Robotik: 3 důležité faktory s tím související

Předmět diskuse: Kdo je roboticista a jak ním můžete být?

• Definice Robotik
• Jak se můžete stát robotikem?
• 5 hlavních oblastí, na kterých robotici pracují
• Nejnovější technologie v robotice

Definice Robotik

Etymologii pojmu robotik lze odvodit z jedné z jeho nejranějších citací v časopise Issac Asimov Důkaz v roce 1946. Slovo robotik označuje vědce nebo inženýra, který buď studuje roboty nebo s nimi pracuje směrem k jejich aplikacím v různých oblastech vědy a techniky. Jinými slovy, robotik je každá osoba, která konceptualizuje, plánuje, vytváří a programuje roboty pro více experimentů.

Jak se můžete stát robotikem?

V dnešní době se běžně slyší, že oblast robotiky je na pokraji výbuchu. Vývoj v této oblasti je v posledních letech pozoruhodný. Mailing listy pro robotiku jsou stále zaneprázdněnější, Ph.D. všude se objevují kandidáti v robotice, proudí peníze na pokročilý výzkum a východy jsou stále populárnější. Přesto není snadné najít dobré robotiky tam venku, s ohledem na to všechno.

Aby člověk mohl stát v jakémkoli oboru, musí mít specifické podpůrné dovednosti, přičemž musí být praktický i vyšetřovací. Totéž platí pro člověka, který může být skutečně specializovaným nebo zobecněným robotikem. Některé specifické pracovní dovednosti jsou pro robotické inženýry nezbytné a jsou často vyhledávány manažery, kteří je zaměstnávají. Níže je popsána skupina 10 nezbytných robotických dovedností:

Systémové myšlení

Mnoho lidí s diplomem v robotice se ukázalo být projektovými manažery nebo vývojáři se systémy. Dává to velký smysl, protože roboti jsou velmi dynamická zařízení a jejich řešení v různých oborech zahrnuje odborné znalosti. Fyzika, výpočetní technika, elektrika, programování, snímání a psychologie a poznávání jsou pole, která vyžadují práci s jemností.

Silný robotik dokáže pochopit, jak všechny tyto četné přístroje fungují společně, a je obeznámen s filozofií, která za nimi stojí. Díky tomu jsou efektivní administrátoři projektů a vývojáři struktur. Robotik musí také dobře znát všechny četné specializace, a proto je hodnocení systémů nezbytným klíčem.

Programovací myšlení

Další nezbytnou schopností robotiky je programování. Nezáleží na tom, zda se někdo zajímá o nízkoúrovňové řídicí systémy, jako je použití MATLABu k navrhování ovládacích prvků, nebo počítačový vědec, který chce vytvořit kognitivní systémy na vysoké úrovni. V kterémkoli bodě programovací abstrakce mohou být zapojeni robotičtí inženýři.

Kritickým rozdílem mezi robotikou a jinými programovacími disciplínami je, že hardware, obvody a fyzický svět interferují s robotickým programováním. Pokud a kdy je to potřeba, mělo by jim být příjemné učit se každý nový jazyk.

Aktivní učení

Robotika je téma plné překvapení. Před zahájením projektu je nemožné mít každý zákoutí tohoto pole. Proto to vede k procesně orientovanému intelektuálnímu růstu, kdykoli člověk pracuje na robotice. Čtení s porozuměním a aktivní pochopení nových konceptů je tedy nezbytné, pokud si člověk přeje stát se odborným robotikem.

Silný základ v matematice

Bez dobrého pochopení alespoň algebry, počtu a geometrie bude v robotice pravděpodobně těžké uspět. Důvodem je to, že robotika se spoléhá na pochopení a manipulaci s abstraktními pojmy na základní úrovni, přičemž tyto pojmy často představují jako funkce nebo rovnice. 

Dobré znalosti geometrie jsou nezbytné pro znalosti předmětů, jako je kinematika a technický výkres.

Zkušený v aplikovaných vědách

Skutečný svět nikdy není tak přesný jako matematika. Robotik se musí rozhodnout, kdy je výsledek výpočtu dostatečně hodný, aby mohl pokračovat dále. Proto musí získat zkušenosti s tím, jak aplikovat teoretické vědy na své potřeby.

Schopnosti rozhodování

Robotika je plná možností a jedna správná odpověď je zřídka k dispozici. Jako robotik budete mít díky své širší znalostní základně lepší pozici k zvážení těchto témat než inženýři z více technického prostředí. Být úspěšným robotikem zahrnuje neustálé technické rozhodování, protože člověk je často obklopen otázkami typu - Jaký systém používáte? Chcete-li programovat svého robota? Kolik stupňů volnosti má váš robot dát? Jaké senzory musíte použít?

Chcete-li co nejlépe využít svou roli, je nezbytný úsudek a rozhodování. Schopnosti analytického myšlení vám umožní vyhodnotit problém z různých úhlů a dovednosti logického myšlení vám pomohou pomocí logiky a analýzy vyvážit silné a nevýhody každého řešení.

Komunikační dovednosti

Vaše všeobecné zkušenosti jako robotika by vás někdy přiměly objasnit nápady neodborníkům. Například můžete popsat problém programování na vysoké úrovni pro strojního inženýra nebo počítačového vědce jako problém strukturální dynamiky. Dobří robotici jsou kontaktním médiem pro různé disciplíny. Komunikační schopnosti jsou tedy zásadní. Je nutné umět efektivně využívat své schopnosti řeči a psaní. Je to také významná výhoda, pokud máte dobré učitelské dovednosti.

Inženýrský design

Být odborníkem v konstrukčním designu zahrnuje navrhování zařízení, která fungují, což je zásadní při vývoji robotického zařízení. Spočívá také v schopnosti vyřešit vše, co nefunguje správně, a objevit potenciální alternativy, které zahrnují dovednosti údržby. Pro robotika jsou to také základní talenty.

V robotice se používá široká škála inovací, takže dovednosti v oblasti technologického designu zajišťují, že můžete rychle izolovat kořen výzev a navrhovat praktická řešení. Skvělí robotici mají téměř pozoruhodnou kapacitu „nechat to fungovat“.

Postoj k řešení problémů

U robotiků nepochybně platí, že „Pokud máte rádi věci, které mají být snadné, budete mít potíže. Pokud máte rádi problémy, uspějete “. Mnoho robotiky je o používání schopností komplexního řešení problémů, jak jsme se poučili z předchozích dovedností. Roboty si zamilujete, pokud vás baví řešit problémy! 

Řešení problémů zahrnuje:

• Předvídání problémů.
• Řešení problémů dříve, než vůbec vzniknou.
• Řešení problémů, pokud se objeví.

Perzistence

A konečně, trpělivost je důležitá schopnost, vzhledem k dynamické povaze robotiky. Mohlo by to být vytrvalost při hledání řešení zvláště náročného problému nebo odvětví ve snaze vysvětlit ostatním složitý předmět. Silní robotici mohou také přispět k tomu, aby jejich pracovitost byla doprovázena spolehlivostí, což se ukázalo být stejně dobře informované a adaptabilní, jak je robotika potřebuje.

Mnozí přicházejí žádat o správný směr vstupu do oblasti robotiky a usazení. Ale víc než správný směr nebo správná cesta jde o získání správné sady nástrojů. Robotika je interdisciplinární obor, který vítá lidi z různých oborů vědy a techniky, jako je strojírenství, elektrotechnika a elektronika a informatika. Jde o uznání toho, jak lze přispět k rozvoji tohoto oboru s jedním existujícím základem ve vědě a / nebo strojírenství.

Není tak snadné získat práci na plný úvazek v robotické korporaci a být tak známý. Níže je uveden souhrn dovedností, které by typický inženýr v robotice měl mít:

• Staňte se plynulým a artikulovaným programátorem, protože C, C ++, Python a MATLAB jsou zásadní.
• Udělejte si pohodlí s hardwarem. Měli byste vědět alespoň to, co jsou SPI, I2C a Ethernet. Pokud vás někdo požádá o napsání ovladače uživatelského prostoru (nebo prostoru jádra), nepropadejte panice. Pořiďte si SBC a podívejte se, co s ním můžete dělat, pokud ho ještě nemáte.
• Naučte se git nebo nějaký jiný systém pro správu verzí používaný k vytváření aplikací. Pokud někdo požádá o váš účet Github, buďte připraveni.
• Získejte praktické zkušenosti s robotickým operačním systémem (ROS).
• Získejte v Gazebu specialistu na simulaci robotů a začněte cvičit základní algoritmy.
• Postavte si robota a začněte vlastníma rukama. Na trhu jsou snadno dostupné základní sady nástrojů. 
• Musí získat určitou motivaci z praktických příkladů mimo laboratoř.

5 hlavních oblastí, na kterých robotici pracují

Rozhraní operátora

To platí pro rozhraní člověk-robot, které popisuje spojení mezi lidmi a roboty - funkce robota založené na příkazech vedených člověkem. Dítě hrající videohru je toho dokonalým příkladem. Joystick zde slouží jako rozhraní mezi osobou a počítačem.

Lokomotivní roboty

Roboti v tomto příkladu provádějí úkoly závislé na lokomoci. Zde také můžete najít roboty podobné člověku, kteří chodí kolem nohou. Vrtule jsou používány pro cestování některými létajícími roboty a drony. V závislosti na podnebí mohou ostatní také používat kola na vzduchu, vodě nebo zemi.

Komponentní roboty

Je to část uvnitř robota, která mu v této situaci umožňuje provádět definovanou práci. Tihle jako lidé roboti mohou používat mechanizovaná ramena a prsty, drápy nebo tlačítka k provedení práce, v závislosti na situaci. To je zvláště důležité v podnicích, které se zabývají těžkým zvedáním a přepravou předmětů. 

Robot doručující zprávy

Pomocí mnoha prostředků je třeba robotům dávat příkazy. Dnes existuje více než tisíc programovacích jazyků a každý robot interpretuje pokyny poskytované tímto způsobem. Mnoho robotů je také aktualizováno, aby se mohli přizpůsobit měnícímu se prostředí.

Snímací a vnímací schopnost robota

To označuje, jak stroje vnímají a reagují na objekty v jejich světě a kolem něj. Pro začátečníky, pokud robot přijde do kontaktu s překážkou, jakou cestou se vydá? Tento faktor je vložen do robota, což jim umožňuje provést správnou volbu.

Nejnovější technologie v robotice

Stroje se dlouhodobě stěhovaly z výzkumných laboratoří, aby se vydaly do nových oblastí. Očekává se, že bude pokračovat epická migrace do drogerií, automobilového průmyslu a dalších. Ve zpracovatelském průmyslu již nespočet robotů přispívá ke kvalitnějším produktům a kratším dobám zpracování.

Tito roboti se ukazují jako efektivní při základních úkolech a povoláních. Roboti jsou náchylní k menšímu počtu chyb, zbytečným prostojům a jsou hospodárnější. Výsledkem je vyšší míra retence. Ale musí existovat někdo, kdo by to spustil na jakémkoli počítači a opravil by to, kdyby se to rozpadlo. To je místo, kde přicházejí jednotlivci vyškolení v mechatronickém sektoru.

• Pracovní roboti Google Google plánuje vyrábět pracovní roboty s osobností. Nedávno získal technologický gigant patent na toto průkopnické schéma. Inženýři mohou vyzvat stroje z cloudového systému ke stahování osobností. Při komunikaci s lidmi mohou roboti ukládat a zobrazovat četné znaky.
• Roboty s více úkoly Víceúčelový robot schopný vařit gurmánský hamburger za pouhých 10 sekund vytvořil společnost Momentum Machines. Robot by mohl být potenciálně použit v restauracích rychlého občerstvení, pokud vše půjde dobře.
• Arm UR3- Na cestách autonomní systém vytvořený Universal Robots známý jako UR3 může postavit své náhradní díly. Výběr aktivit, jako je lepení, kreslení, pájení a uchopení, může zvládnout rozkošný a obratný robot.

• Robot Saul- Robot Saula cílem je pomoci v boji proti smrtelným chorobám. Letectvo nasadilo systém k odstranění infekce v místnostech, kde humanitární pracovníci procházejí karanténními procedurami. Navrženo společností Xenex s využitím intenzivních paprsků vysoce energetických ultrafialových paprsků. Rozkládá se a oslabuje buněčné stěny viru.
• Asus zenbo- Asus zenbo je nízkonákladový robot schopný autonomně se pohybovat a rozumět slovním povelům. Společnost Asus vytvořila zařízení, aby uživatelům pomohla vybavit si každodenní činnosti, jako jsou rutiny pro cvičení a lékařství a lékařské schůzky. K detekci mimořádných událostí může Zenbo také sledovat okolí. Připojí se ke komponentám smart-home, jako jsou bezpečnostní kamery, osvětlení atd.

• Zastavte- Zastavte má vzhled tuleně dětské harfy a je terapeutickým robotem. Nástroj Fury je navržen tak, aby pomáhal snižovat úrovně napětí a stimulovat kontakt mezi pacienty a pečovateli. Pokud jde o inspiraci a uvolnění pacientů, bylo to úspěšné. Terapeutické důsledky terapie zvířaty jsou odvozeny ze zaznamenaných výhod.
• Pepř- Pepper je humanoidní robot, který přizpůsobuje svou osobnost podle toho, jak vnímá lidskou náladu. Zařízení detekuje emoční stavy jako smutek, překvapení, radost a hněv. Přirozeně a vhodně reaguje. K detekci zvuků využívá společnost Pepper vícesměrné mikrofony. Inteligentní počítač k určení tónu hlasu analyzuje jazykovou oblast. To umožňuje přesně pochopit emocionální kontext. Pro vidění používá společnost Pepper k identifikaci tvarů objektů kombinaci 2HD a 3D kamer. Jeho vývojáři zabudovali až 20 motorů do hlavy, zad a paží, aby regulovali pohyby.

Máte zájem se naučit, jak postavit robota? Klikněte zde.

Také čtení:

• Válcové roboty
• Důležité vlastnosti robotického vidění
• Kuloví roboti
• Evoluce robotů
• Kinematika robota dopředu inverzní
• Kloubové roboty
• Kinematika paralelních robotů
• Jak postavit kritické komponenty robota
• Vlastnosti robota na dálkové ovládání

Esha Chakraborty

Mám vzdělání v Aerospace Engineering, v současné době pracuji na aplikaci robotiky v obranném a vesmírném průmyslu. Neustále se učím a moje vášeň pro výtvarné umění mě udržuje nakloněnou k navrhování nových inženýrských konceptů.
S tím, že roboti v budoucnu nahradí téměř všechny lidské činy, rád svým čtenářům jednoduchým, ale poučným způsobem přiblížím základní aspekty předmětu. Rovněž bych rád udržoval aktuální informace o pokroku v leteckém a kosmickém průmyslu současně.