- •Использование по назначению
- •Содержание
- •1Robotino® – обучающая система по мобильной робототехнике и технологии автоматизации
- •1.1Сферы применения мобильных роботов
- •1.2 Промышленные задачи, решаемые посредством автоматизированной управляемой транспортной системы
- •2Обучающая система Robotino®
- •2.1Целевые группы и темы
- •2.2Интересные факты о Robotino®
- •2.3Экспериментальная методика
- •2.4Упражнения
- •2.5Темы и содержание программ обучения
- •2.6Цели обучения
- •3Кардинально иная форма обучения
- •3.1Темы
- •3.2Опытное обучение
- •3.3Преимущества для ученика
- •3.4 Преимущества для учеников/центр обучения
- •3.5Задачи учителя
- •3.6Методологическая помощь преподавателю
- •3.6.1Дополнительные примеры
- •3.7Социальные темы, соревнования
- •3.8Дистанционное управление Robotino® на занятиях
- •Упражнения и решения
- •Упражнения и решения
- •Цели обучения
- •Описание задачи
- •Проектное задание
- •Рабочие задания
- •Рабочие материалы
- •Проверка двигательного поведения Robotino®
- •Цели обучения
- •Описание проблемы
- •Проектное задание
- •Основные условия
- •Рабочие задания
- •Рабочие материалы
- •Регулирование работы двигателя для перемещения роботизированной системы вперед
- •Функция защиты от столкновений
- •Программа обратного хода
- •Рабочая последовательность
- •Всенаправленный привод, все направления с использованием Control Panel (Панели управления)
- •Omnidrive, движение вперед
- •Omnidrive, движение вбок
- •Omnidrive, круговое движение
- •Всенаправленный привод, разнонаправленные колеса
- •Перемещение вперед под углом 45° к оси движения
- •Перемещение вперед под углом 135° к оси движения
- •Рабочая последовательность: перемещение по ромбовидной траектории
- •Цели обучения
- •Описание проблемы
- •Проектное задание
- •Общие условия
- •Рабочие задания
- •Рабочие материалы
- •Перемещение на расстояние в прямом направлении без применения функционального блока Оmnidrive
- •Обеспечение стабильности позиционирования и абсолютной точности
- •Перемещение на расстояние 1 м с применением функционального блока Оmnidrive
- •Цели обучения
- •Описание проблемы
- •Проектное задание
- •Общие условия
- •Рабочие задания
- •Рабочие материалы
- •Возможные дополнительные упражнения
- •Составление плана работ
- •Подключение диффузионных оптических датчиков к источнику питания
- •Настройка диффузионных оптических датчиков
- •Подсоединение вводов и выводов оптических датчиков
- •Разработка программы для управления датчками
- •Установка значений датчиков для отдельных вводов
- •Разработка стратегии управления
- •Разработка программы управления
- •Тестирование программы управления
- •Реализация программы управления
- •Рабочие материалы
- •Возможные дополнительные упражнения
- •Определение положения датчиков расстояния
- •Запись графика характеристик
- •Представление графика характеристик в ms Excel
- •Линеаризация графика характеристик
- •Создание тестовой программы и тестирование программы управления
- •Тестирование точности процесса остановки
- •Составление проектной документации
- •Цели обучения
- •Описание проблемы
- •Проектное задание
- •Общие условия
- •Рабочие задания
- •Рабочие материалы
- •Приближение на расстояние 60 мм и корректировка
- •Перемещение вдоль стены
- •Цели обучения
- •Описание проблемы
- •Проектное задание
- •Общие условия
- •Проектные задания
- •Рабочие материалы
- •Выполнение начальных условий
- •Цели обучения
- •Описание проблемы
- •Составление программы
- •Рабочие материалы
- •Подготовка к работе
- •Монтаж датчика и соединение с интерфейсом ввода-вывода
- •Эксперимент: считывающее поведение датчика
- •Запись графика характеристик
- •Разработка стратегии управления
- •Анализ сопутствующей программы управления
- •Создание программы управления с обратной связью
- •Цели обучения
- •Описание проблемы
- •Проектное задание
- •Общие условия
- •Рабочие задания
- •Рабочие материалы
- •Программирование регулятора двигателя
- •Функции параметров пид-регулятора
- •Настройка пи-регулятора
- •Воздействие колебаний на двигательное поведение
- •Программирование визуализации трех двигателей
- •Выравнивание камеры
- •Программирование функции обнаружения линии
- •Описание и испытание функционального блока обнаружения линии
- •Получение кривой значения для обнаружения линии
- •Разработка стратегии для движения по траектории и создание программы управления с обратной связью
- •Цели обучения
- •Описание проблемы
- •Проектное задание
- •Рабочие задания
- •Рабочие материалы
- •Оценка изображения с камеры
- •Разработка стратегии с подфункциями
- •Внедрение последовательной программы
1Robotino® – обучающая система по мобильной робототехнике и технологии автоматизации
Они реагируют на команды, распознают предметы в трех измерениях и определяют их местоположение посредством датчиков. Речь идет о мобильных роботах.
Раньше роботизированные системы были ограничены неподвижным положением. Мобильные роботы представляют собой следующий шаг в развитии робототехники, заключающийся в их способности выполнять те же задания, что и их стационарные предшественники, но с возможностью перемещения в пространстве.
Это создает предпосылки для решения бесконечного числа дополнительных задач.
Благодаря высадке робота Sojourner с зондом Pathfinder на Марсе мобильные роботы попали в заголовки газет. Кроме того, этот проект NASA ясно показал всю значимость навигации для мобильных роботов. Тот факт, что робот прошел всего лишь 10см от своей космической капсулы, уже был отмечен как огромный успех.
Однако мобильные роботы широко используются и в других сферах. Они могут применяться для исследований оросительных систем, подводных миров и вулканов, иными словами, сред, труднодоступных для человека.
1.1Сферы применения мобильных роботов
Основной мотивацией для развития и анализа мобильных роботов является, в большей степени, необходимость и желание использовать роботов, работающих с людьми и для людей, ежедневно – в офисах, больницах, музеях, библиотеках, супермаркетах, спортивных сооружениях (стрижка газонов), выставочных залах, аэропортах, железнодорожных станциях, университетах, школах и даже домашних хозяйствах.
Для людей с ограниченными физическими возможностями и для пожилых людей мобильное средство транспорта означает большую свободу движения и независимость. Это тот случай, когда возможности ориентации, навигации, автономного распознавания препятствия и его избегания имеют огромное значение.
В исследовательском центре автоматизации в Карлсруэ был изобретен Джеймс – мобильный обслуживающий робот. Так же как и его близнецы Стэн и Олли, он может получать задания с центрального пульта, самостоятельно планировать и выполнять их. С помощью различных датчиков, лазерных сканеров, акустических датчиков расстояния и камер роботы могут распознавать окружающую их среду и гибко реагировать на любое потенциальное препятствие. Планирование и выполнение задач производится посредством различных компьютерных карт и соответствующих разработанных программ. Колеса обеспечивают роботам широкий диапазон направлений движения.
Например, если роботам данного типа обозначить план здания, то они могут выполнять поручения самостоятельно. Сферами применения могут стать, к примеру, больницы или крупные гостиницы, где роботы могут перевозить постельное белье и полотенца в прачечную, либо доставлять заказанную еду. Также они могут автономно подметать полы.
Мобильные роботы могут использоваться и в качестве охранников в музеях. Они маленькие, быстрые, тихие и невидимые в темноте. С помощью датчиков тепла и движения они могут моментально обнаружить непрошеных гостей и включить сигнализацию.
Роботы в качестве домашних помощников |
Чем я могу вам помочь? |
Производство сдерживается из-за разряженной батареи |
Токио (AP) – его движения пока еще немного скованные и медленные, а голос довольно монотонный, но посредством дистанционного управления он перемещается к окну и может поднести напиток. В настоящее время в японской исследовательской лаборатории ведется разработка робота HRP-2, который в ближайшие несколько лет может стать ходячим мобильным помощником. Национальным Институтом Современной Промышленной Науки и Технологии разрабатываются роботы Promet. Они реагируют на устные команды, распознают предметы трехмерно и обнаруживают их посредством датчиков. «Мы надеемся сделать из них что-то на подобии полицейских или охранных собак», - объясняет Исао Хара, руководитель исследований Института в г.Цукуба, к северо-востоку от Токио, показывая на двух синих металлических роботов. «Я полагаю, что они смогут сотрудничать с людьми. В настоящий момент мы исследуем вопрос их интеграции в человеческое общество». |
Когда Хара позвал одного из своих роботов словами «Пожалуйста, подойди сюда», робот ответил: «Чем я могу вам помочь?». Если его просят включить телевизор, Promet отвечает: «Я включу телевизор», и выполняет это. Если Хара просит бутылку фруктового сока, один из роботов передает это задание другому со словами: «Пожалуйста, позаботься об этом». Хара объясняет, что это роботы могут копировать практически любые движения людей, кроме бега. Бег произведет слишком много шума и тряски. Поэтому они передвигаются с размеренной скоростью. Прежде всего, по словам Хара, роботы должны уметь общаться с людьми, обнаруживать объекты и действовать автономно. «Они могут помогать так же, как собаки». |
Япония считается авторитетом и лидером в области робототехники. Такие компании как Sony, Hitachi и Honda разработали роботов, предназначенных изначально для развлечения. В промышленном производстве роботы уже встречаются повсеместно. Если робот перестает реагировать на человеческие команды, значит, разрядилась батарея. Так произошло и в случае с роботом Promet, когда тот перестал работать в середине демонстрации, потребовалась подзарядка от специального устройства. |
Газета Эсслингер 22.02.06
