Robotik nedir ?

robotik-nedir

ROBOTİK NEDİR ;

WHAT İS ROBOTİCS ;

Robotik nedir , Robotik robotlarla uğraşan bir teknoloji koludur. Robotlar genellikle bir dizi eylemi bağımsız olarak veya yarı otonom olarak gerçekleştirebilen programlanabilir makinelerdir.

Aynı Zamanda Robotik, robotların tasarımını, tasarımını, üretimini ve işleyişini içeren bir mühendislik dalıdır . Bu alan elektronik, bilgisayar bilimi, yapay zeka , mekatronik, nanoteknoloji ve biyomühendislik ile örtüşmektedir . Otomasyon sektöründe önemli bir yere sahip olmuştur.

ROBOTİK İÇERİĞİNDE ;

Benim düşünceme göre, bir robot oluşturan üç önemli faktör vardır:

  1. Robotlar, sensörler ve aktüatörler aracılığıyla fiziksel dünya ile etkileşime girer.
  2. Robotlar programlanabilir.
  3. Robotlar genellikle otonom veya yarı otonomdur.

Bazı robotlar olmadığından robotların “genellikle” özerk olduklarını söylüyorum. Telerobotlar, örneğin, bir insan operatörü tarafından tamamen kontrol edilir, ancak telerobotik robotların bir dalı olarak hala sınıflandırılır. Bu, robotik tanımının çok net olmadığı bir örnektir.

Uzmanların bir robotu neyin oluşturduğunu tam olarak kabul etmesi şaşırtıcı bir şekilde zordur. Bazı insanlar bir robotun “düşünebilme” ve karar verebilmeleri gerektiğini söylüyor. Ancak, standart bir “robot düşünce” tanımı yoktur. Bir robotun “düşünmesi” için gerekli olması, onun bir miktar yapay zekaya sahip olduğunu gösterir.

Ancak bir robotu tanımlamayı seçerseniz, robotik fiziksel robotları tasarlamayı, inşa etmeyi ve programlamayı içerir. Sadece küçük bir kısmı yapay zeka içerir.



Robot Sistemleri

Robotlar, bir bütün olarak birlikte çalışan çeşitli sistemlerden oluşur. Robotun yaptığı işin türü, hangi sistem elemanlarının ihtiyaç duyduğunu belirler. Robot sistemlerinin genel kategorileri:

  • Kontrolör
  • Vücut
  • Hareketlilik
  • Güç
  • Sensörler
  • Araçlar

Kontrolör
Kontrolör robotun beynidir ve robotun hareketlerini kontrol eder. Genellikle robot ve çalışma ortamı hakkında bilgi depolamak ve robotu çalıştıran programları saklamak ve yürütmek için kullanılan bir tür bilgisayardır. Kontrol sistemi, robotun gerçekleştirmesini sağlayan programlar, veri algoritmaları, mantık analizi ve çeşitli diğer işlem aktiviteleri içerir.

denetleyici
Robotik sistemler denetleyici

Yukarıdaki resim bir AARM Hareket kontrol sistemidir. AARM, Advanced Architecture Robot ve Machine Motion için duruyor ve endüstriyel makine hareket kontrolü için American Robot’un ticari ürünüdür. Endüstriyel kontrolörler, servo olmayan, noktadan noktaya servo veya sürekli yol servolarıdır. Servo olmayan bir robot genellikle parçaları bir alandan diğerine taşır ve buna “pick and place” robotu denir. Servo olmayan robot hareketi kontrolör tarafından başlatılır ve mekanik bir durdurma anahtarı ile durdurulur. Durdurma anahtarı, bir sonraki hareketi başlatan kontrol ünitesine bir sinyal gönderir. Noktadan noktaya bir servo kesin noktalara hareket eder, böylece sadece yoldaki duraklar programlanır. Bir robotun belirli bir yolda düzgün, sabit bir hareketle ilerlemesi gerektiğinde, sürekli bir yol servosu uygundur.

Daha sofistike robotlar daha gelişmiş kontrol sistemlerine sahiptir. Mars Sojourner gezgininin beyni, Flex kablolarla birbirine bağlanmış iki elektronik karttan yapıldı. Bir panele “CPU” kartı ve diğeri “Güç” kartı ve her biri güç üretimi, güç koşullandırması, güç dağıtımı ve kontrolü, analog ve dijital I / O kontrol ve işleme, hesaplama (yani CPU’dan sorumlu öğeler) olarak adlandırıldı. ) ve veri depolama (yani, hafıza). Sojourner için kontrol panoları aşağıda gösterilmiştir. Daha fazla bilgi için, JPL’de Rover Kontrol ve Navigasyon’u ziyaret edin .

Sojourner kontrol panosu resmi
Mobil robotlar uzaktan kumandayla veya bağımsız olarak çalışabilirler. Bir uzaktan kumanda robotu bir insan operatöründen talimatları alır. Uzaktan kumandalı bir uzaktan kumandada robot, operatöre uzak ortam hakkında bilgi aktarır ve operatör daha sonra alınan bilgilere dayanarak robot talimatlarını gönderir. Bu dizi derhal (gerçek zamanlı) veya bir zaman gecikmesiyle gerçekleşebilir. Özerk robotlar, çevrelerini anlamaları ve sahip oldukları bilgiye dayanarak bağımsız harekete geçmeleri için programlanmıştır. Bazı özerk robotlar geçmişteki karşılaşmalarından “öğrenebilirler”. Bu, bir durumu tanımlayabildikleri, başarılı / başarısız sonuçlar üreten ve başarıyı optimize etmek için davranışlarını değiştiren eylemleri işleyebilecekleri anlamına gelir. Bu aktivite robot kontrolünde gerçekleşir.




Vücut

Bir robotun gövdesi, gerçekleştirmesi gereken iş ile ilgilidir. Endüstriyel robotlar genellikle işe yaramaz bir kol şeklini alırlar çünkü iş, görevine göre hareketsiz kalmasını gerektirir. Uzay robotları, küreye, tekerlekleri veya bacakları olan bir platform veya işine bağlı olarak bir balon gibi birçok farklı vücut şekline sahiptir. Ücretsiz uçan rover, Sprint Aercam , mekiğe ya da bir astronotun içine çarpması durumunda hasarı en aza indirgeyen bir küredir. Bazı gezegen rotorları , karasal ortamları geçmek için tekerleklerle çalışan güneş platformlarına sahiptir. Aerobot cisimleri, veri toplayan diğer dünyaların atmosferi boyunca süzülecek balonlardır. Bir robot için hangi vücut tipinin doğru olduğunu değerlendirirken, bu formun işlevi izlediğini unutmayın.

aercam pic yolcu fotoğrafı aerobot pic


Robotlar nasıl taşınır ?

Hareketlilik

Her şey yapmaları gereken işe ve içinde bulundukları çevreye bağlı.

Suda : RoboTuna AUVGeleneksel insansız, dalgıç robotlar bilim ve endüstride dünya okyanuslarında kullanılmaktadır. Titanik keşfin resimleri yayınlandığında , muhtemelen Jason AUV’u iş başında gördünüz . Otomatik su altı araçları (AUV’ler) etrafta dolaşmak için seyahat yönünü kontrol etmek için pervaneler ve dümen kullanırlar. Bir araştırma alanı, RoboTuna gibi bir sualtı robotunun , bir balık gibi doğal dalgalı bir harekete sahip olduğunu iddiaedebilir. Balık gibi hareket eden robotların daha sessiz, daha manevra ve daha enerji verimli olacağı düşünülüyor.

Karada : Kara tabanlı rotlar bacaklar, paletler veya tekerlekler üzerinde hareket edebilir. Dante II , Robotikkratere inen volkan kraterlerine inen bir yürüyüş robotudur. Dante’nin sekiz bacağı vardır; İki çerçevenin her birinde dört ayak. Çerçeveler, çerçevelerin birbirine göre kaydığı bir ray ile ayrılır. Çoğu durumda Dante II, yere temas eden en az bir çerçeveye (dört ayak) sahiptir. Paletli bir robotun bir örneği Pioneer’dir .Molozu temizleyin, Chornobyl Nükleer Reaktör sahasında haritaları yapın ve örnekleri alın. Pioneer, küçük bir buldozer gibi iz sürüyor ve bu da molozların üzerinden geçip geçmeye uygun olmasını sağlıyor. Geniş palet izi, yükleri dağıtmak için iyi bir denge ve platform kapasitesi sunar.



Birçok robot tekerlekleri hareket için kullanır. Uzay araştırmaları için kullanılan ilk ABD fitil araçlarından biri, Apollo 15’te (30 Temmuz 1971) aya gitti ve astronotlar David R. Scott Lunar Roverve James B. Irwin tarafından yönetildi . İki başka Lunar Fitilleme Aracı (LRV) de Apollo 16 ve 17’de ayın başına gitti. Bu roverler batarya ile çalıştırıldı ve Mars Pathfinder gezicisi Sojourner gibi radyolar ve antenler vardı. Ancak Sojourner’dan farklı olarak, bu geziciler iki astronotu yerleştirmek ve bir kum tepesi arabası gibi sürmek için tasarlandı.

Sojourner Rover’ın jantlar ve süspansiyon o yaylar kullanmaz olması açısından benzersizdir bir rocker-boji sistemini kullanın. Aksine, eklemleri dönerek kayalık ve düzgün olmayan yüzeyleri geçmesine yardımcı olan zeminin konturuna uymaktadır. Altı tekerlekli araçlar, dört tekerlekli araçlarla çarpılanlardan üç kat daha büyük engellerin üstesinden gelebilir. Örneğin, Sojourner’ın bir tarafı devrilme olmaksızın bir kayaya tırmandığında 45 dereceye kadar dayanabilirdi. Tekerlekler 13 cm (5 inç) çapında ve alüminyumdan yapılmıştır. Tekerlekler üzerindeki paslanmaz çelik dişler ve kelepçeler çekiş sağlar ve her bir tekerlek diğerlerinden bağımsız olarak yukarı ve aşağı hareket edebilir.

Hava / Uzay : Hava kullanımı motorları ve iticilerinde dolaşan robotlar. Bir örnek Cassini , Satürn yolunda bir orbiter.Hareket ve konumlandırma, ya küçük iticileri ateşleyerek ya da bir ya da daha fazla üç “reaksiyon tekerleği” ni hızlandırmak ya da yavaşlatmak için bir kuvvet uygulayarak gerçekleştirilir. İticiler ve reaksiyon tekerlekleri, uzay aracını üç eksende yönlendirir ve bunlar büyük bir hassasiyetle korunur. Tahrik sistemi, uzay aracının hızını ve dolayısıyla rotasını değiştirmek için ana roket motoru tarafından kullanılan yaklaşık 3000 kilogram (6600 lbs) itici gaz taşır. Saniyede 2000 metreden (6560 ft / s) bir toplam hız değişimi mümkündür. Ek olarak, Cassini, Venüs’ün iki “yerçekimi asistanı” sinekleri, Dünya’nın her biri ve Jüpiter’in ve üç düzine Satürn’ün ay Titan’ı tarafından hareket ettirilecek. Bu gezegensel flybys, ana motor tarafından sağlanan tahrikin yirmi katını sağlayacaktır.



Derin Uzay 1 , kuyruklu yıldızları analiz etmek ve uzayda yeni teknolojiler göstermek için derin uzaya gönderilen geleceğin deneysel bir uzay aracıdır . Yeni teknolojilerinden biri, kimyasal tahrik özel darbesinin yaklaşık 10 katını sağlayan bir güneş enerjisi (iyon) tahrik motorudur. İyon motoru elektriksel bir yük ya da iyonize edici, xenon adı verilen bir gaz vererek çalışır. Ksenon, yaklaşık 30 km / saniyelik hıza elektriksel olarak hızlandırılır. Ksenon iyonları uzay aracından gelen egzoz kadar yüksek bir hızda yayıldığında, uzay aracını zıt yöne doğru iterler. İyon sevk sistemi bir enerji kaynağı gerektirir ve DS1 için enerji, güneş dizileri tarafından üretilen elektrik enerjisinden gelir.

      GÜÇ

Endüstriyel robotlar için güç, elektrik, pnömatik veya hidrolik olabilir. Elektrik motorları verimli, az bakım gerektirir ve çok gürültülü değildir. Pnömatik robotlar basınçlı hava kullanır ve çok çeşitli hidrolikboyutlarda gelir. Pnömatik bir robot, basınçlı hava sağlamak için elektrik, propan veya benzin gibi başka bir enerji kaynağı gerektirir. Hidrolik robotlar yağları basınç altında kullanır ve genellikle ağır işlerde çalışırlar. Bu güç tipi, diğer güç kaynaklarından daha gürültülü, büyük ve daha ağırdır. Hidrolik bir robot, sıvıları bileşenlerinden hareket ettirmek için başka bir enerji kaynağına da ihtiyaç duyar. Pnömatik ve hidrolik robotlar, bileşenleri bağlayan ve enerjiyi dağıtan boruların, rakorların ve hortumların bakımını gerektirir.
Mobil robotlar için iki önemli elektrik gücü kaynağı güneş pilleri ve pillerdir . Karbon-çinko, lityum-iyon, Lityum İyon Pil resmikurşun-asit, nikel-kadmiyum, nikel-hidrojen, gümüş çinko ve alkalin gibi çok sayıda pil çeşidi vardır . Akü gücü, akımın akünün aktığı saat cinsinden saat ile çarpılan amp (amp) cinsinden ölçülür. Örneğin, iki amper saatlik bir batarya, bir saat boyunca 2 amperlik akım sağlayabilir. Güneş pilleri güneş ışığından elektrik üretir. Bir güneş panelinde yeterince güneş hücresini birbirine bağlarsanız, bir robotu çalıştırmak için yeterli güç üretebilirsiniz. Güneş pilleri ayrıca pilleri yeniden şarj etmek için bir güç kaynağı olarak kullanılır.

RTG fotoğrafıDerin uzay sondaları alternatif güç kaynakları kullanmalıdır, çünkü Mars’ın dışında mevcut güneş dizileri mümkün olmayacak kadar büyük olmalıdır. Pillerin ömrü de bu mesafelerde aşılır. Derin uzay probları için güç, geleneksel olarak plütonyumun doğal akımını kullanarak doğru akım elektrik üretmek için kullanılan radyoizotop termoelektrik jeneratörleri veya RTG’ler tarafından üretilir. RTG’ler Cassini , Galileo ve Ulysses gibi 25 uzay görevinde kullanıldı .


SENSÖRLER

Sensörler, bir robotun algısal sistemi olup, temas, mesafe, ışık, ses, gerinim, rotasyon, manyetizma, koku, sıcaklık, eğim, basınç veya yükseklik gibi fiziksel büyüklükleri ölçer. Sensörler, anlamlı bilgi sağlamak için robotun bilgisayar beyninden işlenmesi gereken ham bilgileri veya sinyalleri sağlar. Robotlar, çevreleri hakkında bilgi sahibi olabilmeleri ve topladıkları bilgilere dayanarak davranışlarında değişiklikler yapabilmeleri için sensörlerle donatılmıştır.

Sensörler, bir robotun yeterli bir görüş alanına, çeşitli algılama ve güç ve boyut sınırları dahilinde gerçek veya neredeyse gerçek zamanlı olarak çalışırken nesneleri algılama yeteneğine sahip olmasına izin verebilir . Buna ek olarak, bir robot ses, hareket veya lokasyonu tespit etmek için akustik bir algılayıcıya, ısı kaynaklarının algılanması için kızılötesi sensörlere, temas sensörlerine, dokunma algılayıcılarına dokunmak için dokunma sensörlerine veya optik / vizyon sensörlerine sahip olabilir. Herhangi bir çevresel durum için, bir robot uygun bir sensörle donatılabilir. Bir robot kendini sensörlerle de izleyebilir.

göçebe resmiBüyük Sinyal robotu NOMAD , bir kamera, bir spektrometre ve bir metal detektörü gibi algılama araçları kullanır. Yüksek çözünürlüklü video kamera, Antarktika karının beyaz arka planına karşı karanlık nesneleri (kayalar, meteitler) tanımlayabilir. Renk ve gölgedeki varyasyonlar, robotun koyu gri kayalar ve gölgeler arasındaki farkı söylemesine izin verir. Nomad, nesnelerin uzaklığını ölçmek için bir lazer mesafe bulucu ve buluntuları varsa nesnelerin kompozisyonunu belirlemeye yardım eden bir metal detektörü kullanır.



Cassini gibi çok karmaşık robotlar , insan duyuları gibi çok çeşitli algılama ekipmanlarına sahiptir. İskeletin hafif ve sağlam olması, aşırı sıcaklıklara dayanması ve bu sıcaklıkları izlemesi gerekir. Cassini, yerini üç hemisperik rezonans jiroskopu veya kuvars kristali titreşimlerini ölçen HRG’leri kullanarak belirler. Cassini’nin gözleri, görünür aralıkta, elektromanyetik spektrumun yakın ultraviyole ve yakın kızılötesi aralıklarında fotoğraf çekebilen Görüntüleme Bilim Altsistemi (ISS). 

İş makineleri olarak robotlar iş görevlerini tanımladı ve görevlerini gerçekleştirmek için ihtiyaç duydukları tüm araçları kendi bünyelerinde taşıdılar. Birçok robot bir manipülatörün sonunda araçlarını taşır. Manipülatör, hareketli nesnelerin amacı için birbirine göre birleştirilmiş veya birleştirilmiş bir dizi segment içerir. Manipülatör, kol, el bileği ve son-efektör içerir. Bir uç efektör, bir görevi yerine getirmek için bir robot kolunun ucuna takılan bir alet veya kavrama mekanizmasıdır. Genellikle bir motor veya tahrikli bir mekanik cihazı kapsar. Bir uç efektör, bir sensör, bir kavrama aleti, bir boya tabancası, bir matkap, bir ark kaynağı aygıtı, vb. Olabilir. Bu siteyle ilişkili literatürü incelerken keşfedeceğiniz birçok robot aracı örneği vardır. Gitmek için, iki iyi örnek aşağıda listelenmiştir.

Araçlar robotun gerçekleştirmesi gereken göreve benzer. aerojel picStardust robot misyonunun amacı hem toplayıcı örnekleri hem de yıldızlararası tozu ele geçirmektir. İşin sırrı, yüksek hızdaki kuyruklu yıldız ve toz parçacıklarını fiziksel olarak değiştirmeden yakalamaktır. Bilim adamları gözenekli, süngerimsi yapıya sahip silikon esaslı bir aerojel olan aerojel geliştirdi. Parçacık aerojellere çarptığında, malzemenin içine gömülür ve kendi uzunluğu 200 katına kadar havuç şeklinde bir iz oluşturur. Bu onu yavaşlatır ve örneği nispeten kademeli bir duruşa getirir. Aerojel çoğunlukla saydam olduğu için – belirgin bir dumanlı mavi döküm ile – bilim adamları küçük parçacıkları bulmak için bu parçaları kullanacaklar.



Robonaut, son yirmi yıl içinde geliştirilen çığır açan sayısız robot elinden birine sahip. Bu el cihazları, bir robot manipülatörün nesneleri kavramasını ve değiştirmesini mümkün kılar.robonaut el picrobotik olarak uyumlu olacak şekilde tasarlanmamıştır. Birkaç kavrayıcı, uzay kullanımı için tasarlanmış ve hatta bazıları uzayda bile test edilmiş olsa da, Ekstra Araç Aktivitesinde (EVA) koşullara dürüst olmayan bir robotik el uçmamıştır. Robonaut Hand, EVA kullanımı ve uygun bir astronotun eline en yakın boyutu ve kapasitesi için geliştirilmekte olan ilk projelerden biridir. Robonaut Hand’in toplamda on dört serbestlik derecesi vardır. Motor ve sürücü elektroniği, iki serbestlik derecesi ve beş parmak, on iki serbestlik derecesine sahip bir ön koldan oluşur. Tabanda çapı dört inç olan ve yaklaşık olarak sekiz inç uzunluğunda olan ön kol, on dört motoru, 12 ayrı devre kartını ve elin tüm kablolarını barındırır.

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir