Василенко Н.В., Никитин К.Д., Пономарёв В.П., Смолин А.Ю. - Основы робототехники (1071028), страница 12
Текст из файла (страница 12)
При этом универсальность, мобильность, индивидуальность и автоматизм - все эти качества являются неотьемлемыми признаками всех роботов без исключения. Известный французский специалист Филипп Куафе напоминает, что робот - это управляемая машина, обладающая следующими двумя свойствами: 1) универсальными возможностями, т.е. способностью выполнять различные механические действия в реальном пространстве, для чего роботу необходимо иметь механическую структуру с изменяемой геометрией звеньев, и 2) адаптивностью к внешней среде, т.е. способностью самостоятельно изменять свое поведение в зависимости от изменений ее состояния.
Еще дальше по пути конкретизации понятия идет профессор М. Шпрингер из Университета Куин Мэри, согласно определению которого устройство, чтобы называться роботом, должно обладать минимальным набором свойств и возможностей, таких как 1) нат~ичие механической руки и захвата; 2) умение самостоятельно передвигаться и самостоятельно управлять своими действиями„ 3) наличие исполнительной системы и системы управления, которые в совокупности обеспечивают реализацию предыдущих свойств; 4) наличие компьютера, способного запоминать программы управления отработкой посту- 45 лающих извне приказов, а также программ, реализующих решения, которые принимает сам робот, исходя из набора некоторых заранее определенных альтернатив; б) наличие устройств и датчиков, способных определять касание роботом каких-либо внешних предметов, измерять степень гладкости поверхности, твердость материала,местоположение заданного предмета, его' массу, теплопроводность, температуру, степень близости этого предмета, определять его форму и размеры, характерные внешние признаки, цвет, расстояние, запах, находить местоположение "рук и ног" робота, а также анализировать звуковые сигналы.
Следует привести еще одно определение понятия "робот", полученное путем статистического анализа ответа на вопрос: "Что такое робот, чем он отличается от машин и автоматических систем?", который задавался 166 экспертам, специализирующимся в различных областях науки и техники. Результатом экспертизы явилось следующее определение: "Робот представляет собой подвижную компактную систему, отличительными признаками которой являются чувствительные элементы, манипуляторы и, самое главное, некоторая степень искусственного интеллекта При этом искусственный интеллект отождествляется главным образом со способностью к обучению и соответственно к изменению поведения".
При всей многочисленности и разнообразии формулировок попытаемся выделить заложенные в них наиболев характерные отличительные признаки роботов, к которым, пожалуй, следует отнести: 1) автономность, под которой понимается способность самостоятельного выполнения действий или производственных операций, сообразуясь лишь с программным алгоритмом либо с целеуказательной командой и изменяющимися условиями внешней среды; 2) универсальность, понимаемая как способность выполнять самые различные действия или производственные операции и легко переходить с одного вида действий на другой; 3) автоматичность, т.е. способность выполнять достаточно сложные и завершенные действия или производственные циклы без непосредственного вмешательства человека-оператора; 4) антропоморфизм, понимаемый в широком смысле как наделение робота способностями, присущими человеку." физическими (силовыми), функциональными (двигательными) и интеллектуальными (умственными),В узком смысле под антропоморфизмом понимается внешнее сходство робота с человеком, что совершенно необязательно и может использоваться лишь в специальных целях; б) адаптивность, т.а способность к целенаправленному изменению своего поведения под влиянием изменений внешних условий и к обучению в процессе взаимодействия с внешней средой (гибкость).
Способность к адаптации и обучению реализуется путем наделения робота теми или иными средствами обратной связи: осязанием, зрением, слухом, обонянием, запоминанием и т. п. 46 ем виде без излишней детализации Выделенные в наиболее общем виде и е еляют слои изнаков достаточно полно опр д ЭТИ ПЯТЬ ОТЛИЧИТЕПЬНЫХ ПРИЗ кой системы. При этом собности и возмож р ности обота как техническо е ыми признаками любого три первых являютс р я сове шенно неотьемлемыми — в той или иной мере и е ющих — четвертый и пятыи — в т робота, а два последу н роботам.
Таким образом могут быть присущи и наиболее совершенным ро б ее и сжатое определение класса может быть дано достаточно общее и сжато машин, именуемых роботами. ая универсальная авто- Робот — это автоном у но нкционирующа ве ения физических, н, и е назначенная для воспроизвед матическа ма ию, р д м венных ункции челов к двигательных и умст е активного взаимодействия ностью к адаптации и обучению в процессе актив с окружающей средои. а ранее известных состав- Робот — хорошии прим р " и ме того, как сумма ра ов, ЭВЗЯ, сенсорики дает ов ) н ое качество— ных частей (манипуляторов, н вый тип технического устроиств ва, обладающего в принципиально новыи ти нным интеллектом искус м ва нанте искусстве в / ), обностью воспринимать ственными органами чувс в тв сенсорика, спос на нее, обучаясь и и активно воздействовать н окружающую среду и Роботов, а тем более про- совершенствуясь д в хо е этого процесса.
о у шеприведенному опреде- мышленных, полностью соо тветств ющих выш б ~ не обладают уст, ши око применяемые ро оты пению, пока еще нег шир р н в ч вств человека и спосо бностью мыслить, а ройст ами ти а ор а о чу ки пока не вышли из стен науч подобные разработки о . О наука и техника делают не получили широк р кого и именения. Однако наука й ф ндаментальных проблем и и и ешения одной из ундам уверенные шаги о ут р й идам робототехники — создания чувствующих и мысл щ 2.2. Состав и структура робота ей в ющий с окРужаюшей сРедои Робот, активно взаимодеиствующ е жать следующие системьсу р и авляющую, общем виде должен содер ) В у связи, исполниинформвционн~ изм р ну и ия систем робота прВдстав е итель ю (сенсорную, сис™ тельную (моторную) Схема взаимодеиствия сист лена на рис. 22.
е туальная система Управляюща я, или интеллекту б тки законов управления НОВО заложенной прокото ый служит для выра отки я и От енсорной системы. полнительной системы на ос граммы с учетом сигнало налов об атнои связи о стемы является распознав н ванне ситуации и Важной функцией этои сист бота, планирование с е ы нкционирования ро от, моделирование среды у ен й, программирование и принятие це р ленап авленных решени, оптимизация движ ений, а также организация о щ и СТ ОЙСТВВМИ на том или ином языке. веком и взаимодеиствующими у р 47 1 Робеют ! ! ! рно йу~~ц~онолькая схема оззомодоостооя о робота с окружающей средой Управляющие системы роботов реализуются на базе пневматических или электрических логических элементов, аналоговых и цифровых систем, а в наиболее совершенном варианте - на основе ЭВМ или микропроцессоров, содержащих широкий набор входных (аналогоцифровых) и выходных (цифра-аналоговых) преобразователей и интерфейсных каналов связи, число которых может колебаться от нескольких десятков до нескольких тысяч.
По этим каналам, как по нервным волокнам, передаются непрерывные (аналоговые) и дискретные (цифровые) сигналы. Интеллектуальные и адаптивные возможности робота определяются главным образом алгоритмическим и программным обеспечением управляющей системы. Информационно-измерительная, или сенсорная система — это искусственные органы чувств робота, предназначенные для восприятия и преобразования информации о состоянии внешней среды и самого робота. В качестве элементов сенсорной системы используются телевизионные и оптико-электронные устройства, лазерные и ультразвуковые дальномеры, акустические датчики и гидролокаторы, тактильные, контактные и индукционные датчики, а также датчики положения, скорости, сил и моментов, потенциометры, тахометры, акселерометры и т.
и. Система связи - это "язык" робота, который служит для передачи сигналов информации между системами робота, а также для организации обмена информацией между роботом и человеком или другими роботами и устройствами с целью осуществления диалога, формулирования заданий роботу, контроля за функционированием его систем, диагностики неисправностей, регламентной проверки и т.п. Информация от человека поступает обычно через устройство ввода или пульт управления путем физического воздействия (нажатие кнопки 48 или клавиши, ключа телеграфного аппарата и т.п.). д В после нее в емя все шире начинает применяться речевое общение, а также ввод инфор- мации с и с помощью биопотенциалое (биоуправление).
Информация от к человеку поступает, как правило, в форме световых и э ук в овых робота к ч о н г о атабло,- сигналов, а носителями этой информации являются разного р д иф овые индикаторы, дисплеи, телекамеры и т.п. Результаты лабора- торных исследований дают основания полагать, б станет возможным речевое общение с роботом на естест- удущем ванном человеческом языке. С к пность управляющей, информационно-измерительной и ово у системы связи образует информационно-упра щу систему робота, обеспечивающую обработку и передачу информации и непосредственное управление приводами и механизмами исполни- тельной системы с целью организации активного взаимодействия робота с окружающей средой и выполнения зада» сформулированных человеком.
Исполнительная, или моторная система — это устроиства, , предназначенные для непосредственного воздействия на объекты окружающ и ю ей среды или взаимодействия с ними в соотв тст правляющими сигналами, формулируемыми информационно-изме- ительной системой или непосредственно оператор рите ьн я п иво ы (двигатели), э м'т лементов моторной системы используютс р д ( итв (, е передаточные устроиств й тва (передачи), связанные с ними механически ки (манипуляторы), механические ноги (педикуляторы), различные технологические инструменты, графопостроит и ели, тележки с колесным, гусеничным и иными шасси и др.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
