Автономные роботы

Autonomous robots are robots that can perform desired tasks in unstructured environments without continuous human guidance. Автономные роботы роботов, которые могут выполнять задачи желаемого в неструктурированной среде без постоянного человеческого руководства. Many kinds of robots have some degree of autonomy. Многие виды роботов имеют определенную степень автономии. Different robots can be autonomous in different ways. Различные роботы могут быть автономными по-разному. A high degree of autonomy is particularly desirable in fields such as space exploration, cleaning floors, mowing lawns, and waste water treatment. Высокая степень автономии особенно желательно в таких областях, как освоение космоса, мыть полы, стрижка газонов, и очистка сточных вод.

Some modern factory robots are "autonomous" within the strict confines of their direct environment. Некоторые современные роботы завода являются «автономными» в строгие рамки их непосредственной среде. It may not be that every degree of freedom exists in their surrounding environment, but the factory robot's workplace is challenging and can often contain chaotic, unpredicted variables. Оно не может быть, что каждая степень свободы существует в окружающей их среде, но на рабочем месте завода робот является сложным и зачастую может содержать хаотический, непредсказуемых переменных. The exact orientation and position of the next object of work and (in the more advanced factories) even the type of object and the required task must be determined. Точной ориентации и положения следующего объекта работы и (в более современных заводах), даже от типа объекта и необходимые задачи должны быть определены. This can vary unpredictably (at least from the robot's point of view). Это может меняться непредсказуемо (по крайней мере с точки робота зрения).

One important area of robotics research is to enable the robot to cope with its environment whether this be on land, underwater, in the air, underground, or in space. Одним из важных направлений робототехники исследований для того, чтобы робот, чтобы справиться с окружающей его средой будь то на земле, под водой, в воздухе, под землей, или в пространстве.

A fully autonomous robot has the ability to Полностью автономный робот имеет возможность

• Gain information about the environment (Rule #1) Получить информацию об окружающей среде (Правило № 1)
• Work for an extended period without human intervention (Rule #2) Работа в течение длительного времени без вмешательства человека (правило № 2)
• Move either all or part of itself throughout its operating environment without human assistance (Rule #3) Переместить все или часть сама по себе на протяжении всей своей рабочей среды без участия человека (Правило № 3)
• Avoid situations that are harmful to people, property, or itself unless those are part of its design specifications (Rule #4) Избегайте ситуаций, которые вредны для людей, имущества, или сама, если те являются частью спецификации проектирования (Правило № 4)

An autonomous robot may also learn or gain new capabilities like adjusting strategies for accomplishing its task(s) or adapting to changing surroundings. Автономный робот может узнать или получить новые возможности, как корректировка стратегии для решения своих задач (ы) или адаптируясь к изменяющимся окружением.

Autonomous robots still require regular maintenance, as do other machines. Автономные роботы все еще требуют регулярного технического обслуживания, как и другие машины.

[ edit ] Examples of progress towards commercial autonomous robots [ править ] Примеры прогресса в достижении коммерческих автономных роботов

[ edit ] Self-maintenance [ править ] Самообеспечение

Exteroceptive sensors: 1. Экстероцептивной датчиков: 1. blue laser rangefinder senses up to 360 distance readings in a 180-degree slice; 2. синий лазерный дальномер чувства до 360 расстояние чтения в 180-градусный срез 2. 24 round golden ultrasonic sensors sample range readings in a 15-degree cone; 3. 24 круглый золотой образец ультразвукового датчика Диапазон измерения в 15 градусов конус 3. ten touch panels along the bottom detect shoes and other low-lying objects. десять сенсорных панелей по дну обнаружить обувь и другие низменные объекты. 4. 4. break beams between the lower and upper segments sense tables and other mid-level obstacles. перерыв балок между нижним и верхним сегментам смысле столов и других среднего уровня препятствия.

The first requirement for complete physical autonomy is the ability for a robot to take care of itself. Первое требование полного физического автономии является возможность для робота, чтобы заботиться о себе. Many of the battery powered robots on the market today can find and connect to a charging station, and some toys like Sony's Aibo are capable of self-docking to charge their batteries. Многие из батареи роботов на рынке сегодня можно найти и подключиться к зарядной станции, а некоторые игрушки, как Sony, Aibo способны самостоятельно док для зарядки своих батарей.

Self maintenance is based on " proprioception ", or sensing one's own internal status. Самостоятельная обслуживания на основе «проприоцепции ", или зондирования собственные внутренние состояния своего. In the battery charging example, the robot can tell proprioceptively that its batteries are low and it then seeks the charger. В зарядки аккумулятора, например, робот может сказать proprioceptively, что его батареи разряжены, и затем ищет зарядное устройство. Another common proprioceptive sensor is for heat monitoring. Другой распространенный проприоцептивной датчик для контроля тепла. Increased proprioception will be required for robots to work autonomously near people and in harsh environments. Увеличение проприоцепции будут необходимы для роботов работать автономно около людей и в суровых условиях.

Robot GUI display showing battery voltage and other proprioceptive data in lower right-hand corner. Робот графический дисплей, показывающий напряжение батареи и другие данные проприоцептивной в правом нижнем углу. The display is for user information only. Дисплей для пользователя информации. Autonomous robots monitor and respond to proprioceptive sensors without human intervention to keep themselves safe and operating properly. Автономные роботы отслеживать и реагировать на проприоцептивные датчиков без вмешательства человека, чтобы обезопасить себя и работает нормально.

• Common proprioceptive sensors are Общие проприоцептивной датчики

Thermal Тепловой

Hall Effect Холла

Optical Оптический

Contact Связаться

[ edit ] Sensing the environment [ править ] зондированию окружающей среды

Exteroception is sensing things about the environment. Exteroception ощущает вещи об окружающей среде. Autonomous robots must have a range of environmental sensors to perform their task and stay out of trouble. Автономные роботы должны иметь целый ряд экологических датчиков для выполнения своих задач и держаться подальше от неприятностей.

• Common exteroceptive sensors are Общие экстероцептивной датчики

Electromagnetic spectrum Электромагнитный спектр

Sound Звук

Touch Нажмите

Chemical sensors (smell, odor) Химические сенсоры (запах, запах)

Temperature Температура

Range to things in the environment Диапазон вещей в окружающей среде

Attitude (Inclination) Отношение (Наклон)

Some robotic lawn mowers will adapt their programming by detecting the speed in which grass grows as needed to maintain a perfect cut lawn, and some vacuum cleaning robots have dirt detectors that sense how much dirt is being picked up and use this information to tell them to stay in one area longer. Некоторые роботы газонокосилки будет адаптировать свои программы, определяя скорость, с которой растет трава, сколько необходимо для поддержания идеального газона вырезать, а некоторые роботы пылесоса есть грязь детекторов этом смысле, сколько грязи подхватили и использовать эту информацию, чтобы сказать им, чтобы оставаться в одном месте дольше.

[ edit ] Task performance [ править ] выполнения задания

The next step in autonomous behavior is to actually perform a physical task. Следующим шагом в автономном поведение на самом деле выполнять физические задачи. A new area showing commercial promise is domestic robots, with a flood of small vacuuming robots beginning with iRobot and Electrolux in 2002. Новый района с указанием коммерческих обещание домашних роботов, с потоком небольшой пылесос роботы, начиная с IROBOT и Electrolux в 2002 году. While the level of intelligence is not high in these systems, they navigate over wide areas and pilot in tight situations around homes using contact and non-contact sensors. В то время как уровень интеллекта не является высокой в ​​этих системах, они проводят на обширных территориях и пилот в труднодоступных местах около домов с использованием контактных и бесконтактных датчиков. Both of these robots use proprietary algorithms to increase coverage over simple random bounce. Оба эти роботы используют собственные алгоритмы для увеличения охвата более простой случайный отскок.

The next level of autonomous task performance requires a robot to perform conditional tasks. На следующем уровне автономного выполнения задачи требуется робота для выполнения условной задачи. For instance, security robots can be programmed to detect intruders and respond in a particular way depending upon where the intruder is. Например, безопасность роботы могут быть запрограммированы для обнаружения вторжений и реагировать определенным образом в зависимости от того, где злоумышленник.

[ edit ] Indoor position sensing and navigation [ править ] Крытый зондирование позиции и навигация

For a robot to associate behaviors with a place (localization) requires it to know where it is and to be able to navigate point-to-point. Для робота, чтобы связать поведение с места (локализации) требует, чтобы знать, где она есть, и, чтобы иметь возможность перемещаться от точки к точке. Such navigation began with wire-guidance in the 1970s and progressed in the early 2000s to beacon-based triangulation. Такая навигация начинается с проводов руководством в 1970 и поступил в начале 2000-х годов к маяку на основе триангуляции. Current commercial robots autonomously navigate based on sensing natural features. Текущий коммерческий роботы автономно перемещаться на основе зондирования природных особенностей. The first commercial robots to achieve this were Pyxus' HelpMate hospital robot and the CyberMotion guard robot, both designed by robotics pioneers in the 1980s. Первый коммерческий роботов для достижения этой цели были помощником Pyxus "робот больницы и CyberMotion охранник Робот, как разработанные пионерами робототехники в 1980 году. These robots originally used manually created CAD floor plans, sonar sensing and wall-following variations to navigate buildings. Эти роботы первоначально использовались созданные вручную CAD поэтажные планы, гидролокатор зондирования и стены следующие варианты для навигации зданий. The next generation, such as MobileRobots' PatrolBot and autonomous wheelchair ^{[ 1 ]} both introduced in 2004, have the ability to create their own laser-based maps of a building and to navigate open areas as well as corridors. Следующего поколения, таких как MobileRobots " PatrolBot и автономных инвалидной коляске ^[1] и введен в 2004 году, есть возможность создавать свои собственные лазерные карты здания и перейти открытых площадках, а также коридоры. Their control system changes its path on-the-fly if something blocks the way. Их система управления меняет свой путь на лету, если что-то преграждает путь.

At first, autonomous navigation was based on planar sensors, such as laser range-finders, that can only sense at one level. Сначала автономной навигации основан на плоских датчиков, таких как лазерные дальномеры, которые могут чувствовать только на одном уровне. The most advanced systems now fuse information from various sensors for both localization (position) and navigation. Самые современные системы теперь сливаются информации от различных датчиков для локализации (должность) и навигации. Systems such as Motivity can rely on different sensors in different areas, depending upon which provides the most reliable data at the time, and can re-map a building autonomously. Такие системы, как двигательная сила может рассчитывать на различных датчиков в различных областях, в зависимости от которого обеспечивает наиболее надежные данные в то время, и может повторно карту здания самостоятельно.

Rather than climb stairs, which requires highly specialized hardware, most indoor robots navigate handicapped-accessible areas, controlling elevators and electronic doors. ^{[ 2 ]} With such electronic access-control interfaces, robots can now freely navigate indoors. Вместо того, чтобы подниматься по лестнице, которая требует очень специализированное оборудование, наиболее закрытый роботов навигации инвалидов-доступных местах, контроль лифтов и электронных дверей. ^[2] С такой электронный контроль доступа интерфейсов, роботы теперь могут свободно перемещаться внутри помещения. Autonomously climbing stairs and opening doors manually are topics of research at the current time. Автономно подниматься по лестнице и открытия дверей вручную представлены темы исследований в настоящее время.

As these indoor techniques continue to develop, vacuuming robots will gain the ability to clean a specific user specified room or a whole floor. Поскольку эти методы закрытый продолжают развиваться, пылесосить роботы получат возможность очистить конкретным пользователем указанных комнату или целый этаж. Security robots will be able to cooperatively surround intruders and cut off exits. Безопасность роботы смогут совместно окружить злоумышленников и отрезал выход. These advances also bring concommitant protections: robots' internal maps typically permit "forbidden areas" to be defined to prevent robots from autonomously entering certain regions. Эти достижения также принести сопровождающемуся защиты: внутренние карты роботов обычно позволяют «запрещенных зон", которые будут определены, чтобы предотвратить роботы автономно ввода определенных регионах.

[ edit ] Outdoor autonomous position-sensing and navigation

Outdoor autonomy is most easily achieved in the air, since obstacles are rare. Cruise missiles are rather dangerous highly autonomous robots. Открытый автономии наиболее легко достигается в воздухе, так как препятствия встречаются редко. Крылатые ракеты довольно опасно высоко автономных роботов. Pilotless drone aircraft are increasingly used for reconnaissance. Беспилотный беспилотный летательный аппарат все чаще используются для разведки. Some of these unmanned aerial vehicles (UAVs) are capable of flying their entire mission without any human interaction at all except possibly for the landing where a person intervenes using radio remote control. Некоторые из этих беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) способны летать всю свою миссию без человеческого взаимодействия на всех, кроме, возможно, для посадки, когда человек вмешивается с помощью радио-пульта дистанционного управления. But some drone aircraft are capable of a safe, automatic landing also. Но некоторые беспилотных летательных аппаратов способны безопасно, автоматическая посадка тоже.

Outdoor autonomy is the most difficult for ground vehicles, due to: a) 3-dimensional terrain; b) great disparities in surface density; c) weather exigencies and d) instability of the sensed environment. Открытый автономии является наиболее трудным для наземных транспортных средств, за счет: а) 3-мерной местности, б) значительные различия в поверхностной плотностью, в) погода требованиями и г) неустойчивость почувствовал окружающей среды.

The Seekur and MDARS robots demonstrate their autonomous navigation and security capabilities at an airbase. Seekur и MDARS роботы демонстрируют свои автономной навигации и обеспечения безопасности на авиабазе. (Courtesy of MobileRobots Inc) (Источник MobileRobots Inc)

In the US, the MDARS project, which defined and built a prototype outdoor surveillance robot in the 1990s, is now moving into production and will be implemented in 2006. В США, в рамках проекта MDARS, который определил и построил прототип робота наблюдения на открытом воздухе в 1990 году, в настоящее время движется в производство и будет реализован в 2006 году. The General Dynamics MDARS robot can navigate semi-autonomously and detect intruders, using the MRHA software architecture planned for all unmanned military vehicles. MDARS General Dynamics робот может перемещаться автономно полу-и выявления злоумышленников, используя архитектуру MRHA программного обеспечения планируется для всех беспилотных военных машинах. The Seekur robot was the first commercially available robot to demonstrate MDARS-like capabilities for general use by airports, utility plants, corrections facilities and Homeland Security. ^{[ 3 ]} Seekur робот был первым коммерчески доступным робота, чтобы продемонстрировать MDARS подобные возможности для общего использования аэропортов, коммунальных предприятий, исправительных учреждений и Национальной Безопаности. ^[3]

The Mars rovers MER-A and MER-B (now known as Spirit rover and Opportunity rover) can find the position of the sun and navigate their own routes to destinations on the fly by: Марсоходов MER-и MER-B (ныне известный как Дух Rover и возможностей марсохода) можно найти положение Солнца и перейдите свои маршруты в пункты назначения на лету:

• mapping the surface with 3-D vision картографирование поверхности с 3-D видении
• computing safe and unsafe areas on the surface within that field of vision вычисления опасных и безопасных зон на поверхности, что в поле зрения
• computing optimal paths across the safe area towards the desired destination расчета оптимального пути через безопасную зону к месту назначения
• driving along the calculated route; Проезжая по рассчитанного маршрута;
• repeating this cycle until either the destination is reached, or there is no known path to the destination повторять этот цикл, пока не будет достигнута цель или нет известный путь к месту назначения

The planned ESA Rover, ExoMars Rover, is capable of vision based relative localisation and absolute localisation to autonomously navigate safe and efficient trajectorys to targets by: Запланированный ЕКА Rover, Rover ExoMars, способен зрения на основе относительных и абсолютных локализации локализации автономно перемещаться безопасно и эффективно trajectorys для целей путем:

• reconstructing 3D models of the terrain surrounding the Rover using a pair of stereo cameras реконструкции 3D-моделей местности окружающих Rover с помощью пары стерео камер
• determining safe and unsafe areas of the terrain and the general 'difficulty' for the Rover to navigate the terrain определения опасных и безопасных районов местности и "трудность" общий для Rover ориентироваться на местности
• computing efficient paths across the safe area towards the desired destination вычисления эффективных путей через безопасную зону к месту назначения
• driving the Rover along the planned path вождение Rover по запланированному пути
• building up a 'Navigation Map' of all past navigation data создание «Навигационная карта» всех прошлых навигационных данных

The DARPA Grand Challenge and DARPA Urban Challenge have encouraged development of even more autonomous capabilities for ground vehicles, while this has been the demonstrated goal for aerial robots since 1990 as part of the AUVSI International Aerial Robotics Competition. DARPA Grand Challenge и DARPA Urban Challenge способствовали развитию еще больше возможностей для автономных наземных транспортных средств, в то время это было продемонстрировано цели для воздушных роботов с 1990 года как часть AUVSI Международный конкурс воздушных Robotics.

There are several open problems in autonomous robotics which are special to the field rather than being a part of the general pursuit of AI. Есть несколько открытых вопросов в автономных роботов, которые являются специальными в поле, а не быть частью общей погоне за AI.

[ edit ] Energy autonomy & foraging

Researchers concerned with creating true artificial life are concerned not only with intelligent control, but further with the capacity of the robot to find its own resources through foraging (looking for food, which includes both energy and spare parts). Исследователи обеспокоены созданием истинно искусственной жизни обеспокоены не только интеллектуальное управление, но в дальнейшем с пропускной способностью робота, чтобы найти свои собственные ресурсы через нагула (ищет пищу, которая включает в себя как энергии и запасных частей).

This is related to autonomous foraging, a concern within the sciences of behavioral ecology, social anthropology, and human behavioral ecology; as well as robotics, artificial intelligence, and artificial life. Это связано с автономным нагула, озабоченность в науках о поведенческой экологии, социальной антропологии и человеческой поведенческой экологии, а также робототехники, искусственного интеллекта и искусственной жизни.

Поиск по сайту: