Войти
«Мобильный робот» - это [робот], который способен перемещаться по окружающей среде (передвижение). Мобильная робототехника обычно считается подразделом робототехники и информационной инженерии.
Робот-шпион - это пример мобильного робота, способного двигаться в заданной среде. Мобильные роботы имеют способность перемещаться в своей среде и не привязаны к одному физическому месту. Мобильные роботы могут быть «автономными» (AMR - autonomous mobile robot), что означает, что они способны перемещаться в неконтролируемой среде без необходимости использования физических или электромеханических устройств управления. В качестве альтернативы мобильные роботы могут полагаться на устройства наведения, которые позволяют им путешествовать по заранее определенному маршруту навигации в относительно контролируемом пространстве (AGV - автономное управляемое транспортное средство). Напротив, промышленные роботы обычно более или менее стационарны, состоящие из шарнирной руки (многосвязный манипулятор) и захватного блока (или концевой эффектор ), прикрепленный к неподвижной поверхности.
Мобильные роботы стали более обычным явлением в коммерческих и промышленных условиях. Больницы уже много лет используют автономных мобильных роботов для перемещения материалов. На складах установлены мобильные робототехнические системы для эффективного перемещения материалов с полок хранения в зоны выполнения заказов. Мобильные роботы также являются основным направлением текущих исследований, и почти в каждом крупном университете есть одна или несколько лабораторий, которые специализируются на исследованиях мобильных роботов. Мобильные роботы также используются в промышленных, военных и охранных условиях.
Составными частями мобильного робота являются контроллер, датчики, исполнительные механизмы и система питания. Контроллер обычно представляет собой микропроцессор, встроенный микроконтроллер или персональный компьютер (ПК). Используемые датчики зависят от требований робота. Требования могут быть точным счислением, тактильным и обнаружением приближения, триангуляцией дальности, предотвращением столкновений, определением местоположения и другими конкретными приложениями. Приводы обычно относятся к двигателям, которые перемещают робота на колесах или на ногах. Для питания мобильного робота обычно используется источник постоянного тока (аккумулятор) вместо переменного тока.
Мобильные роботы могут быть классифицированы по :
Существует много типов навигации мобильного робота :
Робот с дистанционным управлением полностью управляется водителем с помощью джойстик или другое устройство управления. Устройство может быть подключено непосредственно к роботу, может быть беспроводным джойстиком или может быть аксессуаром к беспроводному компьютеру или другому контроллеру. Робот с дистанционным управлением обычно используется, чтобы уберечь оператора от опасности. Примеры удаленных роботов с ручным управлением включают ANATROLLER ARI-100 и ARI-50 от Robotics Design, Talon Foster-Miller, PackBot iRobot и Roosterbot MK-705 KumoTek.
Охраняемый телеоперационный робот способен обнаруживать препятствия и избегать их, но в остальном он будет перемещаться как управляемый, как робот в ручном телеоперативном режиме. Мало кто из мобильных роботов предлагает только охраняемую телефонную связь. (См. Раздел «Автономность скольжения» ниже.)
Некоторые из первых автоматизированных управляемых транспортных средств (AGV) были мобильными роботами, следовавшими за линией. Они могут следовать визуальной линии, нарисованной или встроенной в пол или потолок, или по электрическому проводу в полу. Большинство этих роботов использовали простой алгоритм «держать линию в центре датчика». Они не могли объезжать препятствия; они просто останавливались и ждали, когда что-то преградит им путь. Многие примеры таких автомобилей все еще продаются FMC, Egemin, HK Systems и многими другими компаниями. Эти типы роботов по-прежнему широко популярны в известных робототехнических сообществах как первый шаг к изучению укромных уголков робототехники.
Автономные роботы со случайным движением в основном отскакивают от стен, независимо от того, воспринимаются ли эти стены.
Разработчики роботов используют готовые автономные базы и программное обеспечение для быстрого проектирования приложений для роботов. Ракушки в форме людей или героев мультфильмов могут закрывать основание, чтобы замаскировать его. Предоставлено MobileRobots Inc Робот с автономным управлением знает, по крайней мере, некоторую информацию о том, где он находится и как достигать различных целей и / или путевых точек на своем пути. «Локализация » или знание своего текущего местоположения вычисляется одним или несколькими способами с использованием датчиков, таких как энкодеры двигателя, зрение, стереопсис, лазеры и глобальные системы позиционирования. Системы позиционирования часто используют триангуляцию, относительное положение и / или локализацию Монте-Карло / Маркова для определения местоположения и ориентации платформы, от которой она может спланировать путь к следующей путевой точке или цель. Он может собирать показания датчиков с отметками времени и местоположения. Такие роботы часто являются частью беспроводной корпоративной сети, взаимодействующей с другими системами контроля и управления в здании. Например, охранный робот PatrolBot реагирует на сигналы тревоги, управляет лифтами и уведомляет командный центр о возникновении инцидента. Другие автономно управляемые роботы включают в себя роботов-доставщиков SpeciMinder и TUG для больниц.
Более способные роботы объединяют несколько уровней навигации в системе, называемой скользящей автономией. Большинство автономно управляемых роботов, 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 автономность скольжения, от ручного до защищенного и автономного режимов.
| Дата | События |
|---|---|
| 1939–1945 | Во время Второй мировой войны первые мобильные роботы появились в результате технических прогресс в ряде относительно новых областей исследований, таких как информатика и кибернетика. В основном это были летающие бомбы. Примерами являются умные бомбы, которые взрываются только в определенном диапазоне от цели, использование систем наведения и радиолокационного контроля. Ракеты V1 и V2 имели примитивный «автопилот» и системы автоматического подрыва. Они были предшественниками современных крылатых ракет. |
| 1948–1949 | W. Грей Уолтер строит Элмера и Элси, двух автономных роботов, названных Machina Speculatrix, потому что эти роботы любили исследовать окружающую их среду. У Элмера и Элси был датчик освещенности. Если они находили источник света, они двигались к нему, избегая или перемещая препятствия на своем пути. Эти роботы продемонстрировали, что сложное поведение может возникнуть из простой конструкции. У Элмера и Элси было всего два эквивалента нервных клеток. |
| 1961–1963 | Университет Джона Хопкинса разрабатывает «Зверь ». Зверь передвигался с помощью сонара. Когда его батареи разряжались, он находил розетку и подключался к ней. |
| 1969 | Mowbot был самым первым роботом, который автоматически косил газон. |
| 1970 | Последователем линии Stanford Cart был мобильный робот, который мог следовать по белой линии, используя для обзора камеру камеру. Расчеты производились по радио, соединенному с большим мэйнфреймом.. Примерно в то же время (1966–1972) Стэнфордский научно-исследовательский институт строит и проводит исследования по роботу Shakey, робот назван в честь его резких движений. У Шейки был фотоаппарат, дальномер и радиосвязь. Шейки был первым роботом, который мог рассуждать о своих действиях. Это означает, что Шейки можно давать очень общие команды, и что робот будет определять необходимые шаги для выполнения данной задачи.. Советский Союз исследует поверхность Луна с Луноходом 1, луноходом. |
| 1976 | В своей программе Viking NASA отправляет два беспилотных космических корабля на Марс. |
| 1980 | . растет число людей, пользующихся роботами, в результате чего их можно купить для домашнего использования. Эти роботы служили в развлекательных или образовательных целях. Примеры включают RB5X, который существует до сих пор, и серию HERO.. Стэнфордская тележка теперь может перемещаться по полосам препятствий и составлять карты своего окружения. |
| Начало 1980-х | Команда Эрнста Дикманна из Университета Бундесвера Мюнхена строит первые автомобили-роботы, разгоняющиеся до 55 миль в час по пустым улицам. |
| 1983 | Стево Божиновски и Михаил Сестаков управляют мобильным роботом путем параллельного программирования, используя систему многозадачности компьютера IBM Series / 1. |
| 1986 | Стево Божиновски и Георгий Груевски контролируют колесный робот, использующий речевые команды. |
| 1987 | Исследовательская лаборатория Хьюза демонстрирует первую карту пересеченной местности и автономную работу роботизированного транспортного средства на основе датчиков. |
| 1988 | Стево Бозиновски, Михаил Сестаков и Лиляна Божиновская управляют мобильным роботом с помощью сигналов ЭЭГ. |
| 1989 | Стево Божиновски и его команда управляют мобильным роботом с помощью сигналов EOG. |
| 1989 | Марк Тилден изобретает BEAM robotics. |
| 1990-е годы | Джозеф Энгельбергер, отец промышленного робота-манипулятора, вместе с коллегами разрабатывает первые коммерчески доступные автономные мобильные больничные роботы, продаваемые Helpmate. Министерство обороны США финансирует проект MDARS-I, основанный на внутреннем охранном роботе Cybermotion. |
| 1991 | , Андре Гиньяр и Франческо Мондада разработали Khepera, автономного небольшого мобильного робота, предназначенного для исследовательской деятельности. Проект поддержан лабораторией LAMI-EPFL. |
| 1993–1994 | и были разработаны Университетом Карнеги-Меллона. Оба были шагающими роботами, использовавшимися для исследования живых вулканов. |
| 1994 | С гостями на борту, парные роботизированные машины VaMP и VITA-2 Daimler-Benz и Эрнст Дикманнс из UniBwM проезжает более тысячи километров по трехполосному шоссе в Париже в условиях стандартного интенсивного движения со скоростью до 130 км / ч. Они демонстрируют автономное вождение по свободным полосам, движение колонны и смену полосы движения вправо и влево с автономным проездом других автомобилей. |
| 1995 | Полуавтономный ALVINN вел машину от берега к берегу под управлением компьютера на протяжении всех, кроме примерно 50 из 2850 миль. Однако дроссель и тормоза контролировались человеком-водителем. |
| 1995 | В том же году одна из роботизированных машин Эрнста Дикманна (с роботизированной дроссельной заслонкой и тормозами) проехала более 1000 миль из Мюнхен в Копенгаген и обратно, в пробках, со скоростью до 120 миль в час, время от времени выполняя маневры, чтобы обгонять другие автомобили (только в некоторых критических ситуациях взялся за дело водитель безопасности). Активное зрение использовалось для работы с быстро меняющимися уличными сценами. |
| 1995 | Программируемый мобильный робот Pioneer становится коммерчески доступным по доступной цене, что позволяет в течение следующего десятилетия повсеместно расширить исследования в области робототехники и учебу в университетах, поскольку мобильная робототехника становится стандартной частью университетской программы. |
| 1996 | Cyberclean Systems [4] разрабатывает первого полностью автономного робота-пылесоса, который самостоятельно заряжается, управляет лифтами и пылесосит коридоры без вмешательства человека. |
| 1996–1997 | НАСА отправляет Mars Pathfinder со своим марсоходом Sojourner на Марс. Марсоход исследует поверхность по команде с земли. Sojourner был оснащен системой предотвращения опасности. Это позволило Соджорнеру самостоятельно найти свой путь через неизвестную марсианскую местность. |
| 1999 | Sony представляет Aibo, роботизированную собаку, способную видеть, ходить и взаимодействовать с окружающей средой. Представлен дистанционно управляемый военный мобильный робот PackBot. |
| 2001 | Старт проекта Swarm-bots. Роевые боты напоминают колонии насекомых. Обычно они состоят из большого количества отдельных простых роботов, которые могут взаимодействовать друг с другом и вместе выполнять сложные задачи. [5] |
| 2002 | Появляется Roomba, домашний автономный мобильный робот, который моет пол. |
| 2002 | Невена Божиновска, Георгий Йованчевски и Стево Божиновски осуществляли управление роботами через Интернет. Мобильный робот в США контролировался студентами в Европе. |
| 2003 | Axxon Robotics приобретает Intellibot, производителя линейки коммерческих роботов, которые моют, пылесосят и подметают полы в больницы, офисные здания и другие коммерческие здания. Роботы для ухода за полом от Intellibot Robotics LLC работают полностью автономно, отображая окружающую среду и используя набор датчиков для навигации и предотвращения препятствий. |
| 2004 | Робосапиен, игрушечный робот, разработанный Марком Тилденом, коммерчески доступен.. В «Проект Сентиботы » 100 автономных роботов работают вместе, чтобы составлять карту неизвестного окружения и искать объекты в нем.. В первом соревновании DARPA Grand Challenge полностью автономные транспортные средства соревнуются друг с другом на трассе в пустыне. |
| 2005 | Boston Dynamics создает четвероногого робота, предназначенного для перевозки тяжелых грузов по пересеченной местности, слишком сложной для транспортных средств. |
| 2006 | Sony прекращает производство Aibo, а HelpMate останавливает производство, но становится доступной недорогая PatrolBot настраиваемая автономная система сервисного робота поскольку мобильные роботы продолжают бороться за то, чтобы стать коммерчески жизнеспособными. Министерство обороны США отказывается от проекта MDARS-I, но финансирует MDARS-E, автономного полевого робота. Выпущен ТАЛОН-Меч, первый коммерчески доступный робот с гранатометом и другими встроенными вариантами вооружения. Asimo из Honda учится бегать и подниматься по лестнице. |
| 2007 | В DARPA Urban Grand Challenge шесть транспортных средств автономно проходят сложную трассу с участием пилотируемых транспортных средств и препятствий. Kiva Systems роботы быстро распространяются; эти автоматизированные стеллажи сортируются по популярности их содержимого. Буксир становится популярным средством в больницах для перемещения больших шкафов инвентаря с места на место, в то время как [6] с Motivity начинает переносить кровь и другие образцы пациентов с постов медсестер в различные лаборатории. Seekur, первый общедоступный невоенный служебный робот на открытом воздухе, тянет трехтонный автомобиль по парковке, автономно едет в помещении и начинает учиться ориентироваться на улице. Между тем, PatrolBot учится следовать за людьми и обнаруживать двери, которые открыты. |
| 2008 | Boston Dynamics выпустила видеоматериалы нового поколения BigDog, способные ходить по обледенелой местности и восстанавливаться. его равновесие при ударе сбоку. |
| 2010 | В рамках Международного конкурса наземных роботов группы автономных транспортных средств наносят на карту большую динамичную городскую среду, идентифицируют и отслеживают людей и избегают враждебных объектов. |
| 2016 | Это новый метод отслеживания пути с использованием RFID-меток. Доказано, что робот всегда достигает пункта назначения настолько близко, насколько это возможно, даже если измерения расстояния и углов неточны. Он также может выбирать правильный путь среди множества путей. |
| 2016 | Многофункциональный гибкий робот с дистанционным управлением (MARCbot) впервые используется полицией США для убийства снайпера, убившего 5 полицейских в Даллас, Техас, в котором поднимаются этические вопросы относительно использования полицией дронов и роботов в качестве смертоносных средств против преступника. Во время столетнего испытания роботов NASA по возвращению образцов марсоход Cataglyphis успешно продемонстрировал возможности автономной навигации, принятия решений и обнаружения, извлечения и возврата образцов. |
| 2017 | В рамках ARGOS Challenge Роботы разработаны для работы в экстремальных условиях на морских нефтегазовых установках. |
