Wat is een robot?
Wat is een robot
In deze cursus spreken we over robots als apparaten die:
Hun omgeving kunnen waarnemen
Denken en waarnemen wat er rondom de robot gebeurt
Acties uitvoeren met behulp van actuatoren (motoren)
Er zijn veel manieren om een robot te definiëren, en dit is er slechts één van. Toch is het een goed idee om een definitie te hebben van wat een robot precies is. Laten we verschillende apparaten bekijken en proberen te beslissen of ze volgens onze definities robots zijn.
Voorbeelden
Radiogestuurd vliegtuig
Een radiografisch bestuurd vliegtuig wordt bestuurd door een persoon die een controller vasthoudt en de joysticks gebruikt om het vliegpad van het vliegtuig te besturen. Hiervoor is een piloot op afstand nodig.
Actoren:
propellermotor
drie motoren voor stuurvlakken
Sensoren: Geen
Samenvatting: Geen sensoren, geen denkvermogen, en het moet volledig bestuurd worden door een mens.
Geen robot.
Drone
Een quadrotor drone kan op afstand bestuurd worden of autonoom vliegen. De drone kan een geprogrammeerde koers vliegen, obstakels vermijden, terugkeren naar het landingspunt en automatisch landen.
Actoren:
4 propellermotoren
motor voor richten van camera
Sensoren:
GPS (Global Positioning System) ontvanger
gyroscopen en versnellingsmeters
richtingssensor
hoogtesensor
afstandsmeter
De drone neemt de omgeving waar op basis van zijn waargenomen locatie en omgeving, en vliegt zelfstandig van de ene plaats naar de andere.
Dit is een robot.
Stofzuiger
Een conventionele stofzuiger wordt door een operator rond het gebied geduwd om de vloer schoon te maken. Actoren: Motor om de ventilator te draaien die het vuil opzuigt.
Sensoren:
Toerentalsensor van de ventilator om een consistente prestatie te garanderen.
De motor heeft wel een sensor die ervoor zorgt dat de motor op een vooraf bepaalde snelheid blijft draaien, maar hij voelt de omgeving niet of heeft geen waarnemingsvermogen. De operator moet alle "intelligentie" leveren.
Geen robot.
Autonome stofzuiger
Een autonome stofzuiger kan - uit zichzelf - opstarten, één of meer kamers stofzuigen, terugkomen om zijn thuisbasis schoon te maken en dan doorgaan met stofzuigen, totdat de hele klus geklaard is. Hij brengt elke kamer in het huis in kaart voor een consistentere werking.
Actoren:
Aandrijfmotor voor de wielen om rond te rijden.
Motor voor de stofzuiger om schoon te maken.
Motor in de basis (niet afgebeeld) die het vuil uit de stofzuiger zuigt, zodat deze verder kan gaan met schoonmaken.
Sensoren:
Camera om de kamer in beeld te brengen.
Schakelaars op de bumper zodat hij kan omkeren nadat hij obstakels heeft geraakt.
Afstandsmeters aan de zijkant om de afstand tot muren te meten.
Sensor om tapijt vs. vloer te detecteren om de motorsnelheid te veranderen.
Een autonome stofzuiger is behoorlijk slim. Hij kan de plattegrond van een huis na een paar keer lopen leren kennen en efficiënt kamers schoonmaken. Hij kan obstakels vermijden, kamers schoonmaken, stoppen om op te laden en doorgaan waar hij gebleven was.
Dit is een robot.
Zelfrijdende auto
Een zelfrijdende auto kan conventioneel door een mens bestuurd worden of zelfstandig over straten en snelwegen rijden.
Actoren:
Wielen om te rijden.
Motoren om het draaien te regelen.
Actuators om de robot zelfstandig te laten remmen.
Sensoren:
8 camera's zowel buiten als in de auto om de omgeving en de oplettendheid van de bestuurder te bekijken.
Afstandsmeters rondom de auto om de afstand tot aangrenzende voertuigen te meten
GPS om de locatie van de auto te bepalen, en nog veel meer.
De auto is slim en vertegenwoordigt de allernieuwste robotica. Hij kan de omgeving waarnemen, begrijpen waar hij zich na verloop van tijd zal bevinden en naar zijn bestemming rijden terwijl hij veilig obstakels ontwijkt.
Dit is een robot.
Wat zijn de onderdelen van robotica?
Robotica-engineering wordt meestal gezien als een combinatie van drie disciplines. Dit zijn:
Werktuigbouwkunde - het ontwerpen en analyseren van mechanismen en andere mechanische systemen.
Elektrotechniek - het ontwerp van elektronische circuits, met name alle sensoren.
Informatica - de ontwikkeling van geavanceerde software (computerprogramma's) om alle sensorgegevens te interpreteren, te begrijpen en de actuatoren aan te sturen.
Robotica kan worden gezien als de synergie van deze drie gebieden. Het ontwerpen van robots vereist een "systeem"-benadering van het ontwerp. Als men kennis heeft van alle drie de onderwerpen, kan men complexere en capabelere systemen ontwikkelen dan iemand met slechts een eenzijdige achtergrond.
Robotica is een kruk met 3 poten. Zonder een van deze onderwerpen valt hij om.
