1 / 30

Robotų programavimo technologijos

Robotų programavimo technologijos. T125B114 201 4 m. Robertas Damaševičius r obertas.damasevicius @ktu.lt. Robotai. Robototechnika. Robotų programavimas. Kas yra robotas?.

sandra-winters
Download Presentation

Robotų programavimo technologijos

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Robotų programavimo technologijos T125B114 2014 m. Robertas Damaševičius robertas.damasevicius@ktu.lt

  2. Robotai. Robototechnika. Robotų programavimas.

  3. Kas yra robotas? • Robotas yra „perprogramuojamas daugiafunkcinis manipuliatorius suprojektuotas transportuoti medžiagas, detales, įrankius ar specializuotus įtaisus naudojant įvairius užprogramuotus judesius ir skirtas įvairių užduočių atlikimui“ [The Robot Institute of America, 1979] • Robotas yra „automatinis įtaisas, kuris atlieka paprastai žmonių atliekamus veiksmus“ [Webster, 1993]. • Robotas – „mašina, kuri gali suvokti aplinką, reaguoti į ją ir veikti“ [A. Machworth].

  4. Kas yra robotas? (2) • Robotas – „elektromechaninė, kompiuterio valdoma mašina atliekanti užprogramuotas užduotis“. • Robotas – mechaninis aparatas, galintis atlikti užprogramuotas fizines užduotis. Robotas gali būti valdomas tiesiogiai žmogaus arba veikti valdomas užprogramuoto kompiuterio. • Robotai gali atlikti užduotis, kurios yra pavojingos žmogui, dirbti žmonėms kenksmingoje aplinkoje. Jie taip pat gali atlikti monotoniškas, dažnai pasikartojančias užduotis, tokiu būdu pigiai pakeisdami žmogaus rankų darbą

  5. Kas yra robotika? • Robototechnika (robotika) – mokslas apie robotų kūrimo, gamybos ir panaudojimo metodus • Robotikos terminą sukūrė I. Asimov, 1941 m. • Daugiau apie robotų istoriją: History of Robots http://www.youtube.com/watch?v=oEuFZcURXEU

  6. Robotikos raida Rinkos tik vystosi Nuotolinis valdymas Techninė priežiūra Sauga Švietimas Pramogos Akademiniai tyrimai Sudėtinga tema Dažniausiai programuojama rankiniu būdu EURON roadmap: 2015 -> It‘s all about software 6

  7. Robotų rinkos augimas (1)

  8. Robotų rinkos augimas (2)

  9. Robotų rinkos augimas (3) • 2013-2016 prognozuojama: bus parduota 22 mln. asmeniniam taikymui skirtų robotų, iš jų: • Buitiniai robotai (dulkių siurbliai, žoliapjovės, langų valymo robotai ir kt.): 15,2 mln. Vnt. / 5,6 mlrd. USD. • Žaisliniai / mėgėjiški robotai: 3,5 mln. vnt. • Edukaciniai / moksliniai: 3 mln. vnt. • Neįgaliesiems / slaugos: 6400 vnt.

  10. Robotikos raidos tendencijos (1) • Žmogaus-roboto bendradarbiavimas (co-robots) • Nuotolinis valdymas yra sudėtingas • Roboto autonomiškumas sunkiai pasiekiamas • Apjungimas su 3D sensoriais (Kinect) • Padeda robotams orientuotis realiame pasaulyje • Multi-robotai (multi-robots, Swarm robotics) • Bendradarbiaujančių robotų grupės (spiečiai) • Miniatiūrizacija (nanorobotika, mikrobotai) • Paieškos uždaviniai, energijos išgavimas iš aplinkos • Robotika debesyse (Cloud robotics) • Sudėtingų skaičiavimų (vaizdų, balso atpažinimas) perkėlimas į debesis • Paskirstyta užduočių sprendimo duomenų bazė • RoboEarth projektas (robotų internetas, http://roboearth.org/)

  11. Robotikos raidos tendencijos (2) • Robotai su elastiniais vykdytuvais • “Dirbtinė oda” • Išmanieji telefonai kaip robotų “smegenys” • Robotas naudoja išmaniųjų telefonų jutiklius, procesorių, displėjų ir interneto prieigą • Autonominiai automobiliai • Automatinis parkavimasis • Važiavimas su “auto-pilotu”

  12. Robotikos raidos tendencijos (2) • 3D spausdinti robotai: Intel Jimmy • Nuotoliniu būdu valdomos skraidyklės • Lankstaus sparno technologija • Skraidančių robotų spiečiai https://www.youtube.com/watch?v=YQIMGV5vtd4

  13. Rototika kitų mokslų kontekste • Robotika glaudžiai susijusi su : • Mechanika – mechaninių dalių konstravimas ir valdymas • Kinematika – mokslas apie judėjimą • Elektronika – elektrinių komponentų sujungimas ir valdymas • Informatika – valdymo algoritmai, dirbtinis intelektas • Chemija – medžiagų tvirtumas, lengvumas, atsparumas • Biologija – biologinių sistemų elgsena, gamtos procesų panaudojimas įgyvendinant robotikos uždavinius. • Neuroinformatika – dirbtinio intelekto metodai

  14. Robotų įvairovė Platus taikymų spektras Komercinis Akademinis Asmeninis Kaip juos programuoti? Iššūkiai Sudėtingumas Atkartojamumas Patikimumas Resursai Įrankiai Technologijos Pasirinkimas Sprendimų dalinimasis Įgūdžių/patirtis perdavimas 14

  15. Robotų klasifikavimas • Industriniai robotai • Buitiniai robotai • Medicininiai robotai • Kariniai robotai • Aptarnavimo robotai • Laisvalaikio robotai • Tyrinėjimo robotai

  16. Industriniai robotai • Automatiškai valdomas, programuojamas, manipuliatorius veikiantis 3 ar daugiau ašyse [ISO standartas 8373:1994] • Mažesnėmis materialinėmis sąnaudomis robotai gali atlikti gamybines funkcijas besikeičiančioje gamybos aplinkos sąlygomis. • Naudojami gamybos linijų automatizavimui, mažinant žmogiškąjį faktorių, dirbant kenksmingomis aplinkos sąlygomis.

  17. Naminiai (buitiniai) robotai • Naudojami atlikti namų apyvokos darbus (kambarių siurbimas, baseino valymas, kiemo tvarkymas, žolės pjovimas).

  18. Medicininiai robotai • Naudojami mūsų sveikatos gerinimui: • operacijoms daryti, • slaugyti, • bioniniai protezai, • nanorobotai.

  19. Kariniai robotai • Skirti atlikti karinius veiksmus • Gali būti naudojami sprogmenų paieškose, perimetro apsaugai, įrangos transportavimui nesaugioje zonoje

  20. Aptarnavimo robotai • Naudojami aptarnavimo sferose, baruose, rūbinėse, bilietų pardavimo kasose

  21. Laisvalaikio robotai • Atkartoja įvairias emocijas ir judesius • Gali būti liūdni, linksmi, bendraujantys su žmonėmis • Dažniausiai būna žaislai

  22. Tyrinėjimo robotai • Robotai, kurie dažniausiai naudojami įvairiuose moksliniuose tyrimuose (pvz. kosmose).

  23. Robotų kartos • Pagal manipuliatoriaus valdymo principą robotai skirstomi į tris kartas • Pirmos kartos robotai gali atlikti žmogaus užduotį tik jiems gerai pritaikytomis nekintamomis sąlygomis ir valdomi pagal nekintančią programą • Antros kartos robotai turi jutiklius ir sugeba prisitaikyti prie kintančios aplinkos • Trečios kartos robotai su dirbtiniu intelektu. Tai tobuliausia adaptyvių sistemų klasė, gebanti apdoroti plataus diapazono informaciją, kryptingiau elgtis kintančioje aplinkoje

  24. Robotų skirstymas (1) • A. Manipuliaciniai • Automatiniai • 1. Programuojamieji– pirmoji karta • 2. Adaptaciniai – antroji karta • 3. Intelektiniai (integraliniai) – trečioji karta • Biotechniniai (rankinio valdymo) • 1. Komandinio valdymo • 2. Kopijuojantys • 3. Pusiau automatiniai • Interaktyvieji • 1. Automatizuotieji (automatiniai, kombinuoti su biotechniniais) • 2. Supervizoriniai (automatiniai, kuriems tikslą nurodo žmogus) • 3. Dialoginiai (kompiuteris – operatorius)

  25. Robotų skirstymas (2) • B. Mobilieji • Žingsniuojantys • 1. Programuojamieji • 2. Biotechniniai • 3. Intelektiniai • Savaeigiai • 1. Programuojamieji • 2. Adaptyvieji • 3. Intelektiniai • Egzoskeletai • 1. Atvirieji (tvirtinami tiesiog prie žmogaus rankų ar kojų) • 2. Skafandriniai (įmontuoti skafandre) • 3. Šokinėjantys (naudojami šokti per kliūtis)

  26. Robotų skirstymas (3) • C. Informaciniai • Tyrinėjantys • 1. Nenutrūkstamai teikiantys informaciją • 2. Kaupiantys informaciją • 3. Nuotolinio valdymo aktyvieji • Atpažįstantys • 1. Kontaktiniai • 2. Nuotolinio valdymo pasyvieji • 3. Nuotolinio valdymo aktyvieji

  27. Robotų skirstymas (4) • D. Kūrybiniai - žaidžiantys • Projektuojantys • 1. Programinio valdymo • 2. Interaktyvus • 3. Intelektiniai • Žaidžiantys • 1. Poziciniai žaidimai • 2. Dinaminiai žaidimai • 3. Efektyvumo nustatymo sistemos arba priemonės • Kompoziciniai • 1. Automatinis vertėjas • 2. Referentas, bibliografas, kasininkas • 3. Kompozitorius, poetas

  28. Robotų skirstymas (5) • E. Kompleksiniai • 1. Programuojamieji • 2. Biotechniniai • 3. Intelektiniai

  29. Robotų evoliucijos tempai T. Duckett. An Overview of robot learning.

  30. Papildoma vaizdo medžiaga • Roboto apmokymas demonstravimo principu http://www.youtube.com/watch?gl=FR&hl=fr&v=FtjC-BXGgAE • Pramoninio roboto apmokymas http://www.youtube.com/watch?v=lXSho9loGYU&feature=related • Netiesioginis (offline) programavimas http://www.youtube.com/watch?v=P5lRkhpcGO8&feature=related • Linijos sekimo uždavinys http://www.youtube.com/watch?v=KxTqvM9qiTc&feature=related • Roboto klajojimo uždavinys http://www.youtube.com/watch?v=pG9M5WMzaqw • Sienos sekimo problema http://www.youtube.com/watch?v=vXNBbLTHQzY • Žolės pjovimas http://www.youtube.com/watch?v=yOtPr6Xu2bM • LEGO Braitenbergo‘o mašina http://www.youtube.com/watch?v=yUVcI5Pw2o4

More Related