Robotica is het ontwerp, de bouw, de werking en het gebruik van robots. Maar deze definitie is nogal inspirerend. Wat is een robot? Wat kun je doen met robots? En hoe kun je je eigen bouwen?

dit artikel zal u tonen:

• hoe u kunt beginnen met robotica
• waar u ideeën, tutorials en supplies kunt vinden
• hoe u een actieve deelnemer kunt worden in de robotica-gemeenschap.

een korte geschiedenis van Robots

het woord “robot” werd in 1920 bedacht door Josef Capek. Zijn broer Karel gebruikte de term om te verwijzen naar een fictieve humanoïde in het toneelstuk R. U. R uit 1920 .

Robots zijn machines die automatisch acties (of reeksen acties) kunnen uitvoeren. De term omvat een breed scala aan apparaten, maar in het algemeen kunnen ze:

• hun acties beheersen
• sensorische feedback ontvangen
• procesinformatie.

Robots zijn meestal programmeerbaar. Ze kunnen worden geleid met besturingsapparaten die extern zijn of zijn ingebed in de robot zelf. Een robot kan volledig autonoom zijn, of volledig ondergeschikt aan zijn besturingsmechanisme.In de loop van de tijd zijn robots steeds complexer geworden. De robots van vandaag worden belast met taken die ooit door mensen werden uitgevoerd, maar worden nu beschouwd als overdreven repetitief, gevaarlijk, of zich voordoen in omgevingen die vijandig zouden zijn voor de mens, zoals de ruimte of op zeebeddingen.

Wat Kunnen Robots Doen?

er zijn veel toepassingen voor robots, en niet alle zijn complex — sommige zijn gewoon speelgoed voor peuters. Hier zijn slechts een paar voorbeelden van de taken die zij uitvoeren:

• werken in extreme omgevingen: oorlog of nucleaire zones, onderzeese gebieden, en de ruimte, zijn maar al te gevaarlijk voor mensen om te werken. Robots kunnen veel gevaarlijke taken uitvoeren. Drones maken bijvoorbeeld verkenning mogelijk in door de vijand bezette gebieden in tijden van oorlog, nieuwsgierigheid is het verkennen van Mars, en Wally kruipt rond op de vloer of de oceaan.
• Help rond de woning: Robotachtige huishoudelijke apparaten, zoals moppen en stofzuigers, werken namens hun eigenaren.
• controle autonome auto ‘s: autonome auto’ s zijn prototyped sinds de jaren 1920, maar de meest bekende facilitator van modern zelfrijdend Auto-onderzoek is waarschijnlijk Google. Voertuigen die zelf rijden worden steeds slimmer, en hoewel ze niet mainstream geworden, sommige hebben al genomen om de wegen.
• lezen en leren: onderzoekers van de Universiteit van Oxford creëerden Marge, een “geletterde” robot die de krant kan lezen en zichzelf feiten kan leren. Marge ‘ s “intelligentie” is afgeleid van haar software, en de onderzoekers die verantwoordelijk zijn voor haar proberen om haar te leren de redenering vaardigheden gevonden in mensen.
• mensen met een gezondheidsprobleem of een handicap helpen: Robots kunnen mensen met een lichamelijke handicap helpen bij het uitvoeren van dagelijkse taken. Rolstoelen zijn bijvoorbeeld geëvolueerd tot gemotoriseerde multifunctionele machines; ze kunnen bijvoorbeeld gebruikers met beperkt gebruik van hun armen helpen de koelkastdeur te openen en een maaltijd op te halen. Items zoals prothese armen en benen zijn ook gegaan van eenvoudige pin-achtige apparaten om “slimme” ledematen in staat om te communiceren met de menselijke hersenen.

robotica bedrijven

u kunt een goed idee krijgen voor de toekomst van robotica door te kijken naar wat robotica bedrijven vandaag doen.

Robotics Business Review, een toonaangevende online bron van nieuws en informatie over robotica, publiceert de RBR50. Het is een lijst van de meest opmerkelijke bedrijven in de robotica-industrie. Bedrijven op deze lijst werden geselecteerd op basis van hun innovaties, baanbrekende toepassingen en commercieel succes en potentieel. Ze pakken problemen aan in de gezondheidszorg, logistiek en luchtvaart.

enkele van de meer bekende bedrijven op de RBR50 omvatten:

• Honda Robotics
• Google ‘ s Alphabet
• Intel
• LEGO A / S.

aan de slag met Robots

niet alle robots zijn zeer complexe machines. Sommige kunnen heel eenvoudig zijn, zoals deze inleidende robotica speelgoed voor kinderen. De hemel is de limiet als het gaat om elementaire robotica projecten, dus hier zijn een aantal middelen die u kunt raadplegen voor ideeën:

• uw eerste Robot: Instructables biedt een lijst van 15 eenvoudige robotica projecten voor u om te proberen, waaronder een zonne-kakkerlak Virbobot en een Robot Racer.
• Hoe maak je een eenvoudige Robot: deze RobotShop tutorial leert je hoe je een aangepaste robot maakt in slechts tien stappen.
• Making Simple Robots: Explore Cutting-Edge Robotics with Everyday Stuff: This introduction book by Kathy Ceceri is written in language non-engineers will understand. Het leert je hoe je eenvoudige robots kunt bouwen met materialen die je waarschijnlijk al bezit.
• How to Build a $ 10 Robot: The African Robotics Network issued a challenge in 2012: design a robot that costs $ 10 or less to build. Niet alle zijn super eenvoudig, maar deze projecten zijn een goedkope manier om te beginnen.

grondstoffen

Als u de ideeën hebt, moet u mogelijk extra materialen aanschaffen, zoals elektronicacomponenten en microcontrollers. U kunt deze bij uw lokale hardware, hobby, of elektronica winkels, of u kunt ze online bestellen bij retailers zoals Amazon, Maker Shed, Parallax, en Robot Shop.

robotontwerp en-constructie

er is geen standaard voor hoe robots eruit zouden moeten zien, dus de hemel is de limiet als het gaat om ontwerp. Robotontwerpen kunnen variëren van ultrafunctioneel (zoals die worden gebruikt op autofabricatielijnen) tot slanke machines die zo esthetisch mogelijk zijn zonder in te boeten op functie (zoals de stofzuigerlijn van iRobot).

wanneer u uw robot ontwerpt, moet u:

• het doel van uw robot
• de vereisten voor uw robot (zoals grootte, vorm, energiebron, enzovoort).

voor een diepgaande behandeling over het ontwerpen van de beste robot voor uw behoeften, zie Robotics Design Process.

de parameters die u identificeert zullen van invloed zijn op het uiteindelijke ontwerp van uw robot nadat deze is gebouwd.

Besturingsrobots

besturing is een van de grootste dingen waar je doorheen moet werken bij het ontwerpen en bouwen van een robot.

er zijn vele manieren om robots te besturen, die de robot zelf een andere mate van autonomie bieden:

• aan de ene kant van het spectrum kunt u de robot volledig onder controle houden door hem alleen te laten bewegen als hij expliciete instructies krijgt (zoals met een afstandsbediening).
• aan de andere kant kun je de robot programmeren om zelf te bepalen wat zijn volgende bewegingen zullen zijn op basis van de zintuiglijke input (zoals licht of geluid) die hij ontvangt.

u kunt ook een balans vinden tussen beide benaderingen.

afstandsbedieningen en radiobediening

het aansluiten van een externe controller op een robot is de gemakkelijkste manier om te beginnen. Met behulp van de controller geeft u instructies aan de robot, die vervolgens reageert op uw opdrachten. Een robot die op deze manier wordt bestuurd, heeft meestal weinig of geen intelligentie.

om nog een stap verder te gaan, kunt u overschakelen van een gekoppelde besturing naar een draadloze, wat de noodzaak van een fysieke verbinding tussen de persoon die de robot bestuurt en de robot zelf vermindert. Dergelijke implementaties omvatten meestal infraroodzenders en ontvangers, die lijn van het zicht tussen de twee vereist.

echter, als u dit soort beperkingen niet wilt, kunt u andere communicatiemethoden gebruiken, zoals remote control (R/C) units of Bluetooth. De laatste biedt ook voor tweerichtingscommunicatie.

hulpbronnen

• Instructable ‘ s Wired Control Robot Manual
• RobotShop verkoopt een selectie draadloze afstandsbedieningen
• Society of Robots biedt een tutorial over het bouwen van op afstand bestuurde robots
• Trossen Robotics heeft een selectie van robotbesturingskits.

programmeren van uw Robot

door een microcontroller en motorcontroller in uw robot op te nemen, kunt u uw robot programmeren om specifieke taken uit te voeren.

zie een microcontroller als een kleine computer die in staat is om een programma in te lezen en uit te voeren. De motorcontroller fungeert als tussenpersoon tussen de microcontroller en de robot omdat deze laatste niet in staat is om voldoende vermogen te leveren aan de motoren van de robot.

door uw robot te programmeren, kunt u steeds meer autonome machines bouwen. Autonome controle kan worden voorgeprogrammeerd om geen zintuiglijke feedback, beperkte zintuiglijke feedback of complexe zintuiglijke feedback te accepteren.

Resources

• leer programmeren met LEGO ‘ s Mindstorms productlijn.
• de Raspberry Pi is een kleine, betaalbare computer die u kunt gebruiken met uw robots. Het is erg populair en daarom gemakkelijk om allerlei handige tutorials te vinden. De makers van de Raspberry Pi hebben ook een solide curriculum dat is een geweldige plek om te beginnen.
• Robocode is een Programmeerspel waar je robots kunt leren programmeren in Java of met behulp van het.NET framework.
• Toptal ‘ s een introductie Robot programmeren Tutorial heeft veel nuttige tips.

voor jongeren (en Jong van hart)

zijn er veel robots die op kinderen zijn gericht. Het zijn uitstekende producten voor volwassenen die ook op zoek zijn naar een zachte introductie tot robots:

• Engino: Engino produceert modulaire bouwpakketten die robotcomponenten bevatten; U kunt de items zien als een kruising tussen robotica, LEGO en k ‘ NEX.LEGO: het bedrijf biedt veel producten aan op het gebied van robotica. Naast de gevestigde Mindstorms lijn, lanceert LEGO zijn Boost programma, ontworpen om kinderen te leren programmeren en basis robotica.
• Ozobot: robots in zakformaat ontworpen om robotica te onderwijzen aan kinderen van 6-14 jaar.
• Robotis: Een maker van robots en Robotkits van hobbyisten en STEM professionals. Ze hebben verschillende lijnen van robots; sommige zijn geschikt voor kinderen zo jong als vijf, terwijl de Bioloid-serie is de meest gebruikte kit voor robotica wedstrijden.

conferenties, Meetups en beurzen

hoewel robotica een solo-activiteit kan zijn, hoeft het dat niet te zijn. Conferenties en beurzen zijn geweldige manieren om gelijkgestemde hobbyisten, onderzoekers en andere enthousiastelingen te ontmoeten. Het zijn ook geweldige manieren om informatie over innovaties te krijgen:

• Robots for Roboticists houdt een kalender bij van alle aankomende roboticaconferenties en-evenementen, hoewel het merendeel van de evenementen gericht is op een academisch of professioneel publiek
• om hobbyisten en enthousiastelingen in je buurt te ontmoeten, kijk dan door de lijsten op Meetup, Eventbrite of Facebook
• je kunt ook lid worden van een lokale club.

Competities

als u een robotcompetitie wilt uitproberen, kunt u uw creaties invoeren voor RoboCup, SparkFun ‘ s Autonomous Vehicle Competition, RoboGames, of de SRS Robothon.

Veelgestelde Vragen over robotica voor studenten