1 / 54

Robotų programavimo technologijos

Robotų programavimo technologijos. T125B114 2012 m. Robertas Damaševičius r obertas.damasevicius @ktu.lt. Robotai. Robototechnika. Robotų programavimas. Kas yra robotas?.

damon
Download Presentation

Robotų programavimo technologijos

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Robotų programavimo technologijos T125B114 2012 m. Robertas Damaševičius robertas.damasevicius@ktu.lt

  2. Robotai. Robototechnika. Robotų programavimas.

  3. Kas yra robotas? • Robotas yra „perprogramuojamas daugiafunkcinis manipuliatorius suprojektuotas transportuoti medžiagas, detales, įrankius ar specializuotus įtaisus naudojant įvairius užprogramuotus judesius ir skirtas įvairių užduočių atlikimui“ [The Robot Institute of America, 1979] • Robotas yra „automatinis įtaisas, kuris atlieka paprastai žmonių atliekamus veiksmus“ [Webster, 1993]. • Robotas – „mašina, kuri gali suvokti aplinką, reaguoti į ją ir veikti“ [A. Machworth].

  4. Kas yra robotas? (2) • Robotas – „elektromechaninė, kompiuterio valdoma mašina atliekanti užprogramuotas užduotis“. • Robotas – mechaninis aparatas, galintis atlikti užprogramuotas fizines užduotis. Robotas gali būti valdomas tiesiogiai žmogaus arba veikti valdomas užprogramuoto kompiuterio. • Robotai gali atlikti užduotis, kurios yra pavojingos žmogui, dirbti žmonėms kenksmingoje aplinkoje. Jie taip pat gali atlikti monotoniškas, dažnai pasikartojančias užduotis, tokiu būdu pigiai pakeisdami žmogaus rankų darbą

  5. Kas yra robotika? • Robototechnika (robotika) – mokslas apie robotų kūrimo, gamybos ir panaudojimo metodus • Robotikos terminą sukūrė I. Asimov, 1941 m.

  6. Robotų istorija (1) • 3 a. pr. m.e.: Kinijos rašytiniuose šaltiniuose (LieZi) pirmą kartą paminėtas mechaninis žmogus (automatas), kurį sukūrė ‘meistras’.

  7. Robotikos istorija • apie 270 m. pr. m.e.: graikų mokslininko Ktesibo vandens laikrodžiai ir kiti vandeniu varomi mechanizmai

  8. Robotų istorija (1) • I a.: Heronas iš Aleksandrijos aprašo apie 100-ą mašinų ir automatų (ne ginklų), įskaitant ugnies variklį, vargonus, mašiną, įjungiamą monetomis, ir garo variklį

  9. Robotų istorija (2) • 1206: Programuojami humanoidai automatonai - Al-Džazario (Al-Jazari) 'Valtis su keturiais muzikantais'.

  10. Robotų istorija (3) • 1495: Planai robotui-humanoidui - Leonardo Da Vinčio 'Mechaninis riteris‘ • Galėjo vaikščioti, pakelti rankas, atsisėsti, judinti burną • Taip pat Da Vinči sukūrė mechaninį liūtą ir spyruokle varomą automobilį

  11. Robotų istorija (4) • 1738: Mechaninė antis, kuri galėjo lesti, mosuoti sparnais - Žako de Vokansono "Virškinanti antis"

  12. Robotų istorija (4) • 1800: Japoniški mechaniniai žaislai, kurie patiekdavo arbatą, šaudydavo strėlėmis ir tapydavo - Tanakos Hišašigės '"Karakuri" žaislai'.

  13. Robotų istorija • 1898: N. Tesla – pirmas nuotoliniu būdu valdomas robotas – laivas (“teleautomatas”) • Viduje buvo įmontuotas “paskolintas protas” • U.S. patent no. 613,809

  14. Robotų istorija (5) • 1921: Pirmieji išgalvoti automatai, pavadinti "robotais", pasirodo pjesėje "R.U.R." - Karelo Čiapeko 'Rossum'o Universalūs Robotai'.

  15. Robotų istorija (6) • 1930: Robotas humanoidas eksponuojamas 1939-ųjų ir 1940-ųjų Pasaulinėse mugėse Niujorke - Westinghouse Electric Corporation 'Elektro'.

  16. Robotų istorija (7) • 1948: Paprasti robotai demonstruoja biologinius veiksmus - Wiljamo Grėjaus Volterio “Mechaninis vėžlys”

  17. Robotų istorija (8) • 1961: Pirmasis įrengtas komercinis industrinis robotas - Džordžo Devolio 'Unimate‘ • General Motors gamykloje naudotas automobilių kėbulų suvirinimui

  18. Robotų istorija (9) • 1963: Pirmasis robotas, kraunantis objektus ant industrinių padėklų - Fudžio Jusokio Kogijo 'Palletizer'

  19. Robotų istorija (10) • 1973: Pirmasis industrinis robotas su 6 elektro-mechaniškai varomomis ašimis - KUKA Robot Group 'Famulus'

  20. Robotų istorija (11) • 1975: Programuojama universali manipuliacinė ranka, kompanijos Unimation produktas - Viktoro Šeinemano 'PUMA‘.

  21. Robotų istorija (12) • 1980:Stanford Cart (trimatis kliūčių modeliavimas)

  22. Robotų istorija (13) • 1986: Brooks elgsena grįsti robotai – humanoidinis robotas ‘Cog’

  23. Robotų istorija (14) • 1997: Sojourney robotas Marse

  24. Robotų istorija (15) • 2000:trimatis aplinkos modeliavimas naudojant stereo viziją • 2005: Kinect technologija

  25. Daugiau apie robotų istoriją • History of Robots http://www.youtube.com/watch?v=oEuFZcURXEU

  26. Robotikos raida Rinkos tik vystosi Nuotolinis valdymas Techninė priežiūra Sauga Švietimas Pramogos Akademiniai tyrimai Sudėtinga tema Dažniausiai programuojama rankiniu būdu EURON roadmap: 2015 -> It‘s all about software 26

  27. Robotų rinkos augimas

  28. Robotų rinkos augimas • Planuojami robotų pardavimai 2010-2013 m. • Asmeninio naudojimo (pvz., pagalbininkai neįgaliesiems) - 11,4 milijonų vnt. • Buitiniai (dulkių siurbliai, žoliapjovės ir kt.) - 6.7 milijonų vnt. • Žaisliniai robotai – 4,6 milijonų vnt.

  29. Robotų rinkos augimas • Asmeninio naudojimo robotų rinkos augimas

  30. Robotų rinkos

  31. Robotų paklausa pagal šalis

  32. Robotų diegimas

  33. Robotų diegimas

  34. Straipsniai apie robotus (INSPEC)

  35. Pagrindinės robotikos raidos tendencijos • Žmogaus-roboto bendradarbiavimas (co-robots) • Nuotolinis valdymas yra sudėtingas • Roboto autonomiškumas sunkiai pasiekiamas • Apjungimas su 3D sensoriais (Kinect) • Padeda robotams orientuotis realiame pasaulyje • Robotika debesyse • Sudėtingų skaičiavimų perkėlimas į debesis • Pvz.: vaizdų, balso atpažinimas • Paskirstytas užduočių sprendimo duomenų bazė • RoboEarth projektas (robotų internetas)

  36. Pagrindinės robotikos raidos tendencijos • Robotai su elastiniais vykdytuvais • “Dirbtinė oda” • Išmanieji telefonai kaip robotų “smegenys” • Robotas naudoja išmaniųjų telefonų jutiklius, procesorių, displėjų ir interneto prieigą • Autonominiais automobiliai • Automatinis parkavimasis • Važiavimas su “auto-pilotu” • 3D spausdintuvai • Nuotoliniu būdu valdomos skraidyklės

  37. Rototika kitų mokslų kontekste • Robotika glaudžiai susijusi su : • Mechanika – mechaninių dalių konstravimas ir valdymas • Kinematika – mokslas apie judėjimą • Elektronika – elektrinių komponentų sujungimas ir valdymas • Informatika – valdymo algoritmai, dirbtinis intelektas • Chemija – medžiagų tvirtumas, lengvumas, atsparumas • Biologija – biologinių sistemų elgsena, gamtos procesų panaudojimas įgyvendinant robotikos uždavinius. • Neuroinformatika

  38. Robotų įvairovė Platus taikymų spektras Komercinis Akademinis Asmeninis Kaip juos programuoti? Iššūkiai Sudėtingumas Atkartojamumas Patikimumas Resursai Įrankiai Technologijos Pasirinkimas Sprendimų dalinimasis Įgūdžių/patirtis perdavimas 38

  39. Robotų klasifikavimas • Industriniai robotai • Buitiniai robotai • Medicininiai robotai • Kariniai robotai • Aptarnavimo robotai • Laisvalaikio robotai • Tyrinėjimo robotai

  40. Industriniai robotai • Automatiškai valdomas, programuojamas, manipuliatorius veikiantis 3 ar daugiau ašyse [ISO standartas 8373:1994]

  41. Naminiai (buitiniai) robotai • Naudojami atlikti namų apyvokos darbus (kambarių siurbimas, baseino valymas, kiemo tvarkymas, žolės pjovimas).

  42. Medicininiai robotai • Naudojami mūsų sveikatos gerinimui: • operacijoms daryti, • slaugyti, • bioniniai protezai, • nanorobotai.

  43. Kariniai robotai • Skirti atlikti karinius veiksmus • Gali būti naudojami sprogmenų paieškose, perimetro apsaugai, įrangos transportavimui nesaugioje zonoje

  44. Aptarnavimo robotai • Naudojami aptarnavimo sferose, baruose, rūbinėse, bilietų pardavimo kasose

  45. Laisvalaikio robotai • Atkartoja įvairias emocijas ir judesius • Gali būti liūdni, linksmi, bendraujantys su žmonėmis • Dažniausiai būna žaislai

  46. Tyrinėjimo robotai • Robotai, kurie dažniausiai naudojami įvairiuose moksliniuose tyrimuose (pvz. kosmose).

  47. Robotų kartos • Pagal manipuliatoriaus valdymo principą robotai skirstomi į tris kartas • Pirmos kartos robotai gali atlikti žmogaus užduotį tik jiems gerai pritaikytomis nekintamomis sąlygomis ir valdomi pagal nekintančią programą • Antros kartos robotai turi jutiklius ir sugeba prisitaikyti prie kintančios aplinkos • Trečios kartos robotai su dirbtiniu intelektu. Tai tobuliausia adaptyvių sistemų klasė, gebanti apdoroti plataus diapazono informaciją, kryptingiau elgtis kintančioje aplinkoje

  48. Robotų skirstymas (1) • A. Manipuliaciniai • Automatiniai • 1. Programuojamieji– pirmoji karta • 2. Adaptaciniai – antroji karta • 3. Intelektiniai (integraliniai) – trečioji karta • Biotechniniai (rankinio valdymo) • 1. Komandinio valdymo • 2. Kopijuojantys • 3. Pusiau automatiniai • Interaktyvieji • 1. Automatizuotieji (automatiniai, kombinuoti su biotechniniais) • 2. Supervizoriniai (automatiniai, kuriems tikslą nurodo žmogus) • 3. Dialoginiai (kompiuteris – operatorius)

  49. Robotų skirstymas (2) • B. Mobilieji • Žingsniuojantys • 1. Programuojamieji • 2. Biotechniniai • 3. Intelektiniai • Savaeigiai • 1. Programuojamieji • 2. Adaptyvieji • 3. Intelektiniai • Egzoskeletai • 1. Atvirieji (tvirtinami tiesiog prie žmogaus rankų ar kojų) • 2. Skafandriniai (įmontuoti skafandre) • 3. Šokinėjantys (naudojami šokti per kliūtis)

  50. Robotų skirstymas (3) • C. Informaciniai • Tyrinėjantys • 1. Nenutrūkstamai teikiantys informaciją • 2. Kaupiantys informaciją • 3. Nuotolinio valdymo aktyvieji • Atpažįstantys • 1. Kontaktiniai • 2. Nuotolinio valdymo pasyvieji • 3. Nuotolinio valdymo aktyvieji

More Related