Робот техник нь хүний үйлдлийг дуурайдаг машин үйлдвэрлэдэг шинжлэх ухаан, технологийн өвөрмөц холимог юм.
2000-аад оны эхээр роботуудын 90% нь машин үйлдвэрлэдэг үйлдвэрүүдэд давтагдах ажлыг гүйцэтгэхийн тулд хүмүүсийг орлож байсан. Одоо роботууд байшингуудыг тоос соруулж, ресторанд хүртэл үйлчлэх боломжтой болсон.
Робот нь ихэвчлэн гурван төрлийн бүрэлдэхүүн хэсгээс бүрддэг; механик бие; цахилгаан араг яс, эцэст нь кодоор хийсэн тархи.
Эдгээр бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь роботод өгөгдөл цуглуулах (ихэвчлэн мэдрэгчээс), зан төлөвийг тохируулах, даалгавраа биелүүлэхийн тулд програмчлагдсан логикоор шийдвэр гаргах боломжийг олгодог.
Роботууд гурван төрлийн програмтай байж болно; Алсын удирдлага (RC), Хиймэл оюун (AI) эсвэл Hybrid.
Сурвалжлагч програмууд нь роботод код гүйцэтгэх эхлэх ба/эсвэл зогсоох дохио өгөх хүний оролцоог шаарддаг. Хөтөлбөрүүд нь янз бүрийн төрлийн алгоритмуудаас бүрддэг бөгөөд тус бүр нь өөр өөр функцтэй байдаг.
Алгоритм гэж юу вэ?
Алгоритм гэдэг нь робот тодорхой зааврыг гүйцэтгэхийн тулд ашиглаж болох кодын цуврал мөр юм. Энэ нь хөгжүүлэгчийн санааг роботуудад ойлгомжтой хэл рүү хөрвүүлдэг.
Алгоритмуудыг псевдокод, урсгал диаграмм гэх мэт олон төрлийн тэмдэглэгээгээр илэрхийлж болно. програмчлалын хэл, эсвэл хяналтын хүснэгтүүд.
Энэ нийтлэлд бид эдгээр програмуудад хэрэглэгддэг алгоритмуудын зарим нийтлэг төрлийг авч үзэх болно.
Робот техникт ашигладаг алгоритмын төрлүүд
1. Ямар ч үед A* алгоритм
A* алгоритм нь хоёр цэгийн хоорондох хамгийн оновчтой замыг, өөрөөр хэлбэл хамгийн бага зардлаар олоход хэрэглэгддэг зам хайх алгоритм юм.
Ямар ч үед A* алгоритм нь цаг хугацааны уян хатан зардалтай бөгөөд эхлээд оновчтой бус шийдлийг гаргаж, дараа нь түүнийг оновчтой болгодог тул тасалдсан ч хамгийн богино замыг буцаах боломжтой.
Энэ нь роботыг эхнээс нь эхлүүлэхийн оронд өмнөх тооцоолол дээр үндэслэн шийдвэр гаргах боломжийг олгодог.
Энэ яаж ажилдаг вэ?
Энэ нь эхлэлийн зангилаанаас дуусгавар болох шалгуурыг эхлүүлэх хүртэл үргэлжилдэг "мод" үүсгэснээр үүнийг хийдэг бөгөөд энэ нь зардал багатай зам байгаа гэсэн үг юм.
2D тор нь саад тотгороор хийгдсэн бөгөөд эхлэлийн нүд болон зорилтот нүднүүд нь үзүүртэй байдаг.
Алгоритм нь зангилааны "утга" -ийг f параметрийн нийлбэрээр тодорхойлдог бөгөөд энэ нь g (эхлэх зангилаанаас тухайн зангилаа руу шилжих зардал) ба h (зангилаанаас зорилтот цэг рүү шилжих зардал) параметрүүдийн нийлбэр юм.
Програм
Маш олон тоглоом, вэб дээр суурилсан газрын зураг нь хамгийн богино замыг олохын тулд энэ алгоритмыг ашигладаг. Үүнийг хөдөлгөөнт роботуудад ч ашиглаж болно.
гэх мэт нарийн төвөгтэй асуудлуудыг шийдэж чадна Ньютон-Рафсон тооны квадрат язгуурыг олоход ашигласан давталт.
Мөн орон зай дахь биетийн хөдөлгөөн, мөргөлдөөнийг урьдчилан таамаглахад траекторийн бодлогод ашигладаг.
2. D* Алгоритм
D*, Focused D* болон D* Lite нь хоёр цэгийн хоорондох хамгийн богино замыг олох нэмэлт хайлтын алгоритмууд юм.
Гэсэн хэдий ч эдгээр нь A* алгоритмууд ба шинэ нээлтүүдийн холимог бөгөөд газрын зураг дээр үл мэдэгдэх саад бэрхшээлийг арилгах боломжийг олгодог.
Тэд дараа нь Марс Ровер шиг шинэ мэдээлэлд үндэслэн маршрутыг дахин тооцоолох боломжтой.
Энэ яаж ажилдаг вэ?
D* алгоритмын ажил нь A*-тай төстэй бөгөөд алгоритм нь эхлээд f, h-ийг тодорхойлж, нээлттэй, хаалттай жагсаалтыг үүсгэдэг.
Үүний дараа D* алгоритм нь хөрш зэргэлдээх зангилааны g утгыг ашиглан одоогийн зангилааны g утгыг тодорхойлно.
Хөрш зэргэлдээх цэг бүр нь одоогийн g утгын талаар таамаглал гаргадаг бөгөөд хамгийн богино g утгыг шинэ g утга болгон тохируулдаг.
Програм
D* болон түүний хувилбаруудыг хөдөлгөөнт робот болон бие даасан тээврийн хэрэгсэл навигаци.
Ийм навигацийн системд Ангараг гарагийн "Opportunity", "Spirit" хөлөг дээр туршсан загвар систем, мөн уралдаанд түрүүлсэн навигацийн систем орно. DARPA Urban Challenge.
3. PRM алгоритм
PRM буюу магадлалын замын зураг нь тухайн газрын зураг дээрх чөлөөт болон эзлэгдсэн орон зайд суурилсан боломжит замуудын сүлжээний график юм.
Эдгээрийг төлөвлөлтийн нарийн төвөгтэй системд ашигладаг бөгөөд саад бэрхшээлийг тойрон гарах хямд замыг олоход ашигладаг.
PRM нь робот төхөөрөмж хөдөлж болох газрын зураг дээрх цэгүүдийн санамсаргүй түүврийг ашигладаг бөгөөд дараа нь хамгийн богино замыг тооцдог.
Энэ яаж ажилдаг вэ?
PRM нь барилгын ажил, хайлт хийх үе шатаас бүрдэнэ.
Эхний үе шатанд хүрээлэн буй орчны боломжит хөдөлгөөнийг ойролцоогоор харуулсан замын зураглалыг графикаар зурдаг. Дараа нь санамсаргүй тохиргоог үүсгэж, зарим хөрштэй холбодог.
Эхлэл болон зорилгын тохиргоонууд нь асуулгын үе шатанд графиктай холбогддог. Замыг дараа нь a Дийкстрагийн хамгийн дөт зам асуулга.
Програм
PRM-ийг орон нутгийн төлөвлөгчдөд ашигладаг бөгөөд алгоритм нь хоёр цэг, тухайлбал эхний болон зорилгын цэгүүдийн хоорондох шулуун шугамыг тооцоолдог.
Алгоритмыг мөн зам төлөвлөлт, мөргөлдөөнийг илрүүлэх програмуудыг сайжруулахад ашиглаж болно.
4. Zero Moment Point (ZMP) алгоритм
Zero Moment Point (ZMP техник) нь шалны урвалын хүчний эсрэг нийт инерцийг хадгалахын тулд роботуудын ашигладаг алгоритм юм.
Энэхүү алгоритм нь ZMP-ийг тооцоолох үзэл баримтлалыг ашигладаг бөгөөд үүнийг хоёр хөлт роботуудыг тэнцвэржүүлэх зорилгоор ашигладаг. Энэхүү алгоритмыг гөлгөр шалны гадаргуу дээр ашиглах нь роботыг ямар ч мөч байхгүй мэт алхах боломжийг олгодог.
ASIMO (Honda) зэрэг үйлдвэрлэлийн компаниуд энэ аргыг ашигладаг.
Энэ яаж ажилдаг вэ?
Алхаж буй роботын хөдөлгөөнийг өнцгийн импульсийн тэгшитгэлийг ашиглан төлөвлөж байна. Үүсгэсэн хамтарсан хөдөлгөөн нь роботын динамик байрлалын тогтвортой байдлыг баталгаажуулдаг.
Энэ тогтвортой байдлыг урьдчилан тодорхойлсон тогтвортой байдлын бүсийн хил доторх тэг моментийн цэгийн зайгаар (алгоритмоор тооцоолсон) хэмжигддэг.
Програм
Налуу зам болон саадыг туулах үед iRobot PackBot гэх мэт роботуудыг хөмрөхөөс хамгаалах тогтвортой байдлыг үнэлэхийн тулд тэг моментийн цэгүүдийг хэмжүүр болгон ашиглаж болно.
5. Пропорциональ интеграл дифференциал (PID) хяналтын алгоритм
Пропорциональ интеграл дифференциал хяналт буюу PID нь алдааны утгыг тооцоолох замаар механик бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн тохиргоог тохируулах мэдрэгчийн санал хүсэлтийн гогцоо үүсгэдэг.
Эдгээр алгоритмууд нь пропорциональ, интеграл, дериватив гэсэн гурван үндсэн коэффициентийг нэгтгэж, хяналтын дохиог үүсгэдэг.
Энэ нь бодит цагийн горимд ажилладаг бөгөөд шаардлагатай бол залруулга хийдэг. Үүнийг эндээс харж болно өөрөө жолоодох машин.
Энэ яаж ажилдаг вэ?
PID хянагч нь үнэн зөв, оновчтой хяналтыг хэрэгжүүлэхийн тулд пропорциональ, интеграл, дериватив нөлөөллийн гурван хяналтын нэр томъёог ашигладаг.
Энэхүү хянагч нь хүссэн тогтоосон цэг болон хэмжсэн процессын хувьсагчийн хоорондох зөрүүгээр алдааны утгыг тасралтгүй тооцдог.
Дараа нь хяналтын хувьсагчийг тохируулах замаар цаг хугацааны явцад алдааг багасгахын тулд залруулга хийнэ.
Програм
Энэхүү хянагч нь хэмжигдэхүйц гаралт, тухайн гаралтын хувьд мэдэгдэж буй хамгийн тохиромжтой утга, хэмжигдэхүйц гаралтад нөлөөлөх процессын оролттой аливаа процессыг хянах боломжтой.
Хянагчийг температур, даралт, хүч, жин, байрлал, хурд болон хэмжилт хийх боломжтой бусад хувьсагчдыг зохицуулахад ашигладаг.
Дүгнэлт
Тиймээс эдгээр нь робот техникт хэрэглэгддэг хамгийн түгээмэл алгоритмуудын зарим нь байв. Эдгээр бүх алгоритмууд нь физик, шугаман алгебр, статистикийн холимог бөгөөд үйлдэл, хөдөлгөөнийг зураглахад ашигладаг нэлээд төвөгтэй алгоритм юм.
Гэсэн хэдий ч технологи хөгжихийн хэрээр роботын алгоритмууд улам бүр төвөгтэй болж хөгжинө. Роботууд илүү олон даалгавар гүйцэтгэж, өөрсдөө илүү ихийг бодох боломжтой болно.
Хэрэв танд энэ нийтлэл таалагдсан бол HashDork's Weekly сэтгүүлд бүртгүүлээрэй Бид хамгийн сүүлийн үеийн AI, ML, DL, Programming & Future Tech мэдээг хуваалцдаг цахим шуудангийн шинэчлэлтүүд.
хариу үлдээх