Robotics yog qhov sib xyaw tshwj xeeb ntawm kev tshawb fawb thiab thev naus laus zis uas tsim cov tshuab uas ua rau tib neeg ua.
Thaum ntxov 2000s, 90% ntawm cov neeg hlau nyob hauv tsheb tsim cov chaw tsim khoom hloov tib neeg rau kev ua haujlwm rov ua dua. Tam sim no cov neeg hlau tuaj yeem nqus tsev thiab ua haujlwm hauv tsev noj mov.
Ib tug neeg hlau feem ntau muaj peb hom ntawm cov khoom; mechanical lub cev; hluav taws xob skeleton, thiab thaum kawg ib lub hlwb ua nrog code.
Cov Cheebtsam no tso cai rau tus neeg hlau los sau cov ntaub ntawv (feem ntau los ntawm cov sensors), txiav txim siab los ntawm programmed logic los hloov tus cwj pwm thiab ua tiav cov haujlwm.
Cov neeg hlau yuav muaj peb hom kev pab cuam; Chaw taws teeb tswj (RC), artificial txawj ntse (AI), los yog Hybrid.
RC cov kev pab cuam xav tau kev cuam tshuam ntawm tib neeg uas tuaj yeem muab qhov pib thiab / lossis lub teeb liab nres rau kev ua tiav cov cai rau cov neeg hlau. Cov kev zov me nyuam muaj ntau hom algorithms, txhua tus muaj qhov sib txawv.
Dab tsi yog algorithm?
Ib qho algorithm yog cov kab ntawm cov lej uas tus neeg hlau tuaj yeem siv los ua qee cov lus qhia. Nws txhais cov tswv yim ntawm tus tsim tawm rau hauv ib hom lus uas nkag siab los ntawm cov neeg hlau.
Algorithms tuaj yeem nthuav tawm ntau hom kev sau, suav nrog pseudocode, flowcharts, hom lus, los yog tswj cov rooj.
Hauv kab lus no peb yuav tham txog qee yam hom algorithms siv hauv cov kev pabcuam no.
Hom algorithms siv nyob rau hauv robotics
1. Txhua lub sij hawm A* Algorithm
A * algorithm yog txoj hauv kev tshawb nrhiav algorithm uas yog siv los nrhiav txoj hauv kev zoo tshaj plaws ntawm ob lub ntsiab lus, piv txwv li, nrog tus nqi tsawg tshaj plaws.
Txhua lub sijhawm A* Algorithm muaj tus nqi hloov pauv sijhawm thiab tuaj yeem rov qab txoj hauv kev luv tshaj txawm tias nws cuam tshuam vim nws tsim cov tshuaj tsis zoo ua ntej thiab tom qab ntawd ua kom zoo dua.
Qhov no tso cai rau kev txiav txim siab sai dua li cov neeg hlau tuaj yeem tsim los ntawm kev suav yav dhau los es tsis txhob pib los ntawm kos.
Ua li cas nws ua hauj lwm?
Nws ua qhov no los ntawm kev tsim 'ntoo' uas txuas ntxiv los ntawm qhov pib ntawm qhov pib kom txog rau thaum cov txheej txheem rau kev txiav tawm tau tshwm sim uas txhais tau hais tias muaj kev pheej yig dua.
Ib daim phiaj 2D yog tsim nrog obstacles thiab pib ntawm tes thiab lub hom phiaj ntawm tes yog pin-taw tes.
Lub algorithm txhais cov node 'tus nqi' los ntawm f uas yog tus lej ntawm cov tsis g (tus nqi ntawm kev txav los ntawm qhov pib ntawm node mus rau ntawm nqe lus nug) thiab h (tus nqi ntawm kev txav los ntawm cov lus nug mus rau lub hom phiaj node).
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Ntau qhov kev ua si thiab daim duab qhia hauv web siv cov algorithm no los nrhiav txoj hauv kev luv tshaj plaws. Nws kuj tseem siv tau rau cov neeg hlau mobile.
Koj tuaj yeem daws cov teeb meem nyuaj xws li cov Newton-Raphson iteration siv los nrhiav lub hauv paus square ntawm tus lej.
Nws kuj tseem siv rau hauv cov teeb meem trajectory los kwv yees qhov kev txav thiab kev sib tsoo ntawm ib qho khoom hauv qhov chaw.
2. D* Algorithm
D*, Focused D* thiab D* Lite yog cov kev tshawb fawb ntxiv los nrhiav txoj hauv kev luv tshaj ntawm ob lub ntsiab lus.
Lawv, txawm li cas los xij, yog qhov sib xyaw ntawm A * algorithms thiab cov kev tshawb pom tshiab uas tso cai rau lawv ntxiv cov ntaub ntawv rau lawv daim duab qhia chaw rau qhov tsis paub qhov teeb meem.
Tom qab ntawd lawv tuaj yeem suav rov qab txoj hauv kev raws li cov ntaub ntawv tshiab, zoo li Mars Rover.
Ua li cas nws ua hauj lwm?
Kev ua haujlwm ntawm D * Algorithm zoo ib yam li A *, algorithm thawj zaug txhais f, h thiab tsim cov npe qhib thiab kaw.
Tom qab no, D * Algorithm txiav txim siab tam sim no ntawm tus nqi g siv tus nqi g ntawm nws cov neeg nyob sib ze.
Txhua tus neeg nyob sib ze ua rau kwv yees txog tus nqi g tam sim no thiab tus nqi g luv tshaj yog hloov raws li tus nqi g tshiab.
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D * thiab nws cov variants yog dav siv rau mobile neeg hlau thiab autonomous tsheb kev taw qhia.
Cov txheej txheem navigation no suav nrog cov qauv qauv sim ntawm Mars rovers Opportunity thiab Spirit thiab navigation system uas yeej DARPA Kev Sib Tw Hauv Nroog.
3. PRM Algorithm
PRM, lossis probabilistic roadmap, yog ib daim duab qhia txog kev ua tau raws li qhov chaw dawb thiab nyob hauv ib daim ntawv qhia.
Lawv yog siv nyob rau hauv txoj kev npaj cov txheej txheem thiab kuj nrhiav tau tus nqi qis txoj kev nyob ib ncig ntawm obstacles.
PRMs siv ib qho piv txwv ntawm cov ntsiab lus ntawm lawv daim duab qhia chaw uas lub cuab yeej neeg hlau tuaj yeem txav mus tau thiab tom qab ntawd txoj kev luv tshaj yog xam.
Ua li cas nws ua hauj lwm?
PRM muaj kev tsim kho thiab kev nug theem.
Nyob rau hauv thawj theem, daim ntawv qhia txoj kev yog graphed uas approximates muaj peev xwm txav tau nyob rau hauv ib puag ncig. Ib qho kev teeb tsa random yog tsim thiab txuas nrog qee tus neeg nyob ze.
Qhov pib thiab lub hom phiaj kev teeb tsa tau txuas nrog cov duab hauv cov lus nug theem. Txoj kev yog ces tau los ntawm a Dijkstra txoj kev luv tshaj plaws cov lus nug.
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PRM yog siv rau hauv cov phiaj xwm hauv zos, qhov twg cov algorithm suav txoj kab ncaj nraim ntawm ob lub ntsiab lus, uas yog qhov pib, thiab cov ntsiab lus ntawm lub hom phiaj.
Lub algorithm kuj tseem siv tau los txhim kho txoj hauv kev npaj thiab kev sib tsoo kom pom kev.
4. Zero Moment Point (ZMP) Algorithm
Zero Moment Point (ZMP txheej txheem) yog ib qho algorithm siv los ntawm cov neeg hlau los ua kom tag nrho inertia rov qab rau cov tshuaj tiv thaiv hauv pem teb.
Qhov no algorithm siv lub tswv yim ntawm kev xam cov ZMP thiab siv nws nyob rau hauv ib txoj kev kom sib npaug bipedal robots. Siv cov algorithm no rau ntawm lub hauv pem teb du zoo li tso cai rau cov neeg hlau taug kev zoo li tsis muaj sijhawm.
Cov tuam txhab tsim khoom xws li ASIMO (Honda) siv cov txheej txheem no.
Ua li cas nws ua hauj lwm?
Kev txav ntawm tus neeg hlau taug kev yog npaj siv qhov sib npaug ntawm lub zog. Nws ua kom paub tseeb tias qhov kev sib koom ua ke tsim tau lav dynamical postural stability ntawm tus neeg hlau.
Qhov kev ruaj ntseg no yog ntsuas los ntawm qhov kev ncua deb ntawm lub zero-moment point (xws li lub algorithm) nyob rau hauv cov ciam teb ntawm ib cheeb tsam predefined stability.
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Zero lub sijhawm cov ntsiab lus tuaj yeem siv los ua tus ntsuas ntsuas kev ruaj ntseg tiv thaiv tipping ntawm cov neeg hlau zoo li iRobot PackBot thaum taug kev ramps thiab obstacles.
5. Qhov sib txawv ntawm qhov sib txawv (PID) tswj cov txheej txheem
Proportional Integral Differential Control lossis PID, tsim cov lus tawm tswv yim sensor los kho cov chaw rau cov khoom siv tshuab los ntawm kev suav cov nqi yuam kev.
Cov algorithms no muab tag nrho peb cov coefficients yooj yim, piv txwv li, kev faib ua feem, ib qho, thiab derivative kom nws ua tau ib lub teeb liab tswj.
Nws ua haujlwm hauv lub sijhawm tiag tiag thiab siv kev kho qhov xav tau. Qhov no tuaj yeem pom hauv tus kheej tsav tsheb.
Ua li cas nws ua hauj lwm?
PID maub los siv peb lub ntsiab lus ntawm kev faib ua feem, qhov tseem ceeb thiab kev cuam tshuam ntawm nws cov khoom siv los siv qhov tseeb thiab kev tswj xyuas kom zoo.
Tus maub los no tsis tu ncua suav tus nqi yuam kev raws li qhov sib txawv ntawm qhov xav tau teeb tsa thiab ntsuas txheej txheem sib txawv.
Nws tom qab ntawd siv qhov kev kho kom txo qis qhov yuam kev dhau sijhawm los ntawm kev hloov kho ntawm kev tswj qhov sib txawv.
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Tus maub los no tuaj yeem tswj txhua tus txheej txheem uas muaj cov zis ntsuas tau, paub tus nqi zoo tshaj plaws rau cov zis ntawd, thiab cov kev tawm tswv yim rau cov txheej txheem uas yuav cuam tshuam rau qhov ntsuas tau.
Controllers yog siv nyob rau hauv kev lag luam los tswj qhov kub thiab txias, siab, quab yuam, hnyav, txoj hauj lwm, ceev thiab lwm yam kev hloov pauv uas muaj qhov ntsuas.
xaus
Yog li, cov no yog ib co ntawm cov feem ntau algorithms siv nyob rau hauv robotics. Tag nrho cov algorithms no yog qhov nyuaj heev nrog kev sib xyaw ntawm lub cev, linear algebra thiab cov txheeb cais siv los qhia txog kev ua thiab kev txav.
Txawm li cas los xij, raws li thev naus laus zis thev naus laus zis thev naus laus zis thev naus laus zis algorithms yuav txhim kho kom dhau los ua qhov nyuaj dua. Cov neeg hlau yuav tuaj yeem ua tiav ntau txoj haujlwm thiab xav ntau rau lawv tus kheej.
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