Robotika mangrupikeun campuran unik sains sareng téknologi anu ngahasilkeun mesin anu meniru tindakan manusa.
Dina awal 2000s, 90% robot aya di pabrik mobil ngagantikeun manusa pikeun tugas repetitive. Ayeuna robot tiasa ngosongkeun imah sareng bahkan ngalayanan di réstoran.
Robot biasana diwangun ku tilu jinis komponén; awak mékanis; rorongkong listrik, sarta tungtungna otak dijieun ku kode.
Komponén ieu ngamungkinkeun robot pikeun ngumpulkeun data (sering tina sensor), nyieun kaputusan ngaliwatan logika diprogram pikeun adaptasi kabiasaan jeung tugas lengkep.
Robot tiasa gaduh tilu jinis program; Kadali Jauh (RC), Kacerdasan buatan (AI), atanapi Hybrid.
program RC merlukeun campur manusa anu bisa masihan mimiti jeung / atawa sinyal eureun pikeun palaksanaan kode ka robot. Program diwangun ku sababaraha jinis algoritma, masing-masing gaduh fungsi anu béda.
Naon algoritma?
Algoritma nyaéta runtuyan garis kode anu tiasa dianggo ku robot pikeun ngalaksanakeun paréntah anu tangtu. Éta narjamahkeun ideu pamekar kana basa anu dipikaharti ku robot.
Algoritma bisa ditembongkeun dina rupa-rupa notasi, kaasup pseudocode, flowchart, programming language, atawa tabel kontrol.
Dina artikel ieu kami bakal ngabahas sababaraha jinis algoritma umum anu dianggo dina program ieu.
Jinis algoritma anu dianggo dina robotika
1. Iraha wae A * Algoritma
Algoritma A* mangrupikeun algoritma milarian jalur anu dianggo pikeun milarian jalur anu paling optimal antara dua titik, nyaéta, kalayan biaya pangleutikna.
Iraha waé Algoritma A* gaduh biaya waktos anu fleksibel sareng tiasa uih deui jalur anu paling pondok sanaos kaganggu sabab ngahasilkeun solusi anu henteu optimal heula teras ngaoptimalkeunana.
Hal ieu ngamungkinkeun pikeun nyieun kaputusan gancang sakumaha robot bisa ngawangun kana itungan saméméhna tinimbang dimimitian ti scratch.
Kumaha carana sangkan eta pagawean?
Hal ieu dilakukeun ku ngabentuk 'tangkal' anu ngalegaan ti titik awal dugi ka kriteria terminasi dipicu anu hartosna aya jalur anu langkung murah.
A Grid 2D dijieun kalawan halangan jeung sél awal jeung sél target anu pin-nunjuk.
Algoritma ngahartikeun 'nilai' hiji titik ku f nu mangrupakeun jumlah parameter g (biaya pindah ti titik awal ka titik dimaksud) jeung h (biaya pindah ti titik dimaksud kana titik target).
aplikasi
Seueur kaulinan sareng peta basis wéb nganggo algoritma ieu pikeun mendakan jalur anu paling pondok sacara éfisién. Ogé bisa dipaké pikeun robot mobile.
Anjeun oge bisa ngajawab masalah kompléks kawas nu Newton–Rapson iteration dilarapkeun pikeun manggihan akar kuadrat hiji angka.
Éta ogé dianggo dina masalah lintasan pikeun ngaduga gerak sareng tabrakan hiji obyék dina rohangan.
2. D* Algoritma
D*, Focused D* and D* Lite is incremental search algorithms to find the shortest path between two points.
Aranjeunna, kumaha oge, mangrupakeun campuran A * algoritma jeung pamanggihan anyar nu ngidinan aranjeunna pikeun nambahkeun inpo ka peta maranéhanana pikeun halangan kanyahoan.
Aranjeunna teras tiasa ngitung deui rute dumasar kana inpormasi anyar, sapertos Mars Rover.
Kumaha carana sangkan eta pagawean?
Gawéna D* Algoritma sarua jeung A*, algoritma mimiti nangtukeun f, h jeung nyieun hiji daptar kabuka jeung katutup.
Sanggeus ieu, Algoritma D* nangtukeun nilai g titik ayeuna ngagunakeun nilai g titik tatangga na.
Tiap titik tatangga nyieun tatarucingan ngeunaan nilai g ayeuna jeung nilai g shortest diadaptasi salaku nilai g anyar.
aplikasi
D * sarta varian na loba dipaké pikeun robot mobile na kandaraan otonom napigasi.
Sistem navigasi sapertos kitu kalebet sistem prototipe anu diuji dina Mars rovers Opportunity and Spirit sareng sistem navigasi anu meunang DARPA Urban tangtangan.
3. Algoritma PRM
PRM, atanapi peta jalan probabilistik, mangrupikeun grafik jaringan tina jalur anu mungkin dumasar kana rohangan bébas sareng dijajah dina peta anu ditangtukeun.
Éta téh dipaké dina sistem tata kompléks sarta ogé pikeun manggihan jalur béaya rendah sabudeureun halangan.
PRMs ngagunakeun sampel acak titik dina peta maranéhna dimana alat robot kamungkinan bisa mindahkeun lajeng jalur shortest diitung.
Kumaha carana sangkan eta pagawean?
PRM diwangun ku fase konstruksi jeung query.
Dina fase kahiji, peta jalan digrafikkeun anu ngadeukeutan kamungkinan gerak dina lingkungan. A konfigurasi acak ieu lajeng dijieun tur disambungkeun ka sababaraha tatanggana.
Konfigurasi mimiti jeung tujuan disambungkeun ka grafik dina fase query. Jalur ieu lajeng diala ku a jalur pangpendekna Dijkstra patarosan.
aplikasi
PRM dipaké dina planners lokal, dimana algoritma ngitung jalur garis lempeng antara dua titik, nyaéta titik awal, jeung gawang.
Algoritma ogé tiasa dianggo pikeun ningkatkeun perencanaan jalur sareng aplikasi deteksi tabrakan.
4. Algoritma Titik Momen Nol (ZMP).
Titik Momen Nol (téhnik ZMP) mangrupikeun algoritma anu dianggo ku robot pikeun ngajaga inersia total sabalikna tina gaya réaksi lantai.
Algoritma ieu ngagunakeun konsép ngitung ZMP sareng nerapkeunana pikeun nyaimbangkeun robot bipedal. Nganggo algoritma ieu dina permukaan lanté anu mulus katingalina ngamungkinkeun robot pikeun leumpang saolah-olah teu aya momen.
Perusahaan manufaktur sapertos ASIMO (Honda) ngagunakeun téknik ieu.
Kumaha carana sangkan eta pagawean?
Gerak robot leumpang direncanakeun ngagunakeun persamaan moméntum sudut. Éta mastikeun yén gerakan gabungan anu dibangkitkeun ngajamin stabilitas postural dinamis tina robot.
Stabilitas ieu diukur ku jarak titik nol-momen (diitung ku algoritma) dina wates wilayah stabilitas anu tos ditetepkeun.
aplikasi
Titik momen nol tiasa dianggo salaku métrik pikeun meunteun stabilitas ngalawan tipping robot sapertos iRobot PackBot nalika nganapigasi tanjakan sareng halangan.
5. Diferensial Integral sabanding (PID) Algoritma kontrol
Proporsional Integral Diferensial Control atanapi PID, nyiptakeun loop eupan balik sensor pikeun ngaluyukeun setelan pikeun komponén mékanis ku ngitung nilai kasalahan.
Algoritma ieu ngagabungkeun tilu koefisien dasar, nyaéta proporsi, integral, jeung turunan sangkan ngahasilkeun sinyal kontrol.
Gawéna sacara real-time sareng nerapkeun koréksi upami diperyogikeun. Ieu bisa ditempo dina mobil timer nyetir.
Kumaha carana sangkan eta pagawean?
PID controller ngagunakeun tilu istilah kontrol proportionality, integral jeung turunan pangaruh kana kaluaran na pikeun nerapkeun kontrol akurat tur optimal.
Controller ieu terus-terusan ngitung nilai kasalahan salaku bédana antara setpoint anu dipikahoyong sareng variabel prosés anu diukur.
Lajeng nerapkeun koreksi pikeun ngaleutikan kasalahan dina waktu ku adjustment tina variabel kontrol.
aplikasi
Controller ieu tiasa ngontrol prosés naon waé anu ngagaduhan kaluaran anu tiasa diukur, nilai idéal anu dipikanyaho pikeun kaluaran éta, sareng input kana prosés anu bakal mangaruhan kaluaran anu tiasa diukur.
Controllers dipaké dina industri pikeun ngatur suhu, tekanan, gaya, beurat, posisi, speed na sagala variabel lianna nu ukuranana aya.
kacindekan
Janten, ieu mangrupikeun sababaraha algoritma anu paling umum dianggo dina robotika. Sadaya algoritma ieu rada rumit kalayan campuran fisik, aljabar linier sareng statistik anu dianggo pikeun peta tindakan sareng gerakan.
Nanging, sakumaha kamajuan téknologi, algoritma robotika bakal mekar janten langkung rumit. Robot bakal tiasa ngarengsekeun langkung seueur tugas sareng langkung mikir pikeun dirina.
Upami anjeun resep kana tulisan ieu, ngalanggan Mingguan HashDork urang apdet via email, dimana urang bagikeun panganyarna AI, ML, DL, Programming & Future Tech warta.
Leave a Reply