Robotics se yon melanj inik nan syans ak teknoloji ki pwodui machin ki imite aksyon imen yo.
Nan kòmansman ane 2000 yo, 90% nan robo yo te nan plant fabrikasyon machin ranplase moun pou travay repetitif. Koulye a, robo ka vide kay e menm sèvi nan restoran.
Yon robo anjeneral konsiste de twa kalite eleman; kò mekanik la; skelèt elektrik la, epi finalman yon sèvo ki fèt ak kòd.
Konpozan sa yo pèmèt yon robo kolekte done (souvan nan detèktè), pran desizyon atravè lojik pwograme pou adapte konpòtman ak ranpli travay.
Robo yo ka gen twa kalite pwogram; Kontwòl Remote (RC), Atifisyèl entèlijans (AI), oswa Hybrid.
Pwogram RC mande entèvansyon yon moun ki ka bay siyal la kòmanse ak/oswa sispann pou egzekisyon kòd nan robo a. Pwogram yo konpoze de divès kalite algoritm, yo chak ak yon fonksyon diferan.
Ki sa ki se yon algorithm?
Yon algorithm se yon seri liy kòd ke yon robo ka itilize pou fè sèten enstriksyon. Li tradui lide pwomotè a nan yon lang ke robo konprann.
Algoritm yo ka eksprime nan plizyè kalite notasyon, tankou pseudocode, organigram, langaj pwogramasyon, oswa tab kontwòl.
Nan atik sa a nou pral diskite sou kèk kalite algorithm komen yo itilize nan pwogram sa yo.
Kalite algoritm yo itilize nan robotik
1. Nenpòt lè A* Algorithm
Algorithm A* a se yon algorithm rechèch chemen ki itilize pou jwenn chemen ki pi optimal ant de pwen, sa vle di, ak pri ki pi piti a.
Nenpòt lè A* Algorithm gen yon pri tan fleksib epi li ka retounen chemen ki pi kout la menm si li entèwonp paske li jenere yon solisyon ki pa pi bon an premye epi li optimize li.
Sa a pèmèt pou pran desizyon pi vit kòm robo a ka bati sou kalkil anvan yo olye pou yo kòmanse nan grafouyen.
Kijan li mache?
Li fè sa nan fòme yon 'pyebwa' ki pwolonje nan soti nan ne nan kòmansman jiskaske kritè yo pou revokasyon se deklanche ki vle di gen yon chemen mwens koute chè ki disponib.
Yon kadriyaj 2D fèt ak obstak ak yon selil kòmanse ak selil sib yo pin-pwente.
Algorithm la defini 'valè' yon nod pa f ki se sòm total paramèt g (pri pou deplase soti nan ne kòmanse a nan ne nan kesyon an) ak h (pri a nan deplase soti nan ne nan kesyon an nan ne sib la).
Aplikasyon
Yon anpil nan jwèt ak kat ki baze sou entènèt itilize algorithm sa a pou jwenn chemen ki pi kout la avèk efikasite. Li kapab tou itilize pou robo mobil.
Ou kapab tou rezoud pwoblèm konplèks tankou la Newton-Raphson iterasyon aplike pou jwenn rasin kare yon nonb.
Yo itilize li tou nan pwoblèm trajectoire pou predi mouvman ak kolizyon yon objè nan espas.
2. D* Algorithm
D*, Focused D* ak D* Lite se algoritm rechèch incrémentielle pou jwenn chemen ki pi kout ant de pwen.
Yo, sepandan, se yon melanj de algoritm A* ak nouvo dekouvèt ki pèmèt yo ajoute enfòmasyon sou kat yo pou obstak enkoni.
Lè sa a, yo ka rekalkile yon wout ki baze sou nouvo enfòmasyon, anpil tankou Mas Rover la.
Kijan li mache?
Travay D* Algorithm sanble ak sa A*, algorithm la defini f, h e li kreye yon lis ouvè ak fèmen.
Apre sa, D* Algorithm detèmine valè g ne aktyèl la lè l sèvi avèk valè g nœuds vwazen li yo.
Chak ne vwazen fè yon devine sou valè g aktyèl la epi valè g ki pi kout la adapte kòm nouvo valè g.
Aplikasyon
D * ak varyant li yo lajman itilize pou robo mobil ak machin otonòm navigasyon.
Sistèm navigasyon sa yo gen ladan yon sistèm pwototip teste sou Mas rovers Opportunity and Spirit ak sistèm navigasyon ki te genyen an. Defi iben DARPA.
3. Algorithm PRM
Yon PRM, oswa plan wout pwobabilite, se yon graf rezo chemen posib ki baze sou espas lib ak espas okipe sou yon kat yo bay.
Yo itilize yo nan sistèm planifikasyon konplèks epi tou pou jwenn chemen pri ki ba alantou obstak.
PRM yo sèvi ak yon echantiyon owaza nan pwen sou kat yo kote yon aparèy robo ka pètèt deplase epi apre yo kalkile chemen ki pi kout la.
Kijan li mache?
PRM konsiste de yon faz konstriksyon ak rechèch.
Nan premye faz la, yo make yon plan ki apwoksimatif mouvman posib nan yon anviwonman. Lè sa a, yon konfigirasyon o aza kreye epi konekte ak kèk vwazen.
Konfigirasyon kòmansman ak objektif yo konekte ak graf la nan faz rechèch la. Lè sa a, chemen an jwenn pa yon Chemen ki pi kout Dijkstra a rechèch.
Aplikasyon
PRM yo itilize nan planifikatè lokal yo, kote algorithm la kalkile yon chemen liy dwat ant de pwen, sètadi pwen inisyal la, ak pwen objektif.
Algorithm la kapab tou itilize pou amelyore planifikasyon chemen ak aplikasyon pou deteksyon kolizyon.
4. Zewo Moman Point (ZMP) Algorithm
Zero Moment Point (teknik ZMP) se yon algorithm robo itilize pou kenbe inèsi total opoze ak fòs reyaksyon etaj la.
Algorithm sa a sèvi ak konsèp nan kalkile ZMP a epi aplike li nan yon fason pou balanse robo bipedal. Sèvi ak algorithm sa a sou yon sifas etaj lis sanble pèmèt robo a mache tankou si pa te gen okenn moman.
Konpayi fabrikasyon tankou ASIMO (Honda) itilize teknik sa a.
Kijan li mache?
Mouvman yon robo k ap mache te planifye lè l sèvi avèk ekwasyon momantòm angilè a. Li asire w ke mouvman jwenti pwodwi a garanti estabilite postural dinamik robo a.
Estabilite sa a mezire pa distans pwen zewo-moman (kalkile pa algorithm la) nan limit yo nan yon rejyon estabilite predefini.
Aplikasyon
Pwen zewo moman yo ka itilize kòm yon metrik pou evalye estabilite kont robo yo ranvèse tankou iRobot PackBot lè w ap navige sou ranp ak obstak.
5. Algorithm Kontwòl Pwopòsyonèl Entegral Diferansyal (PID).
Kontwòl Diferansyal Entegral Pwopòsyonèl oswa PID, kreye yon bouk fidbak Capteur pou ajiste anviwònman pou konpozan mekanik lè w kalkile valè erè a.
Algoritm sa yo konbine tout twa koyefisyan debaz, sa vle di, pwopòsyon, entegral, ak derive pou li pwodui yon siyal kontwòl.
Li travay an tan reyèl epi li aplike koreksyon kote sa nesesè. Sa a ka wè nan pwòp tèt ou-kondwi machin.
Kijan li mache?
Kontwolè PID la sèvi ak twa tèm kontwòl pwopòsyonalite, enfliyans entegral ak dérivés sou pwodiksyon li pou aplike kontwòl egzat ak pi bon.
Kontwolè sa a kontinyèlman kalkile yon valè erè kòm diferans ki genyen ant yon pwen dezi vle ak yon varyab pwosesis mezire.
Lè sa a, li aplike yon koreksyon pou minimize erè a sou tan pa ajisteman nan varyab kontwòl la.
Aplikasyon
Kontwolè sa a ka kontwole nenpòt pwosesis ki gen yon pwodiksyon mezirab, yon valè ideyal li te ye pou pwodiksyon sa a, ak yon opinyon nan pwosesis la ki pral afekte pwodiksyon mezirab la.
Kontwolè yo itilize nan endistri a pou kontwole tanperati, presyon, fòs, pwa, pozisyon, vitès ak nenpòt lòt varyab pou ki gen yon mezi.
konklizyon
Se konsa, sa yo te kèk nan algoritm ki pi komen yo itilize nan robotics. Tout algoritm sa yo byen konplèks ak yon melanj de fizik, aljèb lineyè ak estatistik yo te itilize pou kat soti aksyon ak mouvman.
Sepandan, kòm teknoloji avanse, algoritm robotik ap devlope pou vin pi konplèks. Robo yo pral kapab ranpli plis travay epi panse plis pou tèt yo.
Si ou te renmen atik sa a, abònman ak HashDork's Weekly mizajou atravè imèl, kote nou pataje dènye nouvèl AI, ML, DL, Programming & Future Tech.
Kite yon Reply