Robot: Porovnání verzí

Robot je samostatně pracující stroj, vykonávající určené úkoly. Slovo robota bylo známo již v 17. století, ve významu otrocká práce podaných. Mírně pozměněné jej poprvé ve významu stroj použil český spisovatel Karel Čapek v divadelní hře R.U.R. Slovo mu poradil jeho bratr Josef Čapek, když se ho Karel ptal, jak umělou bytost pojmenovat. Původně zamýšlený labor zněl autorovi příliš papírově.

Pro některé druhy robotů se používá přesnější označení:

• Manipulátor – stroj nemající vlastní inteligenci. Je dálkově řízen.
• Kuchyňský robot – kombinace mixéru, hnětače, a dalších kuchyňských strojů, obvykle provedený jako motorová jednotka s nástavci
• Droid – jakýkoliv inteligentní a samočinný robot.
• Android – robot podobný člověku – obvykle se očekává biologické složení. Roboti v R.U.R. byli podle tohoto dělení androidi.
• Humanoid – robot podobný člověku principiální stavbou těla a zejména způsobem pohybu.
• Kyborg (kybernetický organismus) – živá bytost obohacená o mechanické či elektronické součástky. V extrémním případě může z původní bytosti zůstat pouze mozek.

Termín robot se používá též pro počítačové programy, který za svého majitele provádí opakované činnosti (viz robot (počítačový program)).

V češtině bylo původně slovo robot výhradně neživotné (podle vzoru hrad; množné číslo roboty). Pro inteligentní roboty (podobné člověku) se (obvykle ve vědeckofantastické literatuře) dnes běžně používá životné skloňování podle vzoru pán (množné číslo roboti). Neživotné skloňování se stále používá pro průmyslové a jiné člověku nepodobné roboty (též jako tzv. kuchyňský robot).

Dělení robotů

Podle jejich schopnosti pohybovat se na:

• stacionární – nemohou se pohybovat z místa na místo (například průmyslové manipulátory)
• mobilní – mohou se přemisťovat

Stacionární roboty

• Průmyslové manipulátory jsou dnes hojně využívány v mnoha odvětvích. V dnešní době je lze aplikovat do většiny výrobních procesů. Pro pohyb svého těla využívají vetšinou 6 os ale i více. 7 osa může být např. použita pro pohyb po koleji kdy robot popojíždí vedle výrobku, synchronizován s dopravníkem a po vykonání úlohy se vrací zpět nebo pro sevření kleští při bodovém sváření.

Podle využití ve výrobě:

• • bodové sváření /spot welding/ - svařování keroserie automobilu
  • ARC welding /ARC welding/ - souvislé sváření
  • montáž /assembly/ - instalace a komletace
  • aplikace /application/ - nanášení lepidel,těsniv,tlumiv
  • lakování /painting/ - stříkání tekutých a práškových barev, laků
  • manipulace /handling/ - překládání,nakládání a vykládání pro dopravníky nebo např. : pro simulace pohybu modelu v aerodynamickém tunelu.
  • paletizace /palletizing/ - skládání nebo vykládání výrobků na paletách
  • kontrola /checking/ - měření pomocí kamer, laseru a čidel

Podle způsobu programování:

• přímé programování
  • vedením robotova ramena
  • zadáváním povelů z ovládacího panelu
• nepřímé programování (off-line) – zadáváme prostorové křivky (získané z výkresů)
• přímé plánování (on-line) – obdobně jako předchozí, ale robot se přizpůsobuje měnícím se vnějším podmínkám (pomocí čidel)

Zadávání pozice ramena může principielně probíhat 2 způsoby:

• spojitá trasa (continuos path) – zadání přesné pozice ramena ve všech okamžicích činností robotu (vedení ramena, nepřímé programování, přímé plánování)
• bod po bodu (point-to-point) – zadání konkrétních pozic, v nichž se rameno musí v konkrétních časech činnosti nacházet (zadávání z ovládacího panelu)

Mobilní roboti

• autonomní – na základě instrukcí samostatně vykoná nějakou úlohu, často využívá prvků umělé inteligence
• dálkově ovládané – pracuje podle průběžných pokynů operátora, který získává zpětnou vazbu například pomocí virtuální reality

Podvozky mobilních robotů

• diferenciální podvozek – dvě hnaná kola, rovnováha udržována opěrnými body, nebo pasivním kolem (koly)
• synchronní podvozek – často 3 kola, každé se 2 stupni volnosti (může se otáčet i natáčet)
• trojkolový podvozek s řízeným předním kolem – 2 hnaná kola a jedno motoricky natáčené
• Ackermanův podvozek – 4 kola, 2 hnaná a 2 natáčená kola (každé mírně jinak, protože každé při zatáčení opisuje jinou dráhu); tyto podvozky mají běžné automobily
• trojúhelníkový podvozek s třemi nezávisle poháněnými koly, jejichž osy procházejí těžištěm a jejichž povrch (složený obvykle z malých koleček) umožňuje volný skluz ve směru osy
• podvozky se všesměrovými koly
• pásové podvozky
• kráčející podvozky

Nejen pro pohon se mobilní robotice využívají různé druhy elektromotorů. Patří mezi ně:

• stejnosměrný motor (DC motor) – nejjednodušší použití
  • komutátorové
  • bezkomutátorové
  • krokové – umožňuje přesné natáčení s definovaným rozlišením
• střídavý motor (AC motor) – oproti DC motorům mají menší rozměry při dosažení stejného výkonu
  • synchronní
  • asynchronní
• servomotor – integrovaná převodovka a inkrementální enkodér

Zdrojem energie pro mobilního robota bývá nejčastěji baterie (primární zdroj, nelze jej nabít a znovu použít) nebo akumulátor (sekundární zdroj, lze jej nabít a opětovně využít).

Způsoby navigace mobilních robotů

• Dead reckoning – matematická procedura pro určování současné pozice vozidla pomocí postupného přičítání díky známému kurzu a rychlosti v průběhu času (nejjednodušší implementací této metody je odometrie)
• Sledování vodicí čáry (guidepath following) – robot opticky či pomocí magnetometrů (či Hallových sond) sleduje vodicí čáry; pro svou spolehlivost je to v průmyslu nejpoužívanější metoda
• Inerciální navigace – využívá gyroskopů a akcelerometrů pro měření zrychlení a následně tak určuje výslednou pozici
  • inerciální snímače otočení
    • primárně snímající úhlovou rychlost
    • primárně snímající úhlovou polohu
  • mechanické gyroskopy
    • snímající jeden stupeň volnosti (single-degree-of-freedom gyroscopes, SDFG)
    • snímající dva stupně volnosti (two axis, free gyros – dvouosé, volné gyroskopy, 2DFG)
  • optické gyroskopy – využívají Sagnacův efekt (rozdílná doba letu 2 paprsků světla v důsledku pohybujícího se senzoru)
  • akcelerometry – využívají setrvačnosti hmoty
• GPS
• navigace pomocí taktilních (dotykových) a proximitních (bezdotykových) senzorů

Pro získání informací o okolí využívají roboti různé senzory.

Reference

• Šolc F., Žalud L.: Robotika. VUT Brno 2002

Související články

Obrázky, zvuky či videa k tématu robot na Wikimedia Commons CHYBA: {{Wikislovník}} — Nespecifikovaný typ odkazu. Použijte některý z parametrů „heslo“, „kategorie“, „příloha“.

• Zákony robotiky vytvořené Isaacem Asimovem
• Robot Emil - první televizní robot v bývalém Československu
• kuchyňský robot - domácí elektrospotřebič, pomocník v kuchyni

Externí odkazy

• výchozí stránka milovníků robotů
• Katedra kybernetiky, Fakulta elektrotechnická na ČVUT v Praze
• katedra robotiky na VŠB-TU Ostrava
• o původu slova robot

Šablona:Link FA