Robototexnika, insanların hərəkətlərini təqlid edən maşınlar istehsal edən unikal elm və texnologiya qarışığıdır.
2000-ci illərin əvvəllərində robotların 90%-i təkrarlanan tapşırıqlar üçün insanları əvəz edən avtomobil istehsal edən zavodlarda idi. İndi robotlar evləri tozsoranla təmizləyə və hətta restoranlarda xidmət göstərə bilər.
Robot adətən üç növ komponentdən ibarətdir; mexaniki bədən; elektrik skeleti və nəhayət kodla hazırlanmış beyin.
Bu komponentlər robota məlumat toplamağa (çox vaxt sensorlardan), davranışa uyğunlaşmaq və tapşırıqları yerinə yetirmək üçün proqramlaşdırılmış məntiq vasitəsilə qərarlar qəbul etməyə imkan verir.
Robotların üç növ proqramı ola bilər; Uzaqdan İdarəetmə (RC), Süni İntellekt (AI) və ya Hibrid.
RC proqramları robota kodun icrası üçün başlanğıc və/və ya dayandırma siqnalını verə bilən insanın müdaxiləsini tələb edir. Proqramlar hər biri fərqli funksiyaya malik olan müxtəlif növ alqoritmlərdən ibarətdir.
Alqoritm nədir?
Alqoritm robotun müəyyən göstərişləri yerinə yetirmək üçün istifadə edə biləcəyi bir sıra kod sətirləridir. O, tərtibatçının fikirlərini robotlar tərəfindən başa düşülən dilə çevirir.
Alqoritmlər psevdokod, axın sxemləri, proqramlaşdırma dilləri, və ya nəzarət cədvəlləri.
Bu yazıda biz bu proqramlarda istifadə olunan bəzi ümumi alqoritm növlərini müzakirə edəcəyik.
Robot texnikasında istifadə olunan alqoritmlərin növləri
1. İstənilən vaxt A* Alqoritmi
A* alqoritmi iki nöqtə arasında ən optimal yolu, yəni ən kiçik xərclə tapmaq üçün istifadə edilən yol axtarışı alqoritmidir.
İstənilən vaxt A* Alqoritmi çevik vaxt dəyərinə malikdir və əvvəlcə qeyri-optimal həlli yaradan və sonra onu optimallaşdırdığı üçün kəsilsə belə, ən qısa yolu qaytara bilər.
Bu, daha sürətli qərar qəbul etməyə imkan verir, çünki robot sıfırdan başlamaq əvəzinə əvvəlki hesablamalar əsasında qura bilir.
Necə işləyir?
O, bunu başlanğıc qovşağından dayandırma meyarları işə salınana qədər uzanan "ağac" yaratmaqla edir ki, bu da daha az xərcli bir yol olduğunu göstərir.
2D Grid maneələrdən ibarətdir və başlanğıc hüceyrə və hədəf hüceyrələr pin-ucludur.
Alqoritm qovşağın “qiymətini” g (başlanğıc qovşaqdan sözügedən qovşağa keçmək dəyəri) və h (sözügedən qovşaqdan hədəf qovşağına keçmək dəyəri) parametrlərinin cəmi olan f ilə müəyyən edir.
Applications
Bir çox oyunlar və veb-əsaslı xəritələr ən qısa yolu səmərəli tapmaq üçün bu alqoritmdən istifadə edir. O, həmçinin mobil robotlar üçün də istifadə oluna bilər.
kimi mürəkkəb problemləri də həll edə bilərsiniz Nyuton-Rafson ədədin kvadrat kökünü tapmaq üçün tətbiq edilən iterasiya.
Kosmosda cismin hərəkətini və toqquşmasını proqnozlaşdırmaq üçün trayektoriya problemlərində də istifadə olunur.
2. D* Alqoritmi
D*, Focused D* və D* Lite iki nöqtə arasında ən qısa yolu tapmaq üçün artımlı axtarış alqoritmləridir.
Bununla belə, onlar A* alqoritmlərinin və naməlum maneələr üçün xəritələrinə məlumat əlavə etməyə imkan verən yeni kəşflərin qarışığıdır.
Daha sonra onlar Mars Rover kimi yeni məlumatlar əsasında marşrutu yenidən hesablaya bilərlər.
Necə işləyir?
D* Alqoritminin işi A* alqoritminin işinə bənzəyir, alqoritm əvvəlcə f, h-ni təyin edir və açıq və qapalı siyahı yaradır.
Bundan sonra D* Alqoritmi qonşu qovşaqların g dəyərindən istifadə edərək cari qovşağın g dəyərini təyin edir.
Hər bir qonşu qovşaq cari birinin g dəyəri haqqında təxmin edir və ən qısa g dəyəri yeni g dəyəri kimi uyğunlaşdırılır.
Applications
D* və onun variantları mobil robot üçün geniş istifadə olunur və avtonom vasitə naviqasiya.
Bu cür naviqasiya sistemlərinə Mars roverləri Opportunity və Spirit-də sınaqdan keçirilmiş prototip sistemi və qalib gələn naviqasiya sistemi daxildir. DARPA Urban Challenge.
3. PRM alqoritmi
PRM və ya ehtimal yol xəritəsi, verilmiş xəritədə boş və işğal olunmuş sahələrə əsaslanan mümkün yolların şəbəkə qrafikidir.
Onlar mürəkkəb planlaşdırma sistemlərində və həmçinin maneələr ətrafında ucuz yollar tapmaq üçün istifadə olunur.
PRM-lər öz xəritələrində robot cihazının hərəkət edə biləcəyi nöqtələrin təsadüfi nümunəsindən istifadə edir və sonra ən qısa yol hesablanır.
Necə işləyir?
PRM tikinti və sorğu mərhələsindən ibarətdir.
Birinci mərhələdə, bir mühitdə mümkün hərəkətləri təxmin edən bir yol xəritəsi tərtib edilir. Sonra təsadüfi bir konfiqurasiya yaradılır və bəzi qonşulara qoşulur.
Başlanğıc və məqsəd konfiqurasiyaları sorğu mərhələsində qrafikə bağlıdır. Sonra yol a tərəfindən əldə edilir Dijkstranın ən qısa yolu sorğu.
Applications
PRM yerli planlaşdırıcılarda istifadə olunur, burada alqoritm iki nöqtə, yəni ilkin və məqsəd nöqtələri arasında düz xətt yolunu hesablayır.
Alqoritm həmçinin yolun planlaşdırılması və toqquşmaların aşkarlanması proqramlarını təkmilləşdirmək üçün istifadə edilə bilər.
4. Sıfır Moment Nöqtəsi (ZMP) Alqoritmi
Sıfır Moment Nöqtəsi (ZMP texnikası) robotlar tərəfindən döşəmənin reaksiya qüvvəsinin əksinə ümumi ətaləti saxlamaq üçün istifadə edilən bir alqoritmdir.
Bu alqoritm ZMP-nin hesablanması konsepsiyasından istifadə edir və onu ikiayaqlı robotları tarazlaşdırmaq üçün tətbiq edir. Bu alqoritmin hamar bir döşəmə səthində istifadəsi, görünür, robota heç bir an yoxmuş kimi yeriməyə imkan verir.
ASIMO (Honda) kimi istehsal şirkətləri bu texnikadan istifadə edirlər.
Necə işləyir?
Gəzən robotun hərəkəti bucaq momentum tənliyindən istifadə etməklə planlaşdırılır. Bu, yaradılan birgə hərəkətin robotun dinamik postural sabitliyinə zəmanət verdiyinə əmin olur.
Bu sabitlik əvvəlcədən müəyyən edilmiş sabitlik bölgəsinin hüdudları daxilində sıfır moment nöqtəsinin məsafəsi (alqoritmlə hesablanmış) ilə kəmiyyətcə ölçülür.
Applications
Sıfır an nöqtələri enişlərdə və maneələrdə hərəkət edərkən iRobot PackBot kimi robotların devrilməsinə qarşı dayanıqlığı qiymətləndirmək üçün metrik olaraq istifadə edilə bilər.
5. Proporsional İnteqral Diferensial (PID) İdarəetmə Alqoritmi
Proporsional İnteqral Diferensial Nəzarət və ya PID, səhv dəyərini hesablayaraq mexaniki komponentlər üçün parametrləri tənzimləmək üçün sensor əks əlaqə dövrəsini yaradır.
Bu alqoritmlər hər üç əsas əmsalı, yəni mütənasiblik, inteqral və törəməni birləşdirir ki, o, nəzarət siqnalı yaradır.
O, real vaxt rejimində işləyir və lazım olduqda düzəlişlər edir. Bunu da görmək olar özünü idarə tapılmışdır.
Necə işləyir?
PID nəzarətçisi dəqiq və optimal nəzarəti tətbiq etmək üçün onun çıxışına mütənasiblik, inteqral və törəmə təsirin üç nəzarət şərtindən istifadə edir.
Bu nəzarətçi davamlı olaraq səhv dəyərini istənilən təyinat nöqtəsi ilə ölçülən proses dəyişəni arasındakı fərq kimi hesablayır.
Daha sonra nəzarət dəyişəninin tənzimlənməsi ilə səhvi zamanla minimuma endirmək üçün düzəliş tətbiq edir.
Applications
Bu nəzarətçi ölçülə bilən çıxışa, həmin çıxış üçün məlum ideal dəyərə və ölçülə bilən çıxışa təsir edəcək prosesə girişə malik istənilən prosesi idarə edə bilər.
Nəzarətçilər sənayedə temperatur, təzyiq, qüvvə, çəki, mövqe, sürət və ölçmənin mövcud olduğu hər hansı digər dəyişəni tənzimləmək üçün istifadə olunur.
Nəticə
Beləliklə, bunlar robototexnikada istifadə olunan ən çox yayılmış alqoritmlərdən bəziləri idi. Bütün bu alqoritmlər hərəkətlərin və hərəkətlərin xəritəsini tərtib etmək üçün istifadə olunan fiziki, xətti cəbr və statistikanın qarışığı ilə olduqca mürəkkəbdir.
Bununla belə, texnologiya inkişaf etdikcə robototexnika alqoritmləri daha da mürəkkəbləşəcək. Robotlar daha çox tapşırıq yerinə yetirə və özləri üçün daha çox düşünə biləcəklər.
Bu məqaləni bəyəndinizsə, HashDork's Weekly-ə abunə olun e-poçt vasitəsilə yeniləmələr, burada ən son AI, ML, DL, Programming & Future Tech xəbərlərini paylaşırıq.
Cavab yaz