robotiikka on robottien suunnittelua, rakentamista, käyttöä ja käyttöä. Mutta tämä määritelmä on melko innoton. Mikä on robotti? Mitä roboteilla voi tehdä? Ja miten voit rakentaa oman?

tämä artikkeli näyttää:

• miten robotiikan kanssa pääsee alkuun
• mistä löytyy ideoita, tutoriaaleja ja tarvikkeita
• miten voi tulla aktiiviseksi robotiikkayhteisön jäseneksi.

lyhyt robottien historia

sanan ”robotti” keksi vuonna 1920 Josef Capek. Hänen veljensä Karel käytti termiä viitatessaan kuvitteelliseen humanoidiin vuoden 1920 näytelmässä R. U. R.

robotit ovat koneita, jotka voivat suorittaa toimintoja (tai toimenpidesarjoja) automaattisesti. Termi kattaa laajan valikoiman laitteita, mutta yleensä ne voivat:

• kontrolloivat toimintaansa
• saavat aistipalautetta
• prosessitietoa.

robotit ovat tyypillisesti ohjelmoitavia. Niitä voidaan ohjata ohjauslaitteilla, jotka ovat ulkoisia tai upotettu itse robottiin. Robotti voi olla täysin itsenäinen, tai se voi olla täysin alamainen sen ohjausmekanismille.

ajan myötä roboteista on tullut yhä monimutkaisempia. Nykyajan robottien tehtävänä on tehdä työtä, jota ennen ihmiset suorittivat, mutta jota pidetään nykyään liian toistuvana, vaarallisena tai ihmisille vihamielisessä ympäristössä, kuten avaruudessa tai merenpohjassa.

Mitä Robotit Voivat Tehdä?

roboteille on monia sovelluksia, eivätkä kaikki ole monimutkaisia — jotkut ovat vain pikkulapsille tarkoitettuja leluja. Tässä vain muutamia esimerkkejä tehtävistä, joita he suorittavat:

• työskentely ääriympäristöissä: sota-tai ydinalueet, merenalaiset alueet ja ulkoavaruus ovat aivan liian vaarallisia ihmisten työhön. Robotit voivat suorittaa monia vaarallisia tehtäviä. Lennokit mahdollistavat esimerkiksi tiedustelun vihollisen miehittämillä alueilla sodan aikana, Curiosity on tutkimassa Marsia ja Wally ryömii lattialla tai meressä.
• apua kotona: Robottikäyttöiset kodinkoneet, kuten Mopit ja pölynimurit, tekevät työtä omistajiensa puolesta.
• Control autonomous cars: autonomisia autoja on prototyypitetty 1920-luvulta lähtien, mutta modernin itseohjautuvien autojen tutkimuksen tunnetuin edistäjä lienee Google. Itse ajavat autot ovat tulossa älykkäämmiksi, ja vaikka niistä ei ole tullut valtavirtaa, osa on jo siirtynyt maanteille.
• Lue ja opi: Oxfordin yliopiston tutkijat loivat Margen, ”lukutaitoisen” robotin, joka osaa lukea sanomalehteä ja opettaa itselleen faktoja. Margen ”älykkyys” on peräisin hänen ohjelmistostaan, ja hänestä vastaavat tutkijat yrittävät opettaa hänelle ihmisistä löytyviä päättelykykyjä.
• avustavat terveysongelmista tai vammoista kärsiviä: robotit voivat auttaa liikuntavammaisia arjen askareissa. Esimerkiksi pyörätuolit ovat kehittyneet motorisoiduiksi monitoimikoneiksi;ne voivat esimerkiksi auttaa käyttäjiä, joilla on rajoitettu käsien käyttö, avaamaan jääkaapin oven ja hakemaan aterian. Esineet, kuten proteesit kädet ja jalat ovat myös muuttuneet yksinkertaisista peg kaltaisia laitteita ”älykäs” raajat pystyvät kommunikoimaan ihmisaivojen.

Robotiikkayritykset

robotiikan tulevaisuudesta saa hyvän käsityksen katsomalla, mitä robotiikkayritykset tekevät tänä päivänä.

Robotics Business Review, johtava robotiikan uutis-ja tiedonlähde, julkaisee rbr50: tä. Tämä on luettelo robotiikkateollisuuden merkittävimmistä yrityksistä. Listalle valittiin yrityksiä niiden innovaatioiden, uraauurtavien sovellusten sekä kaupallisen menestyksen ja potentiaalin perusteella. He ratkovat terveydenhuollon, logistiikan ja lentoliikenteen asioita.

Rbr50: n tunnetuimpia yhtiöitä ovat:

• Honda Robotics
• Googlen Alphabet
• Intel
• LEGO A/S.

robottien aloittaminen

kaikki robotit eivät ole kovin monimutkaisia koneita. Jotkut voivat olla melko yksinkertaisia, kuten tämä johdanto robotiikan lelu lapsille. Taivas on rajana robotiikan alkeishankkeissa, joten tässä on muutamia resursseja, joita voit kuulla ideoista:

• ensimmäinen robottisi: Instructables tarjoaa listan 15 helposta robotiikkaprojektista, joita voit kokeilla, mukaan lukien Solar torakka Virbobot ja Robot Racer.
• kuinka rakentaa yksinkertainen robotti: tämä RobotShop-opetusohjelma opettaa, miten räätälöidyn robotin voi tehdä vain kymmenessä vaiheessa.
• Making Simple Robots: Explore huippuluokan Robotics with Everyday Stuff: This introduction book by Kathy Ceceri is written in language non-engineers will understand. Se opettaa sinulle, miten rakentaa yksinkertaisia robotteja käyttäen materiaaleja, jotka luultavasti jo omistat.
• How to Build a $10 Robot: The African Robotics Network julkaisi vuonna 2012 haasteen: suunnittele robotti, jonka rakentaminen maksaa 10 dollaria tai vähemmän. Kaikki eivät ole superyksinkertaisia, mutta nämä projektit ovat edullinen tapa päästä alkuun.

Hankintamateriaalit

kun olet saanut ideat, saatat joutua hankkimaan lisämateriaaleja, kuten elektroniikkakomponentteja ja mikrokontrollereita. Voit saada nämä paikallisessa laitteisto -, harrastus-tai elektroniikkaliikkeissä, tai voit tilata niitä verkossa jälleenmyyjiltä, kuten Amazon, Maker Shed, Parallax, ja Robot Shop.

robottien suunnittelu ja rakentaminen

ei ole asetettu standardia sille, miltä robottien tulisi näyttää, joten taivas on rajana suunnittelussa. Robotti mallit voivat vaihdella erittäin toimiva (kuten niitä käytetään autonvalmistuslinjat) tyylikäs koneita, jotka ovat esteettisesti miellyttävä kuin mahdollista uhraamatta toiminto (kuten iRobot n linja Pölynimurit).

kun suunnittelet robottiasi, sinun täytyy tunnistaa:

• robotin Käyttötarkoitus
• robotin vaatimukset (kuten koko, muoto, energialähde ja niin edelleen).

syvällistä käsittelyä siitä, miten voit suunnitella parhaan robotin tarpeisiisi, katso Robotics Design Process.

tunnistamasi parametrit vaikuttavat robottisi lopulliseen rakenteeseen sen valmistuttua.

robottien ohjaaminen

ohjaus on yksi suurimmista asioista, joita robottia suunniteltaessa ja rakennettaessa täytyy raataa.

robottien ohjaamiseen on monia tapoja, joista jokainen tarjoaa robotille itselleen erilaisen autonomian asteen:

• spektrin toisessa päässä voit säilyttää robotin täyden hallinnan antamalla sen liikkua vain silloin, kun sille on annettu selkeät ohjeet (kuten kaukosäätimellä).
• toisessa päässä voi ohjelmoida robotin päättämään itse, mitkä sen seuraavat liikkeet perustuvat sen vastaanottamaan aistisyötteeseen (kuten valoon tai ääneen).

molempien lähestymistapojen välillä saattoi myös löytää tasapainon.

kauko-ja Radio-ohjaimet

ulkoisen ohjaimen kytkeminen robottiin on helpoin tapa päästä alkuun. Ohjaimen avulla annat ohjeita robotille, joka sitten Vastaa käskyihisi. Tällä tavalla ohjatulla robotilla on tyypillisesti vain vähän tai ei lainkaan älykkyyttä.

jos haluat ottaa tämän askeleen pidemmälle, voit siirtyä kytketystä ohjauksesta langattomaan, mikä vähentää tarvetta fyysiselle yhteydelle robottia ohjaavan henkilön ja itse robotin välillä. Tällaiset toteutukset liittyvät tyypillisesti infrapunalähettimiin ja vastaanottimiin, mikä vaatii näköyhteyden näiden kahden välille.

kuitenkin, jos et halua tällaisia rajoituksia, voit käyttää muita viestintämenetelmiä, kuten kaukosäätimiä (R/C) tai Bluetoothia. Jälkimmäinen tarjoaa myös kaksisuuntaista viestintää.

Resources

• Instructable ’ s Wired Control Robot Manual
• RobotShop myy valikoiman langattomia kaukosäätimiä
• Society of Robots tarjoaa tutoriaalin kauko-ohjattavien robottien rakentamisesta
• Trossen Roboticsilla on valikoima robottien ohjauspaketteja.

robotin ohjelmointi

sisällyttämällä robottiin mikrokontrollerin ja moottoriohjaimen, voit ohjelmoida robotin suorittamaan tiettyjä tehtäviä.

ajattele mikrokontrolleria pienenä tietokoneena, joka pystyy lukemaan ja suorittamaan ohjelman. Moottorin ohjain toimii välittäjänä mikrokontrollerin ja robotin välillä, koska viimeksi mainittu ei kykene antamaan robotin Moottoreille riittävästi virtaa.

ohjelmoimalla oman robotin voi rakentaa yhä autonomisempia koneita. Autonominen kontrolli voidaan esiohjelmoida siten, että se ei hyväksy lainkaan aistinvaraista palautetta, rajoittunutta aistinvaraista palautetta tai monimutkaista aistinvaraista palautetta.

resurssit

• Opettele ohjelmoimaan Legon Mindstorms-tuotesarjan avulla.
• Raspberry Pi on pieni, edullinen tietokone, jota voi käyttää robottien kanssa. Se on erittäin suosittu ja siksi helppo löytää kaikenlaisia hyödyllisiä opetusohjelmia. Päättäjät Vadelma Pi on myös vankka opetussuunnitelma, joka on hyvä paikka aloittaa.
• Robocode on ohjelmointipeli, jossa voi oppia ohjelmoimaan robotteja Javalla tai.net Frameworkin avulla.
• Toptalin An Introduction Robot Programming Tutorial sisältää paljon hyödyllisiä vinkkejä.

nuorille (ja sydämeltään nuorille)

lapsille suunnattuja robotteja on runsaasti. Ne ovat erinomaisia tuotteita aikuisille, jotka etsivät lempeää tutustumista robotteihin.:

• Engino: Engino valmistaa modulaarisia rakennussarjoja, joissa on robottien osia; sen kohteita voi pitää robotiikan, Legon ja k ’ nexin risteytyksenä.
• LEGO: yhtiö tarjoaa monia tuotteita robotiikan areenalla. Vakiintuneen Mindstorms-linjan lisäksi LEGO käynnistää Boost-ohjelmansa, jonka tarkoituksena on opettaa lapsille ohjelmointia ja perusrobotiikkaa.
• Otsobot: taskukokoiset robotit, jotka on suunniteltu opettamaan robotiikkaa 6-14-vuotiaille lapsille.
• Robotis: Harrastajien ja STEM-ammattilaisten robottien ja robottisarjojen valmistaja. Niissä on useita ratoja robotteja; jotkut soveltuvat jopa viisivuotiaille lapsille, kun taas bioloid-sarja on yleisimmin käytetty sarja robotiikkakilpailuissa.

Konferenssit, tapaamiset ja messut

vaikka robotiikka voi olla sooloilua, sen ei tarvitse olla. Konferenssit ja messut ovat hyviä tapoja tavata samanhenkisiä harrastajia, tutkijoita ja muita harrastajia. Ne ovat myös hyviä tapoja saada tietoa innovaatioista:

• Robots for Roboticists ylläpitää kalenteria kaikista tulevista robotics-konferensseista ja-tapahtumista, vaikka suurin osa tapahtumista on suunnattu akateemiselle tai ammattimaiselle yleisölle
• tapaamaan harrastajia ja harrastajia lähelläsi, katsomaan listauksia Meetupista, Eventbritestä tai Facebookista
• voit myös liittyä paikalliseen kerhoon.

kilpailut

jos haluat kokeilla kättäsi robotiikkakilpailuissa, voit syöttää luomuksesi Robocupiin, SparkFun ’ s Autonomous Vehicle Competitioniin, Robogamesiin tai SRS Robothoniin.

Usein kysyttyä robotiikasta opiskelijoille