Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
«Мобот» перенаправляется сюда. Чтобы узнать о победной позе бегуна на длинные дистанции Мо Фара, см. Мо Фара § «Мобот» .

Мобильный робот , это робот , который способен перемещаться в окружающем (локомоции). Мобильная робототехника обычно считается разделом робототехники и информационной инженерии . [1]

Робот-шпион - это пример мобильного робота, способного двигаться в заданной среде. [2]

Мобильные роботы могут перемещаться в своей среде и не привязаны к одному физическому месту. Мобильные роботы могут быть «автономными» (AMR - autonomous mobile robot ), что означает, что они способны перемещаться в неконтролируемой среде без необходимости использования физических или электромеханических устройств управления. В качестве альтернативы мобильные роботы могут полагаться на устройства наведения, которые позволяют им путешествовать по заранее определенному маршруту навигации в относительно контролируемом пространстве (AGV - автономное управляемое транспортное средство). Напротив, промышленные роботы обычно более или менее стационарны и состоят из сочлененной руки (многосвязный манипулятор) и узла захвата (или концевого эффектора ), прикрепленных к неподвижной поверхности.

Мобильные роботы стали более обычным явлением в коммерческих и промышленных условиях. Больницы уже много лет используют автономных мобильных роботов для перемещения материалов. На складах установлены мобильные робототехнические системы для эффективного перемещения материалов с полок хранения в зоны выполнения заказов. Мобильные роботы также являются основным направлением текущих исследований, и почти в каждом крупном университете есть одна или несколько лабораторий, которые специализируются на исследованиях мобильных роботов. [3] Мобильные роботы также используются в промышленных, военных и охранных целях.

Составными частями мобильного робота являются контроллер, датчики, исполнительные механизмы и система питания. Контроллер обычно представляет собой микропроцессор, встроенный микроконтроллер или персональный компьютер (ПК). Используемые датчики зависят от требований робота. Требованиями могут быть точный расчет , тактильное определение и определение приближения , триангуляция, предотвращение столкновений, определение местоположения и другие конкретные приложения. [4] Приводы обычно относятся к двигателям, которые перемещают робота на колесах или на ногах. Для питания мобильного робота обычно используется источник постоянного тока (аккумулятор) вместо переменного тока.

Классификация [ править ]

Мобильные роботы можно классифицировать по: [ необходима цитата ]

Навигация мобильного робота [ править ]

Есть много видов навигации мобильных роботов :

Ручное дистанционное управление или дистанционное управление [ править ]

Робот с ручным дистанционным управлением полностью управляется водителем с помощью джойстика или другого устройства управления. Устройство может быть подключено непосредственно к роботу, может быть беспроводным джойстиком или может быть аксессуаром к беспроводному компьютеру или другому контроллеру. Робот с дистанционным управлением обычно используется, чтобы уберечь оператора от опасности. Примеры ручных дистанционных роботов включают Robotics Design в ANATROLLER ARI-100 и ОРЗ-50, Talon Фостер-Миллер, IRobot в PackBot и KumoTek в МК-705 Roosterbot.

Охраняемая телеоперация [ править ]

Охраняемый робот-телеоператор способен обнаруживать препятствия и избегать их, но в остальном он будет перемещаться как ведомый, как робот в режиме ручного дистанционного управления. Мало кто из мобильных роботов предлагает только охраняемую телефонную связь. (См. Раздвижную автономность ниже.)

Автомобиль, следующий по линии [ править ]

Некоторые из первых автоматизированных управляемых транспортных средств (AGV) были линейкой после мобильных роботов. Они могут следовать визуальной линии, нарисованной или встроенной в пол или потолок, или по электрическому проводу в полу. Большинство этих роботов использовали простой алгоритм «держать линию в центре датчика». Они не могли объезжать препятствия; они просто останавливались и ждали, когда что-то преградит им путь. Многие образцы таких автомобилей все еще продаются компаниями Transbotics , FMC, Egemin, HK Systems и многими другими компаниями. Эти типы роботов по-прежнему широко популярны в известных робототехнических сообществах в качестве первого шага к изучению уголков и уголков робототехники.

Автономно рандомизированный робот [ править ]

Автономные роботы со случайным движением в основном отскакивают от стен, независимо от того, воспринимаются ли эти стены.

Автономный управляемый робот [ править ]

Разработчики роботов используют готовые автономные базы и программное обеспечение для быстрого создания приложений для роботов. Ракушки в форме людей или героев мультфильмов могут закрывать основание, чтобы замаскировать его. [6] Предоставлено MobileRobots Inc.

Автономно управляемый робот знает по крайней мере некоторую информацию о том, где он находится и как достигать различных целей и / или путевых точек на своем пути. « Локализация » или знание его текущего местоположения рассчитывается одним или несколькими способами с использованием датчиков, таких как энкодеры двигателя, видение, стереопсис , лазеры и системы глобального позиционирования. Системы позиционирования часто используют триангуляцию, относительное положение и / или локализацию Монте-Карло / Маркова для определения местоположения и ориентации платформы, с которой она может планировать путь.к своей следующей путевой точке или цели. Он может собирать показания датчиков с отметками времени и местоположения. Такие роботы часто являются частью беспроводной корпоративной сети, взаимодействующей с другими системами контроля и управления в здании. Например, охранный робот PatrolBot реагирует на сигналы тревоги, управляет лифтами и уведомляет командный центр о возникновении инцидента. Другие автономно управляемые роботы включают в себя роботов-доставщиков SpeciMinder и TUG для больниц. [ необходима цитата ]

Раздвижная автономия [ править ]

Основная статья: Роботизированное картографирование
Смотрите также: Автономный робот

Более способные роботы сочетают в себе несколько уровней навигации в рамках системы, называемой скользящей автономностью. Большинство автономно управляемых роботов, таких как больничный робот HelpMate, также предлагают ручной режим, который позволяет человеку управлять роботом. Операционная система автономного робота Motivity, которая используется в ADAM, PatrolBot, SpeciMinder, MapperBot и ряде других роботов, предлагает полную автономность скольжения, от ручного до защищенного и автономного режимов.

История [ править ]

ДатаСобытия
1939–1945Во время Второй мировой войны первые мобильные роботы появились в результате технического прогресса в ряде относительно новых областей исследований, таких как информатика и кибернетика . В основном это были летающие бомбы. Примерами являются умные бомбы, которые взрываются только в определенном диапазоне от цели, использование систем наведения и радиолокационного контроля. В V1 и V2 ракете была сырой «автопилот» и автоматические системы детонации. Они были предшественниками современных крылатых ракет .
1948–1949У. Грей Уолтер создает Элмера и Элси , двух автономных роботов, получивших название Machina Speculatrix, потому что эти роботы любили исследовать окружающую их среду. У Элмера и Элси был датчик освещенности. Если они находили источник света, они двигались к нему, избегая или перемещая препятствия на своем пути. Эти роботы продемонстрировали, что сложное поведение может возникнуть из простой конструкции. У Элмера и Элси было всего два нервных клетки. [7]
1961–1963Университет Джона Хопкинса разрабатывает « Зверя ». Зверь передвигался с помощью сонара. Когда его батареи разряжались, он находил розетку и подключался к ней.
1969 г.Mowbot был самым первым роботом, который автоматически косил газон. [8]
1970 г.Последователем линии Stanford Cart был мобильный робот, который мог следовать по белой линии, используя камеру, чтобы видеть. Расчеты производились по радио, соединенному с большим мэйнфреймом . [9]
Примерно в то же время (1966–1972) Стэнфордский научно-исследовательский институт строит и проводит исследования робота Шейки , робота, названного в честь его резких движений. У Шейки была камера , дальномер , датчики удара и радиосвязь. Шейки был первым роботом, который мог рассуждать о своих действиях. Это означает, что Шейки можно было давать очень общие команды, и что робот вычислял необходимые шаги для выполнения данной задачи.
Советский Союз исследует поверхность Луны с луноходом «Луноход-1» .
1976 г.В своей программе Viking NASA отправляет два беспилотных космических аппаратов на Марс .
1980 г.Интерес общественности к роботам растет, в результате чего их можно купить для домашнего использования. Эти роботы служили в развлекательных или образовательных целях. Примеры включают RB5X , который существует до сих пор, и серию HERO .
Стэнфордская тележка теперь может преодолевать полосы препятствий и составлять карты своего окружения.
Начало 1980-хКоманда Эрнста Дикманнса из Университета Бундесвера в Мюнхене создает первые автомобили-роботы, разгоняющиеся до 55 миль в час по пустым улицам.
1983 г.Стево Бозиновски и Михаил Сестаков управляют мобильным роботом путем параллельного программирования, используя систему многозадачности компьютера IBM Series / 1. [10]
1986 г.Стево Божиновски и Георгий Груевски управляют колесным роботом с помощью речевых команд. Проект поддержан Македонской ассоциацией научной деятельности. [11]
1987 г.Hughes Research Laboratories демонстрирует первую карту пересеченной местности и автономную работу роботизированного транспортного средства на основе датчиков. [12]
1988 г.Стево Божиновски, Михаил Сестаков и Лиляна Божиновска управляют мобильным роботом с помощью сигналов ЭЭГ. [13] [14]
1989 г.Стево Бозиновски и его команда управляют мобильным роботом с помощью сигналов EOG. [14]
1989 г.Марк Тилден изобретает робототехнику BEAM .
1990-еДжозеф Энгельбергер , отец промышленного робота-манипулятора, вместе с коллегами разрабатывает первых коммерчески доступных автономных мобильных больничных роботов, продаваемых Helpmate. Министерство обороны США финансирует проект MDARS-I, основанный на внутреннем охранном роботе Cybermotion.
1991 г.Эдо. Франци , Андре Гиньяр и Франческо Мондада разработали Khepera , автономного небольшого мобильного робота, предназначенного для исследовательской деятельности. Проект поддержан лабораторией LAMI-EPFL.
1993–1994Данте I [15] и Данте II [16] были разработаны Университетом Карнеги-Меллона. Оба были шагающими роботами, использовавшимися для исследования живых вулканов.
1994 г.С гостями на борту парные роботизированные автомобили VaMP и VITA-2 от Daimler-Benz и Эрнст Дикманнс из UniBwM проезжают более тысячи километров по трехполосному шоссе в Париже в условиях стандартного интенсивного движения со скоростью до 130 км / ч. Они демонстрируют автономное вождение по свободным полосам, движение колонны и смену полосы движения вправо и влево с автономным проездом других автомобилей.
1995 г.Полуавтономный ALVINN вел машину от побережья до побережья под управлением компьютера на протяжении всего, кроме примерно 50 из 2850 миль. Однако дроссель и тормоза контролировались человеком-водителем.
1995 г.В том же году одна из машин-роботов Эрнста Дикманна (с управляемой роботом дроссельной заслонкой и тормозами) проехала более 1000 миль от Мюнхена до Копенгагена и обратно со скоростью до 120 миль в час, иногда выполняя маневры, чтобы обогнать другие машины ( только в нескольких критических ситуациях взялся за дело водитель безопасности). Активное зрение использовалось для работы с быстро меняющимися уличными сценами.
1995 г.Программируемый мобильный робот Pioneer становится коммерчески доступным по доступной цене, что позволяет в течение следующего десятилетия повсеместно расширить исследования в области робототехники и учебу в университетах, поскольку мобильная робототехника становится стандартной частью университетской программы.
1996 г.Cyberclean Systems [4] разрабатывает первого полностью автономного робота-пылесоса, который самозаряжается, управляет лифтами и пылесосит коридоры без вмешательства человека.
1996–1997NASA отправляет на Марс Pathfinder с ровером Соджорнером на Марс . Марсоход исследует поверхность по команде с земли . Sojourner был оснащен системой предотвращения опасности. Это позволило Соджорнеру самостоятельно найти свой путь через неизвестную марсианскую местность.
1999 г.Sony представляет Aibo , роботизированную собаку, способную видеть, ходить и взаимодействовать с окружающей средой. Представлен военный мобильный робот с дистанционным управлением PackBot .
2001 г.Старт проекта Swarm-bots. Роевые боты напоминают колонии насекомых. Обычно они состоят из большого количества отдельных простых роботов , которые могут взаимодействовать друг с другом и вместе выполнять сложные задачи. [5]
2002 г.Появляется Roomba , домашний автономный мобильный робот, который моет пол.
2002 г.Невена Божиновска, Георгий Йованчевски и Стево Божиновски осуществляли управление роботами через Интернет. Мобильным роботом в США управляли студенты в Европе. [17]
2003 г.Axxon Robotics приобретает Intellibot , производителя линейки коммерческих роботов, которые моют , пылесосят и подметают полы в больницах, офисных зданиях и других коммерческих зданиях. Роботы для ухода за полом от Intellibot Robotics LLC работают полностью автономно, отображая окружающую среду и используя набор датчиков для навигации и предотвращения препятствий.
2004 г.Робосапиен , биоморфный игрушечный робот, разработанный Марком Тилденом , коммерчески доступен.
В « Проекте Centibots » 100 автономных роботов работают вместе, чтобы составить карту неизвестной среды и найти объекты в ней. [18]
В первом соревновании DARPA Grand Challenge полностью автономные автомобили соревнуются друг с другом на трассе в пустыне.
2005 г.Boston Dynamics создает четвероногого робота, предназначенного для перевозки тяжелых грузов по пересеченной местности, слишком сложной для транспортных средств.
2006 г.Sony прекращает выпуск Aibo, а HelpMate останавливает производство, но становится доступной более дешевая настраиваемая автономная сервисная роботизированная система PatrolBot, поскольку мобильные роботы продолжают борьбу за то, чтобы стать коммерчески жизнеспособными. Министерство обороны США отказывается от проекта MDARS-I, но финансирует MDARS-E, автономного полевого робота. Выпущен ТАЛОН-Меч, первый коммерчески доступный робот с гранатометом и другими встроенными вариантами вооружения. [19] Азимо из Хонды учится бегать и подниматься по лестнице.
2007 г.В DARPA Urban Grand Challenge шесть транспортных средств автономно проходят сложный маршрут с участием пилотируемых транспортных средств и препятствий. [20] Роботы Kiva Systems быстро распространяются; эти автоматизированные стеллажи сортируются по популярности их содержимого. Буксир становится популярным средством в больницах для перемещения больших шкафов инвентаря с места на место, в то время как Speci-Minder [6] с Motivity начинает переносить кровь и другие образцы пациентов с постов медсестер в различные лаборатории. Seekur, первый широко доступный невоенный служебный робот на открытом воздухе, тащит 3-тонный автомобиль через парковку, [21] автономно водит машину в помещении и начинает учиться ориентироваться на улице. Тем временем PatrolBot учится следовать за людьми и обнаруживать приоткрытые двери .
2008 г.Компания Boston Dynamics выпустила видеоматериалы BigDog нового поколения, способные ходить по обледенелой местности и восстанавливать равновесие при ударах сбоку.
2010 г.В международном конкурсе Multi Autonomous Ground-Robotic International Challenge команды автономных транспортных средств наносят на карту большую динамичную городскую среду, идентифицируют и отслеживают людей и избегают враждебных объектов.
2016 г.Путь следования автономного мобильного робота с использованием пассивных меток RFID представляет собой новый метод , чтобы следовать по пути , с помощью RFID - меток. Доказано, что робот всегда достигает пункта назначения, насколько это возможно, даже если измерения расстояния и углов неточны. Он также может выбирать правильный путь среди множества путей.
2016 г.Многофункциональный Agile робот с дистанционным управлением (MARCbot) является впервые используемым американской полицией , чтобы убить снайпер , который убил 5 полицейских [22] в Далласе , штат Техас , который поднимает этические вопросы , касающиеся использования беспилотных летательных аппаратов и роботов по полиция как инструмент смертоносной силы против преступника.

Во время столетия NASA Sample Return Robot Robot Centennial Challenge марсоход под названием Cataglyphis успешно продемонстрировал возможности автономной навигации, принятия решений и обнаружения, извлечения и возврата образцов. [23]

2017 г.В рамках ARGOS Challenge роботы разработаны для работы в экстремальных условиях на морских нефтегазовых установках. [24]

ровер Rover (исследование космоса) https://en.wikipedia.org/wiki/Rover_(space_exploration)

См. Также [ править ]

  • Робот-муравей
  • Автономный робот
  • Автономный подводный аппарат
  • Программа DARPA LAGR
  • Домашний робот
  • Гуманоидный робот
  • Гексапод робот
  • Промышленный робот
  • Джастин (робот)
  • Списки типов роботов
  • Мобильные промышленные роботы
  • Мобильный манипулятор
  • Мобильная беспроводная сенсорная сеть
  • Персональный робот
  • Робот
  • Комплект роботов
  • Роботизированная рука
  • Роботизированное картографирование
  • Кинематика робота
  • Ровер (освоение космоса)
  • Транспортный робот
  • Вездесущий робот
  • Беспилотный летательный аппарат
  • Вай фай

Ссылки [ править ]

  1. ^ "Информационная инженерия Главная / Домашняя страница" . www.robots.ox.ac.uk . Проверено 3 октября 2018 .
  2. ^ Оптически автоматизированный робот-шпион, OASR, Гаурав Миттал и Дипанш Сегал, Пенджабский инженерный колледж
  3. ^ П. Мубарак, П. Бен-Цви, Адаптивное манипулирование мобильным роботом с гибридным механизмом , Международный симпозиум IEEE по робототехнической и сенсорной среде (ROSE), Монреаль, Канада, 2011, стр. 113 - 118
  4. ^ Gopalakrishnan, B .; Tirunellayi, S .; Тодкар, Р. (2014). «Проектирование и разработка автономного мобильного интеллектуального автомобиля: приложение мехатроники». Мехатроника . 14 (5): 491–514. DOI : 10.1016 / j.mechatronics.2003.10.003 .
  5. ^ Железнодорожный путь и линейный путь (PDF). Архивировано 15 июля 2011 г. на Wayback Machine [Позиционные параметры игнорируются]
  6. ^ [1] Архивировано 23 февраля 2010 года в Wayback Machine.
  7. ^ "иас-люди" . Ias.uwe.ac.uk. Архивировано из оригинала на 2008-10-09 . Проверено 15 августа 2012 .
  8. ^ http://www.frc.ri.cmu.edu/~hpm/talks/Extras/mowbot.1969.gif
  9. ^ "Les Earnest" . stanford.edu . Проверено 13 апреля 2018 года .
  10. ^ С. Бозиновски, Параллельное программирование для управления мобильными роботами: подход на основе агентов , Proc IEEE International Conference on Distributed Computing Systems, p. 202-208, Познань, 1994
  11. ^ С. Бозиновски: Робототехника для обработки сигналов с использованием сигналов, генерируемых человеческой головой: от новаторских работ до эмуляции цифровых схем на основе ЭЭГ , В А. Родич, Т. Боранджиу (ред.) «Достижения в конструкции роботов и интеллектуальном управлении», стр. 449-464, Springer Verlag, 2016 г.
  12. ^ Труды IEEE Robotics and Automation, 1988
  13. ^ С. Божиновский, М. Сестаков, Л. Божиновска: Использование альфа-ритма ЭЭГ для управления мобильным роботом , В Г. Харрисе, К. Уокере (ред.) Proc. Ежегодная конференция Медицинского и биологического общества IEEE, стр. 1515-1516, Новый Орлеан, 1988 г.
  14. ^ a b С. Бозиновски: Управление траекторией мобильного робота: от неподвижных рельсов к прямому биоэлектрическому управлению , Ин О. Кайнак (ред.) Proc. IEEE Workshop on Intelligent Motion Control, p / 63-67, Istanbul, 1990.
  15. ^ "Институт робототехники: Данте I" . Ri.cmu.edu. Архивировано из оригинала на 2007-03-09 . Проверено 15 августа 2012 .
  16. ^ "Институт робототехники: Данте II" . Ri.cmu.edu. Архивировано из оригинала на 2008-05-15 . Проверено 15 августа 2012 .
  17. ^ Н. Bozinovska, Gj. Йованчевски, С. Бозиновски, Управление роботами через Интернет, В трудах третьей международной конференции по информатике и информационным технологиям, Битола, Македония, стр.82-89, 12-15 декабря 2002 г.
  18. ^ "Домашняя страница проекта Centibots" . Ai.sri.com. 2004-10-04 . Проверено 15 августа 2012 .
  19. ↑ [2] Архивировано 6 декабря 2006 г., в Wayback Machine.
  20. ↑ Добро пожаловать , Архивировано 16 апреля 2008 г., в Wayback Machine.
  21. ↑ [3] Архивировано 28 сентября 2007 г., в Wayback Machine.
  22. ↑ Стейси, Оливия (8 июля 2016 г.). «Dallas SWAT использовал робот-бомбу, чтобы убить Мики X. Джонсона в фильме« Первое смертельное использование робота полицией » » . heavy.com . Проверено 13 апреля 2018 года .
  23. ^ Холл, Лора (2016-09-08). «НАСА награждает 750 тысяч долларов на участие в испытании роботов для возврата образцов» . Проверено 21 сентября 2016 .
  24. ^ «Повышенная безопасность благодаря вызову ARGOS» . Итого на сайте . Дата обращения 13 мая 2017 .

Внешние ссылки [ править ]

  • Учебное пособие для роботов-следящих за линией со схемой
  • Учебное пособие по датчикам и алгоритмам отслеживания линий
  • Лаборатория биоробототехники, исследования в области мобильной робототехники и взаимодействия человека и робота
  • Департамент производства Ольборгского университета в Дании, исследования в области мобильной робототехники и манипуляции
  • Сайт для энтузиастов мобильной робототехники
  • Мобильный робот MURVV