Искусственный интеллект - робототехника

Робототехника - это область искусственного интеллекта, которая занимается изучением создания интеллектуальных и эффективных роботов.

Что такое роботы?

Роботы - это искусственные агенты, действующие в реальной окружающей среде.

Задача

Роботы нацелены на манипулирование объектами путем восприятия, выбора, перемещения, изменения физических свойств объекта, разрушения его или получения эффекта, таким образом освобождая рабочую силу от выполнения повторяющихся функций, не скучая, не отвлекаясь или не истощаясь.

Что такое робототехника?

Робототехника - это отрасль искусственного интеллекта, которая состоит из электротехники, машиностроения и компьютерных наук для проектирования, конструирования и применения роботов.

Аспекты робототехники

  • Роботы имеют механическую конструкцию , форму или форму, предназначенные для выполнения конкретной задачи.

  • У них есть электрические компоненты, которые питают и управляют оборудованием.

  • Они содержат некоторый уровень компьютерной программы, которая определяет, что, когда и как робот делает что-то.

Разница в системе роботов и других программах ИИ

Вот разница между двумя -

AI программы Роботы
Они обычно работают в мире, стимулируемом компьютером. Они работают в реальном физическом мире
Вход в программу AI в символах и правилах. Входы для роботов - это аналоговый сигнал в форме речевого сигнала или изображений
Им нужны компьютеры общего назначения для работы. Им нужно специальное оборудование с датчиками и эффекторами.

Робот Локомоция

Локомоция - это механизм, который делает робота способным двигаться в окружающей среде. Существуют различные типы локомотивов -

  • Legged
  • колесный
  • Сочетание передвижения на ножках и колесах
  • Гусеничный слип / занос

Legged Locomotion

  • Этот тип передвижения потребляет больше энергии, демонстрируя ходьбу, прыжок, рысь, прыжок, подъем или спуск и т. Д.

  • Требуется большее количество двигателей для выполнения движения. Он подходит для пересеченной и гладкой местности, где неровная или слишком гладкая поверхность заставляет его потреблять больше энергии для передвижения на колесах. Это немного сложно реализовать из-за проблем со стабильностью.

  • Это идет с разнообразием одной, двух, четырех и шести ног. Если у робота несколько ног, то для передвижения необходима координация ног.

Общее количество возможных походок (периодическая последовательность событий подъема и спуска для каждой из полных ног), которые робот может пройти, зависит от количества его ног.

Если у робота k ног, то число возможных событий N = (2k-1) !.

В случае двуногого робота (k = 2) число возможных событий равно N = (2k-1)! = (2 * 2-1)! = 3! = 6

Следовательно, есть шесть возможных различных событий -

  • Поднятие левой ноги
  • Освобождение левой ноги
  • Поднимая правую ногу
  • Отпустив правую ногу
  • Поднимая обе ноги вместе
  • Освобождая обе ноги вместе

В случае k = 6 ног, есть 39916800 возможных событий. Следовательно, сложность роботов прямо пропорциональна количеству ног.

Legged Locomotion

Колесная локомоция

Для выполнения движения требуется меньше двигателей. Это мало просто реализовать, так как при большем количестве колес возникает меньше проблем со стабильностью. Это энергоэффективно по сравнению с передвижением на ножках.

  • Стандартное колесо - вращается вокруг оси колеса и вокруг контакта

  • Колесо ролика - вращается вокруг оси колеса и смещенного рулевого шарнира.

  • Шведские 45 o и шведские 90 o колеса - Omni-wheel, вращается вокруг точки контакта, вокруг оси колеса и вокруг роликов.

  • Шариковое или сферическое колесо - всенаправленное колесо, технически сложное в реализации.

Колесная локомоция

Скольжение / занос локомоция

В этом типе транспортные средства используют гусеницы, как в танке. Робот управляется путем перемещения гусениц с разными скоростями в одинаковом или противоположном направлении. Он предлагает стабильность из-за большой площади контакта пути и земли.

Гусеничный робот

Компоненты робота

Роботы построены со следующим -

  • Электропитание - роботы питаются от батарей, солнечных батарей, гидравлических или пневматических источников питания.

  • Приводы - Они преобразуют энергию в движение.

  • Электродвигатели (переменного / постоянного тока) - они необходимы для вращательного движения.

  • Пневматические воздушные мышцы - они сокращаются почти на 40%, когда в них всасывается воздух.

  • Мышечные провода - они сжимаются на 5%, когда через них проходит электрический ток.

  • Piezo Motors и Ultrasonic Motors - лучшие для промышленных роботов.

  • Датчики - они предоставляют информацию в режиме реального времени о среде задачи. Роботы оснащены зрительными датчиками для расчета глубины в окружающей среде. Тактильный датчик имитирует механические свойства сенсорных рецепторов кончиков пальцев человека.

Компьютерное зрение

Это технология ИИ, с помощью которой роботы могут видеть. Компьютерное зрение играет жизненно важную роль в области безопасности, охраны здоровья, доступа и развлечений.

Компьютерное зрение автоматически извлекает, анализирует и воспринимает полезную информацию из одного изображения или массива изображений. Этот процесс включает в себя разработку алгоритмов для достижения автоматического визуального понимания.

Аппаратное обеспечение системы Computer Vision

Это включает в себя -

  • Источник питания
  • Устройство захвата изображения, такое как камера
  • Процессор
  • Программное обеспечение
  • Дисплейное устройство для мониторинга системы
  • Аксессуары, такие как подставки для фотоаппаратов, кабели и разъемы

Задачи компьютерного зрения

  • OCR - в области компьютеров Optical Character Reader - программное обеспечение для преобразования отсканированных документов в редактируемый текст, которое сопровождает сканер.

  • Обнаружение лица - многие современные камеры оснащены этой функцией, которая позволяет читать лицо и делать снимки с идеальным выражением лица. Он используется для предоставления пользователю доступа к программному обеспечению в правильном соответствии.

  • Распознавание объектов - они устанавливаются в супермаркетах, камерах, дорогих автомобилях, таких как BMW, GM и Volvo.

  • Оценка положения - это оценка положения объекта относительно камеры как положения опухоли в теле человека.

Домены приложений Computer Vision

  • сельское хозяйство
  • Автономные транспортные средства
  • биометрия
  • Распознавание символов
  • Криминалистика, безопасность и наблюдение
  • Индустриальный контроль качества
  • Распознавание лица
  • Анализ жестов
  • наука о земле
  • Медицинские образы
  • Мониторинг загрязнения
  • Контроль над процессом
  • Дистанционное зондирование
  • робототехника
  • Транспорт

Применение робототехники

Робототехника играет важную роль в различных областях, таких как -

  • Отрасли промышленности - роботы используются для обработки материалов, резки, сварки, нанесения цветных покрытий, сверления, полировки и т. Д.

  • Военные - автономные роботы могут достигать недоступных и опасных зон во время войны. Робот по имени Дакш , разработанный Организацией оборонных исследований и разработок (DRDO), предназначен для безопасного уничтожения опасных для жизни объектов.

  • Медицина . Роботы способны одновременно проводить сотни клинических испытаний, реабилитировать людей с ограниченными возможностями и выполнять сложные операции, такие как опухоли головного мозга.

  • Разведка - Роботы-скалолазы, используемые для исследования космоса, подводные беспилотники, используемые для исследования океана, - это лишь некоторые из них.

  • Развлечения - инженеры Disney создали сотни роботов для создания фильмов.