Tha Robotics na mheasgachadh sònraichte de shaidheans agus theicneòlas a bhios a’ dèanamh innealan a tha coltach ri gnìomhan dhaoine.
Tràth anns na 2000n, bha 90% de innealan-fuadain ann an ionadan saothrachaidh chàraichean a’ dol an àite dhaoine airson gnìomhan ath-aithris. A-nis faodaidh innealan-fuadain taighean fhalamhachadh agus eadhon seirbheis a dhèanamh ann an taighean-bìdh.
Mar as trice bidh inneal-fuadain air a dhèanamh suas de thrì seòrsaichean de phàirtean; an corp meacanaigeach; an cnàimhneach dealain, agus mu dheireadh eanchainn air a dhèanamh le còd.
Leigidh na co-phàirtean sin le inneal-fuadain dàta a chruinneachadh (gu tric bho luchd-mothachaidh), co-dhùnaidhean a dhèanamh tro loidsig prògramaichte gus giùlan atharrachadh agus gnìomhan a choileanadh.
Faodaidh trì seòrsaichean de phrògraman a bhith aig robots; Smachd Iomallach (RC), Artificial Intelligence (AI), no Hybrid.
Feumaidh prògraman RC eadar-theachd mac an duine as urrainn an toiseach agus / no an comharra stad a thoirt seachad airson còd a chuir an gnìomh don inneal-fuadain. Tha prògraman a’ gabhail a-steach diofar sheòrsan algorithms, gach fear le gnìomh eadar-dhealaichte.
Dè a th’ ann an algairim?
Is e sreath de loidhnichean còd a th’ ann an algairim a dh’ fhaodas robot a chleachdadh gus stiùireadh sònraichte a choileanadh. Bidh e ag eadar-theangachadh beachdan an leasaiche gu cànan a thuigeas innealan-fuadain.
Faodar algairim a chuir an cèill ann an iomadh seòrsa comharradh, a’ gabhail a-steach còd-brèige, clàran-sruthadh, cànanan prògramaidh, no bùird smachd.
San artaigil seo bruidhnidh sinn air cuid de na seòrsaichean algorithms cumanta a thathas a’ cleachdadh anns na prògraman sin.
Seòrsan algorithms air an cleachdadh ann an robotics
1. Uair sam bith A* Algorithm
Tha an algairim A* na algairim lorg slighe a thathas a’ cleachdadh gus an t-slighe as fheàrr a lorg eadar dà phuing, ie, leis a’ chosgais as lugha.
Aig àm sam bith Tha cosgais ùine sùbailte aig Algorithm A* agus faodaidh e an t-slighe as giorra a thilleadh eadhon ged a thèid stad a chuir air leis gu bheil e a’ gineadh fuasgladh neo-fheàrr an toiseach agus an uairsin ga bharrachadh.
Leigidh seo le co-dhùnaidhean nas luaithe oir is urrainn don inneal-fuadain togail air àireamhachadh roimhe an àite tòiseachadh bhon fhìor thoiseach.
Ciamar a dh'obraicheas e?
Bidh e a’ dèanamh seo le bhith a’ cruthachadh ‘craobh’ a tha a’ leudachadh a-steach bhon nód tòiseachaidh gus an tèid na slatan-tomhais airson crìochnachadh a chuir an sàs a tha a’ ciallachadh gu bheil slighe nas saoire ri fhaighinn.
Tha cliath 2D air a dhèanamh le cnapan-starra agus cealla tòiseachaidh agus ceallan targaid air an comharrachadh le prìne.
Tha an algairim a’ mìneachadh ‘luach’ nód le f is e sin an t-suim de pharamadairean g (cosgais gluasad bhon nód tòiseachaidh chun nód a tha fo cheist) agus h (cosgais gluasad bhon nód sin chun nód targaid).
Tagraidhean
Bidh mòran gheamannan agus mhapaichean stèidhichte air an lìon a’ cleachdadh an algairim seo gus an t-slighe as giorra a lorg gu h-èifeachdach. Faodar a chleachdadh cuideachd airson innealan-fuadain gluasadach.
Faodaidh tu cuideachd fuasgladh fhaighinn air duilgheadasan iom-fhillte leithid an Newton – Raphson ath-aithris air a chleachdadh gus freumh ceàrnagach àireamh a lorg.
Tha e cuideachd air a chleachdadh ann an duilgheadasan slighe gus ro-innse gluasad agus bualadh nì san fhànais.
2. D* Algorithm
Tha D*, D*, le fòcas agus D* Lite nan algorithms sgrùdaidh mean air mhean gus an t-slighe as giorra eadar dà phuing a lorg.
Tha iad, ge-tà, nam measgachadh de algorithms A* agus lorgan ùra a leigeas leotha fiosrachadh a chur ris na mapaichean aca airson cnapan-starra neo-aithnichte.
Faodaidh iad an uairsin slighe ath-àireamhachadh stèidhichte air fiosrachadh ùr, coltach ris an Mars Rover.
Ciamar a dh'obraicheas e?
Tha obrachadh D* Algorithm coltach ris an obair aig A*, tha an algairim an toiseach a’ mìneachadh f, h agus a’ cruthachadh liosta fosgailte is dùinte.
Às deidh seo, bidh an Algorithm D * a’ dearbhadh luach g an nód gnàthach a’ cleachdadh luach g nan nodan a tha faisg air làimh.
Bidh gach nód faisg air làimh a’ tomhas luach g an neach a th’ ann an-dràsta agus tha an luach g as giorra air atharrachadh mar an luach g ùr.
Tagraidhean
Tha D * agus na caochlaidhean aige air an cleachdadh gu farsaing airson robot gluasadach agus carbad fèin-riaghlaidh seòladh.
Tha siostaman seòlaidh mar seo a’ toirt a-steach siostam prototype a chaidh a dhearbhadh air na Mars Rovers Opportunity and Spirit agus an siostam seòlaidh a bhuannaich an duais. Dùbhlan Bailteil DARPA.
3. PRM Algorithm
Tha PRM, no mapa-rathaid probabilistic, na ghraf lìonra de shlighean a dh’ fhaodadh a bhith stèidhichte air àiteachan saor is còmhnaidh air mapa sònraichte.
Bidh iad air an cleachdadh ann an siostaman dealbhaidh iom-fhillte agus cuideachd gus slighean cosgais ìseal a lorg timcheall air cnapan-starra.
Bidh PRM a’ cleachdadh sampall air thuaiream de phuingean air a’ mhapa aca far am faod inneal robot gluasad agus an uairsin an t-slighe as giorra a thomhas.
Ciamar a dh'obraicheas e?
Tha PRM a’ gabhail a-steach ìre togail agus ceist.
Anns a’ chiad ìre, tha mapa-rathaid air a ghrafadh a bheir tuairmse air gluasadan a dh’ fhaodadh a bhith ann an àrainneachd. Thèid rèiteachadh air thuaiream an uairsin a chruthachadh agus a cheangal ri cuid de nàbaidhean.
Tha na rèiteachaidhean tòiseachaidh is tadhail ceangailte ris a’ ghraf aig ìre na ceiste. Gheibhear an t-slighe an uairsin le a An t-slighe as giorra aig Dijkstra cheist.
Tagraidhean
Tha PRM air a chleachdadh ann an luchd-dealbhaidh ionadail, far a bheil an algairim a’ tomhas slighe loidhne dhìreach eadar dà phuing, is e sin a’ chiad, agus puingean tadhail.
Faodar an algairim a chleachdadh cuideachd gus dealbhadh slighe a leasachadh agus tagraidhean lorg tubaistean.
4. Algorithm Zero Moment Point (ZMP).
Tha Zero Moment Point (innleachd ZMP) na algairim a bhios innealan-fuadain a’ cleachdadh gus an inertia iomlan a chumail mu choinneimh feachd freagairt an ùrlair.
Bidh an algairim seo a’ cleachdadh bun-bheachd àireamhachadh an ZMP agus ga chur an sàs ann an dòigh gus innealan-fuadain bipedal a chothromachadh. Tha e coltach gu bheil a bhith a’ cleachdadh an algairim seo air uachdar làr rèidh a’ leigeil leis an inneal-fuadain coiseachd mar nach biodh mionaid ann.
Bidh companaidhean saothrachaidh leithid ASIMO (Honda) a’ cleachdadh an dòigh seo.
Ciamar a dh'obraicheas e?
Thathas a’ dealbhadh gluasad inneal-fuadain coiseachd a’ cleachdadh an co-aontar momentum ceàrnach. Bidh e a’ dèanamh cinnteach gu bheil an co-ghluasad a chaidh a chruthachadh a’ gealltainn seasmhachd postural fiùghantach an inneal-fuadain.
Tha an seasmhachd seo air a thomhas a rèir astar a’ phuing neoni (air a thomhas leis an algairim) taobh a-staigh crìochan sgìre seasmhachd ro-mhìnichte.
Tagraidhean
Faodar puingean mionaid neoni a chleachdadh mar mheatrach gus measadh a dhèanamh air seasmhachd an aghaidh a bhith a’ toirt thairis air innealan-fuadain mar an iRobot PackBot nuair a bhios iad a’ seòladh rampaichean agus cnapan-starra.
5. Algorithm Smachd Eadar-dhealaichte Co-roinneil (PID).
Bidh Smachd Eadar-dhealaichte Co-roinneil Co-roinneil no PID, a’ cruthachadh lùb fios-air-ais mothachaidh gus suidheachaidhean airson co-phàirtean meacanaigeach atharrachadh le bhith ag obrachadh a-mach luach na mearachd.
Bidh na h-algorithms sin a’ cothlamadh nan trì co-èifeachdan bunaiteach, ie, co-roinn, bunaiteach, agus derivative gus an cruthaich e comharra smachd.
Bidh e ag obair ann an àm fìor agus a’ cur an gnìomh ceartachaidhean far a bheil feum air. Chithear seo ann an càraichean fèin-dràibhidh.
Ciamar a dh'obraicheas e?
Bidh an rianadair PID a’ cleachdadh trì teirmean smachd co-rèireachd, buaidh iomlan agus derivative air an toradh aige gus smachd ceart agus as fheàrr a chuir an sàs.
Bidh an rianadair seo an-còmhnaidh a’ tomhas luach mearachd mar an eadar-dhealachadh eadar puing suidhichte a tha thu ag iarraidh agus caochladair pròiseas tomhaiste.
Bidh e an uairsin a’ cur ceartachadh an sàs gus a’ mhearachd a lughdachadh thar ùine le bhith ag atharrachadh a’ chaochlaideachd smachd.
Tagraidhean
Faodaidh an rianadair seo smachd a chumail air pròiseas sam bith aig a bheil toradh a ghabhas tomhas, luach air leth aithnichte airson an toraidh sin, agus cuir a-steach don phròiseas a bheir buaidh air an toradh a ghabhas tomhas.
Tha luchd-riaghlaidh air an cleachdadh sa ghnìomhachas gus teòthachd, cuideam, feachd, cuideam, suidheachadh, astar agus caochladair sam bith eile a riaghladh airson a bheil tomhas ann.
Co-dhùnadh
Mar sin, b’ iad sin cuid de na h-algorithms as cumanta a thathas a’ cleachdadh ann an robotics. Tha na h-algorithms sin uile gu math toinnte le measgachadh de stuth fiosaigeach, ailseabra sreathach agus staitistig gan cleachdadh gus gnìomhan agus gluasad a mhapadh.
Ach, mar a thèid teicneòlas air adhart leasaichidh algorithms robotics gu bhith eadhon nas iom-fhillte. Bidh e comasach dha na h-innealan-fuadain barrachd ghnìomhan a choileanadh agus barrachd smaoineachadh dhaibh fhèin.
Ma chòrd an artaigil seo riut, fo-sgrìobhadh gu HashDork's Weekly ùrachaidhean tro phuist-d, far am bi sinn a’ roinn na naidheachdan AI, ML, DL, Programming & Future Tech.
Leave a Reply