ROBOTIKA

Zija Nuhiji

Kumanovë, 2013

HYRJE

Robotët janë agjentë fizikë që kryejnë veprime duke manipualuar në botën fizike apo praktike. Janë agjentë fizikë që kryejnë detyra fizike. Për t’i bërë këto janë të paisur me efektor(effectors) në këmbë, duar, nyje, rrota etj. Gjithashtu janë të paisur me sensorë që lejojnë ato të perceptojnë me mjedisin. Robotika e ditve të sotme është e paisur dhe me kamera dhe lazer, për të matur mjedisin e tyre. Robotët e sotëm apo shumica prej tyre i takojnë tri kategorive apo bie në tri kategori :

1. Manipulatorët(ose Arma e robotëve): Nocioni manipulator zakonisht përfshin një zinxhir të nyjeve të kontrollueshme, duke bërë të mundur që robotët, të vendosin ndikimin e tyre të vendosin ndikimin e tyre në ndonjë pozitë në ndonjë vend të punës. Manipulatorët janë larg nga lloji më i zakonshëm i robotëve industrial, më me rreth një million njësi të instaluara në gjithë botën.

2. Kategoria e dytë është, Robotët e lëvizshëm(The mobile robot): Robotët e lëvishëm lëvizin rreth mjedisit të tyre duke përdorur rrota,këmbë,ose mekanizma të ngjajshme.

Disa nga llojet të robotëtëve të lëvishëm: Unnamed Ground Vehicles(UGV/Automjetet pa pilot), UAV(Unnamed air vehicles/Mjetet ajrore pa pilot), AUV(Autonomus underwater vehicles/Automjetet autonom nënujor), apo The planetary Rover(Apo piratët planetar).

3. Lloji i tretë është, Robot I Kombinuar me Lëvizshmërinë: Shpesh here është quajtur edhe si manipulator MOBILE(apo I lëvisshëm).

Fusha e robotikes përfshin edhe paisje protezë(gjymturë artificial, veshët, sytë, për njerzit)mjedise intelegjente. Veprimi robotic është arritur nëpërmjet swarms of small corporation robot.

Robotët real(apo Robotët e vërtetë) – Duhet të përballen me mjedise që pjesërisht i dukshëm,dinamik dhe i vazhdueshëm. Shumica e robotëve në mjedise janë vijues dhe robotë shumë të mire.

SQARIMI I KONCEPTEVE KRYESORE TË KAPITULLIT

ROBOT HARDWARE( apo Pjesa Elektronike e Robotit)

Suksesi i robotëve të vërtetë varet të paktën sa më shumë në hartimin e sensorëve dhe efektorëve që janë më të përshtatshme për punë.

Sensorët ( Zbuluesit ) – Sensorët janë ndërfaqe perceptual në mes sensorëve pasiv dhe mjedisit. Sensorët pasiv të tilla si kamerat janë vëzhguesit e vërtetë të mjedisit: Tërheqin sinjale që janë gjeneruar, krijuar nga Active Sensors. Active Sensors – Ndryshe njihet si HIDROLOKATOR, dërgojnë energji në mjedis. Ata mbështeten në faktin se kjo energji është reflektuar përsëri në sensor. Sensorët aktiv kanë tendenë për të dhënë më shumë informacione më shumë informacione se sensorët pasiv, por në kurriz të rritjes së energjisë dhe me një rrezik të ndërhyrjes, kur sensorët të shumtë aktiv janë përdorur në të njenjtën kohë. Aktivë

apo Pasiv, sensorët ndahen në tri lloje varësisht nga ajo nëse ata ndjejnë mjedisin, vendndodhjen e robotit,ose konfigurimin e brendshëm: Range Finders, Sensorët e vendndodhjes(Location Sensors), dhe Sensorët Proprioceptive.

1. Range Finders : Janë sensorë që masin largësinë në objekte të afërta. Në ditët e para, ditët e robotikes, robotët janë të paisur me sensorë hidrolokator. Hidrolokator është teknlogji e zgjedhjes për automjete autonome nënujore.

Visioni Sterio (Vizioni Sterio) – mbështet në kamera e shumta për imazhin e mjedisit nga një këndvështrim pak më i ndryshëm, për të analizuar llogaritur gamëm e objekteve përreth. Sensorët të tjerë të përdoru me rreze lazer dhe me kamera 1-pixel që mund të drejtohet duke përdorur rregullimet komplekse të pasqyruara, këto sensorë quhen Scannig Lidars, ku kanë tendencë për të siguruar rreze më të gjata se koha e kamerave të fluturimit.

2. Sensorët e vendndodhjes(Location Sensors) : Shumica e sensorëve të vendndodhjes përdorin një zone si primare, si një komponentë kryesor për të përcaktuar vendndodhjen.

Në përjashtim, sistemi i pozicionimit global apo GPS(Global Positioning System) – Është zgjidhja më e zakonshme e zgjidhjes së problemit të lokalizimit. Aktualisht ka 31 satelitë në orbitë, duke transmetuar sinjale në frekuenca të shumëfishta. GPS Diferncial, përfshin një marrës tokësor diferencial, të dytë me lokalacion të njohur duke saktësinë, millimeter në kushte ideale. Fat të keq GPS nuk punon në ambiente të mbyllura dhe nënujore.

3. Sensorët Proprioceptive(Proprioceptive Sensors) : Të cilët informojnë robotët e lëvizjes,vet sensorët. Për të matur egzakt konfigurimin e përbashkët robotic, motored janë të paisura shpesh me SHAFT DECODER(Bosht Dekoder), që llogarisin revolucionin e motorëve në rritje të vogël dhe mund të japin informacione të saktë mbi cdo periudhë kohore.

Efektorët (EFFECTORS)

Janë mjete me të cilat robotët lëvizin dhe ndryshojnë formëm e organëve të tyre. Gjendja dinamike e një roboti përfshin gjashtë shkallë lirie(Deagree of Freedom), për cdo drejtim të pavarur në të cilat robotët, ose një nga efektorët të saj mund të lëvizë. Robotët e përbashkët kanë 1, 2 apo 3 shkallë lirie secili. Gjashtë shkallët e lirisë(degress of freedom), janë të nevojshme për të vendosur një objekt, të tillë si më dorë, në një pike të caktuar, në orentim të caktuar. Manipulatorët që kanë shkallë shtesë të lirisë janë më lehtë për t’i kontrolluar se robotët me vetëm një numër minimal të DOF’s. Prandaj shumë manipulator kanë shtatë DOF’s dhe jo gjashtë.

ROBOTIC PERCEPTION

Perceptimi është proce me të cilin robotët me anë të sensorëve bëjnë matjen ose reprezantojnë mjedisin e brendshëm. Perceptimi është i vështirë, sepse sensorët

janë të zhurshëm dhe mjedisi është pjesërisht i dukshëm, i paparashikueshëm dhe shpesh dinamikë.

Makina e të mësuarit tek perceptimi i robotëve

Makina e të lexuarit luan një rol të rëndësishëm në perceptimin e robotëve. Makina e të më mësuarit bënë të mundur që t’i mësojë sensorët dhe lëvizjet e modelit nga të dhënat. Teknika tjetër i mundëson robotët të përshtaten me ndryshimet në matjet e sensorëve.

Lokalizimi

Është problemi i gjetjes së gjërave ku janë të përfshirë vetë-robotët.

PLANIFIKIMI PËR LËVIZJE, VEPRIM (PLANING TO MOVE)

Të gjithë diskutimet e fundit janë bërë se si si t’I bëjmë efektorët të lëvizin. Problemi për kyc është për t’i ofruar robotëve ose efektorëve të saj një objekt të caktuar. Shembull: Një robot që shtyn një kuti në një tryeze të lartë. Problemi i planifikimit gjen rrugë nga një konfiguracion në tjetrin në hapsiren e konfigurimit (Configuration Space).

Configuration Space

Hapsira konfigurative kërkon algoritme të përfshira në dekompozimin të qelive të cilat dekompozojnë hapsiren e të gjitha konfiguracioneve, të përcaktuara në shumë qeliza, dhe teknikat e skeletonazition.

PLANIFIKIMI PËR LËVIZJET E PASIGURTA

Planifikimi për lëvizjet e pasigurta, në Robotikë, lind nga observabilty e pjesshme e mjedisit dhe nga stochastic efektet e veprimeve të robotëve. Gabimet mund të lindin nga përdorimi i algoritmeve, të tilla filtrimi i grimcave, i cili nuk parashikon roboti me një besim të saktë edhe nëse natyra rastësore e mjedisit është modeluar në mënyrë të përkryer. Fusha e robotikës ka miratuar një sër teknikash për akomodimin në pasiguri.

MOVING (LËVIZSHMËRIA)

Robotët e thjeshtë mund të ndjekin cdo rrugë që planifikon algoritëm. Në reale robotët kanë inercisë(inertia) dhe nuk mund të ekzekutojë rrugë arbitrare. Përvec në shpejtësi të ngadaltë në mënyrë arbitrare.

ROBOTIKA E ARKITEKTURES SOFTWERIKE

Në metadologjinë për strukturimin e algoritmeve, është quajtur Arkitektura Softwerike. Arkitektura përfshin gjuhën dhe mjetet për programet e shkrimit dhe një filozofi të përgjithshme për mënyren se si programet mund të sillen së bashku. Robotika e arkitektures softwerike e ditëve modern duhet kombinuar kontrollin reactive dhe modelin e bazuar në planifikimin diskursiv. Arkitektura që kombinon teknikat reaktive dhe ato të paramenduara apo të qëllishme ndryshe quhen edhe si Arkitektura Hibride.

PËRMBLEDHJE (SUMMARY)

Robotika në vete përfshin agjentë intelegjent, që manipulojnë me botën reale. Robotët janë të paisur me sensor të cilët perceptojnë mjedisin dhe me efektor të cilët mund të deklarojnë forcën e tyre fizike. Shumica e robotë janë manipulatorose t’i drgojë deri në vend të caktuar. Perceptimi robotic ka të bëjë me llogaritë vendimeve përkatëse nga sasitë e të dhënave të sensorit. Për të bërë këtë n’a nevojitet një metodë për t’i freksuar këtë paraqitje.

Shembuj e shpeshta e problemeve e forta perceptual përfshijnë lokalizimin, planifikimin dhe për indifikimin e objekteve. Algoritme filtruese probalistike, të tillë si Kalman, filtrat dhe filtruesit e grimcave janë të dobishme për perceptimin robotic.

Planifikimi I robotëve lëvizës zakonisht bëhet në hapsiren konfigurative. Ku secila pike paraqet lokalicionin dhe orentimin e robotit dhe këndeve bashkuese.

Teknikat potenciale të fushave, navigojnë robotët permes funksioneve potenciale të definuara përtej distancave, të pengesave dhe qëllimi i vendndodhjes. Ndonjëher është më lehtë për të specifikuar një kontroll roboti direct, se sa për të marrë një rrugë nga një model i qartë ose saktë në mjedis.

Kontrolli i atillë shpesh mund të shkruhet si disa makineri në formë të fundme.