Što Je Autonomni Robot? 👨‍🏭

Kako robotika postaje sve bolja, ideja o autonomnom robotu postaje sve važnija.

Ovi strojevi mogu osjetiti okolinu i reagirati na nju, samostalno donositi odluke i kretati se bez ljudske pomoći.

U ovom postu na blogu govorit ću o dijelovima i tehnologijama koje omogućuju robotima da rade sami.

Također ću govoriti o programskim jezicima i vještinama koje su potrebne za njihovu izradu, kao io etičkim i sigurnosnim problemima koji dolaze s njihovom upotrebom.

Bez obzira jeste li iskusni inženjer ili tek počinjete, svijet samovozećih robota zasigurno će privući vašu pozornost i natjerati vas da saznate više o svim načinima na koje se ova uzbudljiva tehnologija može koristiti.

Uvod u autonomne robote

Formalna definicija:

Robot koji ne samo da može održavati vlastitu stabilnost dok se kreće, već može i planirati svoje pokrete.

Nasin K10 (Autonomija i robotika):

https://www.nasa.gov/centers/ames/research/area-autonomy-and-robotics.html

Autonomni roboti su pametni strojevi koji mogu raditi sami, shvaćajući što se oko njih događa, donose odluke i djeluju bez pomoći osobe.

Autonomni robot je vrsta robota koji ima puno slobode i može raditi stvari sam bez pomoći osobe.

To je moguće jer robot ima senzore kao što su kamere, LiDAR i sonar koji mu omogućuju da vidi i čuje što se oko njega događa.

Robot zatim uzima te podatke i koristi ih za donošenje odluka. To mu daje mogućnost samostalnog djelovanja.

Vrste robota

Postoji mnogo različitih vrsta robota, a svaki od njih ima svoje prednosti i slabosti. Neki od njih su:

Autonomni roboti: Kao što smo već rekli, autonomni roboti mogu raditi sami bez ljudske pomoći.
Kontrolirani roboti: da bi radili, kontrolirani roboti trebaju informacije od ljudi. Mogu se programirati za obavljanje određenih zadataka, ali nemaju toliko slobode kao roboti koji stvari mogu raditi sami.
Polu-autonomni roboti: Ovi roboti imaju dijelove i autonomnih i kontroliranih robota, tako da mogu sami obavljati neke zadatke, ali ipak trebaju pomoć ljudi.
Automatizirani roboti: Ovi roboti su postavljeni da rade stvari sami.

Ali možda nisu neovisni kao roboti koji mogu sami raditi stvari.

Razlike između autonomnih robota i drugih vrsta

Autonomni roboti razlikuju se od drugih vrsta robota jer mogu samostalno donositi odluke i djelovati na temelju onoga što vide u svom okruženju bez potrebe za stalnim ljudskim utjecajem.

Iako druge vrste robota mogu obavljati određene poslove, nemaju toliko slobode kao autonomni roboti.

Autonomni roboti u inženjerstvu

Savjet: Uključite tipku titlova ako vam je potrebna. Odaberite "automatski prijevod" u gumbu postavki, ako niste upoznati s engleskim jezikom. Možda ćete prvo morati kliknuti na jezik videozapisa prije nego što vaš omiljeni jezik postane dostupan za prijevod.

Komponente i tehnologije za autonomne robote

Autonomni roboti su pametni strojevi koji mogu raditi sami, osjećati okolinu, donositi odluke i djelovati bez pomoći osobe.

Da biste napravili robota koji može raditi sam, važno je znati koji su dijelovi i tehnologije potrebni.

Hardverske komponente

Hardverske komponente važan su dio stvaranja robota koji može sam raditi stvari. Među njima su:

Pokretači, poput motora, kočnica i solenoida, omogućuju robotu kretanje i interakciju s okolinom.

Senzori: Senzori su neophodni kako bi robot razumio svoju okolinu.

Neki primjeri senzora uključuju kamere, LiDAR i inercijske mjerne jedinice (IMU).

Izvori energije: kako bi radili, autonomni roboti trebaju pouzdan izvor energije, poput baterija ili gorivih ćelija.
Računalni hardver: Da bi robot mogao obrađivati podatke senzora, pokretati algoritme i upravljati aktuatorima, potreban mu je mikrokontroler ili jednopločno računalo.

Softver

Kod izrade autonomnog robota softver je jednako važan kao i hardver. Među njima su:

Algoritmi percepcije: Algoritmi percepcije omogućuju robotu da interpretira podatke sa svojih senzora i shvati što se oko njega događa.
Algoritmi lokalizacije pomažu robotu da shvati gdje se nalazi i na koju je stranu okrenut u svojoj okolini.
Algoritmi mapiranja čine model okoline koji robot može koristiti za planiranje svojih kretanja.
Algoritmi za planiranje i kontrolu: algoritmi za planiranje i kontrolu omogućuju robotu kretanje i interakciju sa stvarima u svojoj okolini.

Komunikacija

Da bi robot dobro radio, mora biti u stanju razgovarati sa svojom okolinom. To uključuje razgovor s drugim uređajima i sustavima, bilo bežično ili putem žica.

Uključene discipline

Da biste napravili robota koji radi sam, morate znati mnogo o strojarstvu, elektrotehnici, informatici i robotici.

Važnost senzora u autonomnim robotima

Senzori su važan dio samovozećih robota jer omogućuju robotu da uči o svojoj okolini i donosi odluke na temelju onoga što nauči.

Zašto su senzori važni za robote koji mogu djelovati sami?

Senzori su vrlo važan dio autonomnih robota jer omogućuju robotu da vidi i razumije svoju okolinu.

Robot može donositi odluke i mijenjati svoje postupke na temelju informacija koje dobiva od senzora. To mu omogućuje sigurno kretanje i obavljanje zadataka uz malu pomoć ljudi.

Vrste senzora za samovozeće robote

Autonomni roboti koriste različite vrste senzora za učenje o svojoj okolini. U robotici, neke od najčešćih vrsta senzora su:

Senzori blizine/udaljenosti: Ovi senzori, poput ultrazvučnih ili infracrvenih senzora, omogućuju robotima pronalaženje objekata i mjerenje udaljenosti bez dodirivanja.
Kamere i lidar senzori: Kamere i lidar senzori mogu se koristiti za izradu detaljne 3D karte okoline robota, koja mu može pomoći u izbjegavanju prepreka i planiranju putanje.
Navigacijski senzori: navigacijski senzori, poput GPS-a ili kodera, omogućuju vam da otkrijete gdje se robot nalazi i mijenjate njegovu brzinu, smjer i kurs. Senzori sile mjere sile koje na robota djeluju njegovo vlastito tijelo ili stvari izvan njega. Ovo je važno za zadatke poput hvatanja ili podizanja stvari.
Inercijalne mjerne jedinice (IMU): IMU mjere ubrzanje i kutnu brzinu tijela robota ili vanjskih objekata, što je važno za zadatke poput balansiranja ili stabilizacije.

Svaka vrsta senzora ima svoje prednosti i nedostatke.

Autonomni roboti mogu poboljšati svoju sposobnost gledanja i donošenja odluka korištenjem više od jednog senzora.

Na primjer, kombiniranje lidar senzora s kamerama može dati robotu potpuniju sliku svoje okoline

Korištenje više navigacijskih senzora može poboljšati točnost lokalizacije.

Navigacija i izbjegavanje prepreka za autonomne robote

Autonomni roboti koriste sustave koji im pomažu da se snađu i izbjegnu udarce u stvari kako bi se mogli kretati sigurno i učinkovito.

Metode za robote koji se mogu kretati sami

Karte okoline: Autonomni roboti mogu planirati svoje kretanje i izbjegavati prepreke uz pomoć karti okoline.
Senzori poput stereovizijskih kamera za otkrivanje prepreka ili LiDAR: Ovi senzori daju robotu pogled od 360 stupnjeva na okolinu, omogućujući mu da vidi prepreke i planira sigurnu rutu.
Automatizirano vođena vozila, daljinski upravljana vozila i autonomni mobilni roboti koji bolje rade sa sustavima 3D vida sa širokim vidnim poljem: Ovi sustavi robotu olakšavaju kretanje i izbjegavanje prepreka.

Autonomni roboti moraju moći izbjegavati prepreke

Autonomni roboti moraju moći izbjeći prepreke kako bi se mogli kretati sigurno i učinkovito u svom okruženju.

Da bi roboti mogli izbjeći prepreke, moraju ih moći pouzdano pronaći i predvidjeti kako će se kretati.

Oblik robota također može utjecati na to kako se kreće oko prepreka. Kružni roboti su uobičajeni jer se mogu okretati u mjestu bez da bilo što udare.

Privikavanje na okolinu

Posljednje, ali ne i najmanje važno, da bi metode izbjegavanja prepreka funkcionirale, roboti se moraju moći dobro prilagoditi svojoj okolini.

To znači da robot mora moći mijenjati svoje pokrete i kretati se oko prepreka, čak i u dinamičnim okruženjima gdje se prepreke mogu pomicati ili mijenjati bez upozorenja.

Programiranje autonomnih robota

Programiranje je važan dio izrade robota koji mogu raditi sami, a postoji mnogo različitih programskih jezika koji se mogu koristiti za izradu i testiranje robota.

Jezici koji se koriste za programiranje robota Python i C++ najčešći su programski jezici za izradu robota koji mogu raditi sami, no mogu se koristiti i drugi jezici ovisno o potrebama projekta.

Java, MATLAB i PHP neki su drugi programski jezici koji se često koriste u robotici.

Svaki jezik ima svoje prednosti i nedostatke, a najbolji jezik za projekt ovisit će o tome što treba učiniti.

Vještine potrebne za programiranje robota

Da biste napravili robota koji može raditi sam, morate znati kodirati u jezicima kao što su Python i C++.

Također je važno imati iskustvo u primijenjenom programiranju i izradi softvera za hardverske sustave.

Također je važno znati stvari o robotici poput teorije upravljanja, planiranja kretanja i računalnog vida.

Resursi za učenje programiranja robota

Postoji mnogo načina da naučite vještine potrebne za programiranje robota koji mogu raditi stvari sami. Neki od njih su:

Nastava na sveučilištima: Mnoga sveučilišta nude online i osobne tečajeve iz robotike i programiranja.
Online tečajevi i radionice: Sveučilišta, tvrtke i profesionalne grupe nude mnogo online tečajeva i radionica. Ovi tečajevi mogu naučiti bilo što, od osnova robotike do naprednih načina programiranja robota.
Udžbenici i vodiči za programiranje: na internetu možete pronaći mnogo udžbenika i vodiča u programiranju koji vam pokazuju kako izraditi osnovne autonomne mobilne robote ili vas uče kako programirati robote na određeni način.

Troškovi povezani s autonomnim robotima

Autonomni roboti postaju sve češći u mnogim industrijama jer mogu poboljšati sigurnost radnika, povećati produktivnost i smanjiti troškove rada.

Ali troškovi izgradnje i korištenja autonomnih robota mogu dosta varirati ovisno o tome za što se koriste, koliko su komplicirani i koji se dijelovi koriste.

Početni troškovi ulaganja

Početni trošak ulaganja u autonomni robot može se sastojati od dijelova poput hardvera, softvera i senzora.

Evo nekoliko primjera troškova koji dolaze s različitim vrstama robota:

Automatski vođena vozila (AGV) mogu koštati od 14.000 USD za jednostavan AGC do 60.000 USD za složeniji vučni traktor.
Cijena samoupravljajućih viličara također se može promijeniti ovisno o nizu čimbenika.
Roboti koji se koriste u građevinarstvu mogu biti skupi jer ih je teško napraviti, a okolina u kojoj rade treba biti standardizirana.

Robot koji radi operaciju može koštati i do 2,5 milijuna dolara.

Tekući troškovi

Osim početnog ulaganja, trošak korištenja autonomnih robota također može uključivati stalne troškove održavanja, popravaka i nadogradnji.

Kako biste bili sigurni da robot radi ispravno i sigurno, možda će ga trebati redovito servisirati i popravljati.

Također, tehnologija uvijek postaje bolja, pa će robota možda trebati ažurirati kako bi bio u toku s najnovijim promjenama.

Prednosti autonomnih robota

Iako početni trošak ulaganja u autonomnog robota može biti visok, dugoročne koristi smanjenih troškova rada i povećane produktivnosti mogu biti značajne, čineći autonomne robote vrijednom investicijom za neke primjene.

Korištenjem robota koji mogu raditi sami, tvrtke mogu uštedjeti novac na radu, poboljšati učinkovitost i učiniti radnike sigurnijima.

Na primjer, roboti mogu raditi 24 sata dnevno uz malo nadzora, što može pomoći u još većem smanjenju troškova.

Također, roboti mogu obavljati poslove koji su previše dosadni, opasni ili prljavi da bi ih ljudi mogli obavljati. To oslobađa ljude da rade važnije poslove.

Primjena autonomnih robota

Autonomni roboti postaju sve popularniji u e-trgovini, podatkovnim centrima, zdravstvu, proizvodnji, vojsci i javnoj sigurnosti, poljoprivredi i drugim područjima.

Korištenje autonomnih robota ima puno prednosti, poput smanjenja cijene rada, povećanja produktivnosti, sigurnijeg radnog mjesta i smanjenja pogrešaka.

Aplikacije za e-trgovinu

Autonomni mobilni roboti (AMR) sada se često koriste u industriji e-trgovine za obavljanje stvari poput pomicanja kolica i manipuliranja mobilnim uređajima.

Ovi roboti mogu sami premještati proizvode s jednog mjesta u skladištu na drugo, što ubrzava proces ispunjavanja narudžbi.

Samovozeći roboti također mogu pomoći u isporuci robe kupcima, što može skratiti vrijeme isporuke i učiniti kupce sretnijima.

Prerađivačka industrija

Autonomni roboti također se često koriste u proizvodnoj industriji. Roboti se koriste za mnoge stvari, poput elektrolučnog zavarivanja, točkastog zavarivanja i premještanja stvari.

Kada se roboti koriste u proizvodnji, sigurnost se može poboljšati, a proizvodnja se može obavljati brže i učinkovitije.

S dolaskom Industrije 4.0, kombinacija robotike, umjetne inteligencije (AI) i strojnog učenja (ML) mijenja način proizvodnje.

Vojna i javna sigurnost

Robotska tehnologija koristi se u vojsci i javnoj sigurnosti, gdje se za nadzor koriste dronovi i roboti koji ne trebaju osobu za upravljanje.

Ovi roboti mogu ići na opasna mjesta i skupljati informacije, čineći tamo sigurnije za ljude. Roboti se također koriste za uklanjanje bombi, pronalaženje kemikalija i radioaktivnih materijala te patroliranje granica.

Prijave u zdravstvu

Autonomni roboti koriste se u zdravstvenim ustanovama za obavljanje stvari poput skrbi za pacijente, isporuke lijekova, provjere vitalnih znakova i pružanja emocionalne podrške.

Autonomni mobilni roboti (AMR) često se koriste za pomoć u važnim zadacima kao što su čišćenje, teleprisutnost i dostavljanje lijekova i medicinskih potrepština ljudima kojima su potrebni.

Roboti također mogu promatrati kako pacijent vježba, mjeriti njihov opseg pokreta i pratiti njihov napredak.

Također, roboti sa softverom pokretanim umjetnom inteligencijom koji mogu prepoznati lijekove mogu skratiti vrijeme potrebno za pronalaženje pravog.

Iako je tehnologija još uvijek u ranoj fazi, istraživači traže kako bi se roboti mogli koristiti za obavljanje kompliciranijih zadataka poput isporuke ciljanih lijekova, pomaganja pacijentima s malim problemima i razgovora s pacijentima.

Poljoprivredna industrija

Autonomni roboti također se koriste u poljoprivrednoj industriji, posebno za upravljanje usjevima. Robotski dronovi mogu se koristiti za pregled polja i pronalaženje problema s usjevima

Ovo poljoprivrednicima govori važne stvari o njihovim usjevima. Samovozeći roboti također mogu paziti na naftovode i plinovode, pronalaziti curenja i zaustaviti štetu okolišu.

Robot iz naio tehnologije:

https://www.naio-technologies.com/en/home/

Buduće aplikacije

Kako tehnologija postaje sve bolja, samovozeći roboti moći će obavljati kompliciranije poslove, poput korisničke službe i logistike.

S razvojem samovozećih automobila moglo bi doći do velikih promjena u automobilskoj industriji, poput manjeg broja ljudi koji posjeduju automobile.

Neka predviđanja govore da bi korištenje samovozećih robota u industriji moglo imati veliki učinak na radna mjesta te da bi moglo biti izgubljeno do 50% radnih mjesta.

Ali još uvijek postoji mnogo neizvjesnosti i žestokih rasprava o tome kako će AI i roboti utjecati na tržište rada.

Etička i sigurnosna razmatranja za autonomne robote

Korištenje samovozećih robota može dovesti do brojnih moralnih i sigurnosnih pitanja na koja je potrebno odgovoriti kako bi se osiguralo da se koriste na siguran i odgovoran način.

Evo nekih od najvažnijih stvari o kojima treba razmišljati:

Moralno pitanje:	Opis:
Pristranost	Autonomni roboti koji koriste algoritme strojnog učenja mogu imati pristranosti koje dovode do nepravednog tretmana ljudi ili grupa. To se može popraviti pažljivim osmišljavanjem i testiranjem algoritama kako bi se osiguralo da nemaju skrivene pristranosti.
Prijevara	Ako su roboti napravljeni da lažu o tome tko su ili što mogu učiniti, to bi moglo dovesti do opasnih ili neočekivanih situacija. Kako bi se to izbjeglo, ljudi koji proizvode robote trebali bi otvoreno govoriti o tome kako su napravljeni i reći korisnicima što oni mogu učiniti. Kada se roboti koriste na radnom mjestu, ljudski radnici mogu ostati bez posla. Tvrtke bi trebale razmisliti o tome kako će automatizacija utjecati na njihovu radnu snagu i ponuditi programe obuke i druge načine pomoći radnicima koji izgube posao.
Neprozirnost	Može biti teško razumjeti kako autonomni roboti donose odluke, zbog čega je teško shvatiti zašto griješe. Ljudi koji proizvode robote trebali bi pokušati biti otvoreni i jasni o tome kako robot odlučuje što će učiniti.
Sigurnost	Autonomni roboti moraju biti napravljeni na način da svoje korisnike čuvaju sigurnima. Tvrtke bi trebale biti odgovorne za to da njihovi roboti budu sigurni i da su dobro testirani prije nego što se prodaju javnosti.
Nadzor	Kreatori politika i regulatorne skupine trebaju paziti na stvaranje i korištenje samovozećih robota kako bi bili sigurni da se koriste sigurno i odgovorno.
Privatnost	Roboti koji prikupljaju osobne podatke mogu ljude zabrinuti za svoju privatnost. Kako bi se zaštitila privatnost ljudi, potrebno je uspostaviti prava pravila i mjere otvorenosti. Korisnici moraju biti u mogućnosti vjerovati da će samovozeći roboti raditi na siguran i pouzdan način. Kako bi izgradili povjerenje, dizajneri robota trebali bi staviti sigurnost, otvorenost i odgovornost na vrh svojih popisa.

Zaključak

Kao što smo vidjeli u ovom postu na blogu, roboti koji mogu raditi sami mogli bi promijeniti svijet u kojem živimo. Ova tehnologija ima mnoge namjene, od povećanja učinkovitosti proizvodnje do pomoći ljudima da dobiju bolju skrb.

No, kao i kod svake nove tehnologije, postoje etička i sigurnosna pitanja o kojima treba pažljivo razmisliti i kojima se treba pozabaviti.

Autonomni roboti mogu se činiti kao odgovor na mnoge naše probleme, ali moramo imati na umu da oni nisu zamjena za ljudsku interakciju i donošenje odluka.

Umjesto toga, trebali bismo na njih gledati kao na alate koji nam mogu pomoći da postignemo svoje ciljeve i učinimo život boljim. Kada kombiniramo snagu samovozećih robota s ljudskom kreativnošću i domišljatošću, možemo učiniti nevjerojatne stvari za koje se nekada mislilo da su nemoguće.

Kao inženjeri robotike i studenti, imamo priliku pomoći u oblikovanju budućnosti ove tehnologije i omogućiti da ona radi za dobrobit društva.

Nastavimo istraživati što autonomni roboti mogu, ali također trebamo imati na umu etička i sigurnosna pitanja koja dolaze s ovom novom i uzbudljivom tehnologijom.

Tek tada možemo stvarno iskoristiti snagu robota koji mogu sami raditi kako bi svijet učinili boljim mjestom za sve.

Što Je Autonomni Robot?