Мобильный робот

Тип робота

Робот -пылесос

Мобильный робот — это машина-автомат , способная передвигаться . ^[1] Мобильная робототехника обычно считается отраслью робототехники и информационной инженерии . ^[2]

Мобильные роботы способны передвигаться в своей среде и не привязаны к одному физическому местоположению. Мобильные роботы могут быть «автономными» (AMR — автономный мобильный робот ), что означает, что они способны перемещаться в неконтролируемой среде без необходимости использования физических или электромеханических устройств управления. ^[3] В качестве альтернативы мобильные роботы могут полагаться на устройства наведения, которые позволяют им путешествовать по заранее определенному навигационному маршруту в относительно контролируемом пространстве. ^[4] Напротив, промышленные роботы обычно более или менее стационарны и состоят из шарнирного рычага (многозвенного манипулятора) и узла захвата (или концевого эффектора ), прикрепленного к неподвижной поверхности. Сустав.

Мобильные роботы стали более распространенными в коммерческих и промышленных условиях. Больницы уже много лет используют автономных мобильных роботов для перемещения материалов. На складах установлены мобильные роботизированные системы для эффективного перемещения материалов со складских полок в зоны выполнения заказов. Мобильные роботы также являются основным направлением текущих исследований, и почти в каждом крупном университете есть одна или несколько лабораторий, занимающихся исследованиями мобильных роботов. ^[5] Мобильные роботы также используются в промышленности, армии и службах безопасности.

Компонентами мобильного робота являются контроллер, датчики, исполнительные механизмы и система питания. ^[3] Контроллер обычно представляет собой микропроцессор, встроенный микроконтроллер или персональный компьютер (ПК). Используемые датчики зависят от требований робота. Требованиями могут быть счисление пути , тактильное зондирование и определение близости , определение дальности триангуляции, предотвращение столкновений, определение местоположения и другие конкретные приложения. ^[6] Под приводами обычно подразумеваются двигатели, которые перемещают робота на колесах или на ногах. Для питания мобильного робота обычно мы используем источник постоянного тока (батарея) вместо переменного тока.

Классификация

^{Мобильные роботы можно} классифицировать ^{по :}

• Среда, в которой они путешествуют:

• • Наземных или домашних роботов обычно называют беспилотными наземными транспортными средствами (UGV). Чаще всего они бывают колесными или гусеничными, но также включают в себя многоногих роботов с двумя и более ногами ( гуманоидных , или напоминающих животных или насекомых).
  • Роботы для доставки и транспортировки могут перемещать материалы и материалы по рабочей среде.
  • Воздушных роботов обычно называют беспилотными летательными аппаратами (БПЛА).
  • Подводных роботов обычно называют автономными подводными аппаратами (АНПА).
  • Полярные роботы, предназначенные для навигации по ледяной среде, заполненной трещинами .
• Приспособления, которые они используют для перемещения, в основном:
  • Ногий робот : ноги, похожие на человеческие (т. е. андроида ) или ноги, подобные животным .
  • Колесный робот.
  • Треки . ^{[7] [8]}

Навигация мобильного робота

Существует множество типов навигации мобильных роботов :

Ручной дистанционный или телеоператор

Робот с ручным телеуправлением полностью находится под контролем водителя с помощью джойстика или другого устройства управления. Устройство может быть подключено непосредственно к роботу, может представлять собой беспроводной джойстик или аксессуар к беспроводному компьютеру или другому контроллеру. Робот с телеоперацией обычно используется для того, чтобы уберечь оператора от опасности. Примеры роботов с ручным дистанционным управлением включают ANATROLLER ARI-100 и ARI-50 от Robotics Design , Talon от Foster-Miller, PackBot от iRobot и MK-705 Roosterbot от KumoTek.

Охраняемая телеоперация

Охраняемый телеоперативный робот способен обнаруживать препятствия и избегать их, но в остальном он будет перемещаться как управляемый, как робот при ручном телеоперации. Лишь немногие мобильные роботы, если они вообще вообще существуют, предлагают только охраняемую телеоперацию. (См. «Скользящая автономия» ниже.)

Машина, идущая по линии

Некоторые из первых автоматизированных управляемых транспортных средств (AGV) представляли собой мобильные роботы, следующие по линии движения. Они могут следовать визуальной линии, нарисованной или встроенной в пол или потолок, или электрическому проводу в полу. Большинство этих роботов работали по простому алгоритму «держать линию в центре датчика». Они не могли обойти препятствия; они просто останавливались и ждали, когда что-то преградило им путь. Многие образцы таких автомобилей до сих пор продаются компаниями Transbotics, FMC, Egemin, HK Systems и многими другими компаниями. Эти типы роботов по-прежнему широко популярны в известных сообществах робототехники в качестве первого шага к изучению уголков робототехники.

Автономно рандомизированный робот

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

Автономно управляемый робот

Разработчики роботов используют готовые автономные базы и программное обеспечение для быстрого проектирования приложений для роботов. Ракушки в форме людей или героев мультфильмов могут закрывать основу, чтобы замаскировать ее. ^[9]

Робот с автономным управлением знает, по крайней мере, некоторую информацию о том, где он находится и как достичь различных целей и/или путевых точек на своем пути. « Локализация » или знание своего текущего местоположения рассчитывается одним или несколькими способами с использованием датчиков, таких как моторные кодеры, зрение, 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, из которой она может планировать путь к следующей путевой точке или цели. Он может собирать показания датчиков с отметкой времени и местоположения. Такие роботы часто являются частью беспроводной сети предприятия, связанной с другими системами измерения и управления в здании. Например, робот-охранник PatrolBot реагирует на сигналы тревоги, управляет лифтами и уведомляет командный центр о возникновении инцидента. Среди других автономно управляемых роботов — SpeciMinder и роботы-доставщики TUG для больницы. ^{[ нужна цитата ]}

Скользящая автономность

Более способные роботы сочетают несколько уровней навигации в системе, называемой скользящей автономией. Большинство роботов с автономным управлением, 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 скользящую автономию, от ручного до охраняемого и автономного режимов.

История

Смотрите также

• Робот-муравей
• Автономный робот
• Автономный подводный аппарат
• Программа DARPA LAGR
• Домашний робот
• Гуманоидный робот
• Шестиногий робот
• Промышленный робот
• Джастин (робот)
• Мобильные промышленные роботы
• Мобильный манипулятор
• Мобильная беспроводная сенсорная сеть
• Персональный робот
• Робот
• Комплект робота
• Роботизированная рука
• Роботизированное картографирование
• Кинематика робота
• Ровер (исследование космоса)
• Вездесущий робот
• Беспилотный летательный аппарат
• Wi-Fi

Рекомендации

1. Ху, Дж.; Бхоумик, П.; Ланзон, А., «Групповое координированное управление сетевыми мобильными роботами с приложениями для транспортировки объектов», Транзакции IEEE по автомобильным технологиям, 2021.
2. "Главная/домашняя страница информационной инженерии" . www.robots.ox.ac.uk . Проверено 3 октября 2018 г.
3. Ху, Дж.; Бхоумик, П.; Джанг, И.; Арвин, Ф.; Ланзон, А., «Среда сдерживания формирования децентрализованных кластеров для систем с несколькими роботами», Транзакции IEEE по робототехнике, 2021.
4. Ху, Дж.; Тургут, А.; Леннокс, Б.; Арвин Ф., «Надежная координация формирования роев роботов с нелинейной динамикой и неизвестными возмущениями: проектирование и эксперименты» IEEE Transactions on Circuits and Systems II: Express Briefs, 2021.
5. 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.
6. Гопалакришнан, Б.; Тирунеллаи, С.; Тодкар, Р. (2014). «Проектирование и разработка автономного мобильного интеллектуального автомобиля: приложение для мехатроники». Мехатроника . 14 (5): 491–514. doi :10.1016/j.mechatronics.2003.10.003.
7. Пресс-релиз: Новое изобретение использует пустые железнодорожные пути для перевозки грузов.
8. Линейный трек (PDF)
9. "Автономная база MT400 Build-a-Bot" . mobilerobots.com . Архивировано из оригинала 23 февраля 2010 года.
10. ​Ias.uwe.ac.uk. Архивировано из оригинала 9 октября 2008 г. Проверено 15 августа 2012 г.
11. Первая в мире по-настоящему автоматическая газонокосилка.
12. "Ле Эрнест". Стэнфорд.edu . Проверено 13 апреля 2018 г.
13. С. Бозиновски, Параллельное программирование для управления мобильными роботами: агентный подход, Proc Международная конференция IEEE по распределенным вычислительным системам, стр. 202-208, Познань, 1994 г.
14. Божиновский, Стево (2017). «Робототехника обработки сигналов с использованием сигналов, генерируемых головой человека: от новаторских работ до эмуляции цифровых схем на основе ЭЭГ». Достижения в области проектирования роботов и интеллектуального управления . Достижения в области интеллектуальных систем и вычислений. Том. 540. стр. 449–462. дои : 10.1007/978-3-319-49058-8_49. ISBN 978-3-319-49057-1.
15. Труды IEEE по робототехнике и автоматизации, 1988 г.
16. С. Божиновски, М. Сестаков, Л. Бозиновска: Использование альфа-ритма ЭЭГ для управления мобильным роботом, В книге Г. Харриса, К. Уокера (ред.) Proc. Ежегодная конференция Медико-биологического общества IEEE, с. 1515–1516, Новый Орлеан, 1988 г.
17. С. Бозиновски: Управление траекторией мобильного робота: от фиксированных рельсов к прямому биоэлектрическому управлению, В О. Кайнаке (ред.) Proc. Семинар IEEE по интеллектуальному управлению движением, стр. 63–67, Стамбул, 1990 г.
18. «Институт робототехники: Данте I» . Ri.cmu.edu. Архивировано из оригинала 9 марта 2007 г. Проверено 15 августа 2012 г.
19. «Институт робототехники: Данте II». Ri.cmu.edu. Архивировано из оригинала 15 мая 2008 г. Проверено 15 августа 2012 г.
20. Добро пожаловать на веб-сайт Swarm-bots.
21. Н. Божиновска, Gj. Йованчевски, С. Божиновски, Управление роботами через Интернет, В материалах Третьей международной конференции по информатике и информационным технологиям, Битола, Македония, стр. 82–89, 12–15 декабря 2002 г.
22. "Домашняя страница проекта Centibots" . Ai.sri.com. 04.10.2004 . Проверено 15 августа 2012 г.
23. «Архивная копия» (PDF) . Foster-Miller.com . Архивировано из оригинала (PDF) 6 декабря 2006 г.{{cite web}}: CS1 maint: archived copy as title (link)
24. Добро пожаловать, архивировано 16 апреля 2008 г., в Wayback Machine.
25. Специальный хранитель
26. «Архивная копия». mobilerobots.com . Архивировано из оригинала 28 сентября 2007 года.{{cite web}}: CS1 maint: archived copy as title (link)
27. Стейси, Оливия (8 июля 2016 г.). «Спецназ Далласа использовал робот-бомбу, чтобы убить Мику X. Джонсона в ходе« первого летального применения робота полицией »». Heavy.com . Проверено 13 апреля 2018 г.
28. Холл, Лора (08 сентября 2016 г.). «НАСА награждает 750 тысяч долларов за конкурс роботов по возврату образцов» . Проверено 21 сентября 2016 г.
29. «Повышенная безопасность благодаря вызову ARGOS» . Тотальный сайт . Проверено 13 мая 2017 г.

Внешние ссылки

• Учебное пособие по роботу, следящему за линией, с принципиальной схемой
• Учебное пособие по датчикам и алгоритмам слежения за линией
• Лаборатория биоробототехники, исследования в области мобильной робототехники и взаимодействия человека и робота. Архивировано 14 мая 2012 г. в Wayback Machine.
• Департамент производства Ольборгского университета в Дании, исследования в области мобильной робототехники и манипулирования.
• Сайт для любителей мобильной робототехники
• Мобильный робот МУРВВ