takie jak guzy mózgu.
• Eksploracja − Roboty wspinaczkowe wykorzystywane do eksploracji kosmosu, podwodne drony wykorzystywane do eksploracji oceanów to tylko niektóre z nich.
• rozrywka − Inżynierowie Disneya stworzyli setki robotów do kręcenia filmów.