Intelligence artificielle - Robotique

La robotique est un domaine de l'intelligence artificielle qui traite de l'étude de la création de robots intelligents et efficaces.

Que sont les robots?

Les robots sont les agents artificiels agissant dans un environnement réel.

Objectif

Les robots visent à manipuler les objets en percevant, en sélectionnant, en déplaçant, en modifiant les propriétés physiques de l'objet, en le détruisant ou pour avoir un effet libérant ainsi la main-d'œuvre des fonctions répétitives sans s'ennuyer, se distraire ou s'épuiser.

Qu'est-ce que la robotique?

La robotique est une branche de l'IA, qui comprend le génie électrique, le génie mécanique et l'informatique pour la conception, la construction et l'application de robots.

Aspects de la robotique

• Les robots ont mechanical construction, forme ou forme conçue pour accomplir une tâche particulière.

• Ils ont electrical components quelle puissance et contrôler les machines.

• Ils contiennent un certain niveau de computer program cela détermine quoi, quand et comment un robot fait quelque chose.

Différence entre le système de robot et les autres programmes d'IA

Voici la différence entre les deux -

Programmes d'IA	Des robots
Ils opèrent généralement dans des mondes stimulés par ordinateur.	Ils opèrent dans le monde physique réel
L'entrée d'un programme AI se fait sous forme de symboles et de règles.	Les entrées vers les robots sont des signaux analogiques sous forme de signaux vocaux ou d'images
Ils ont besoin d'ordinateurs à usage général pour fonctionner.	Ils ont besoin d'un matériel spécial avec des capteurs et des effecteurs.

Locomotion robotique

La locomotion est le mécanisme qui rend un robot capable de se déplacer dans son environnement. Il existe différents types de locomotions -

• Legged
• Wheeled
• Combinaison de locomotion à pattes et à roues
• Glissement / dérapage sur chenilles

Locomotion à pattes

• Ce type de locomotion consomme plus d'énergie tout en démontrant la marche, le saut, le trot, le saut, la montée ou la descente, etc.

• Il faut plus de moteurs pour accomplir un mouvement. Il convient aussi bien aux terrains accidentés qu'aux terrains lisses où une surface irrégulière ou trop lisse le fait consommer plus d'énergie pour une locomotion à roues. Il est peu difficile à mettre en œuvre en raison de problèmes de stabilité.

• Il est livré avec une variété de un, deux, quatre et six pattes. Si un robot a plusieurs jambes, la coordination des jambes est nécessaire pour la locomotion.

Le nombre total de gaits (une séquence périodique d'événements de levage et de relâchement pour chacune des jambes totales) qu'un robot peut voyager dépend du nombre de ses jambes.

Si un robot a k jambes, alors le nombre d'événements possibles N = (2k-1) !.

Dans le cas d'un robot à deux pattes (k = 2), le nombre d'événements possibles est N = (2k-1)! = (2 * 2-1)! = 3! = 6.

Il y a donc six événements différents possibles -

• Lever la jambe gauche
• Relâcher la jambe gauche
• Lever la jambe droite
• Libérer la jambe droite
• Soulever les deux jambes ensemble
• Relâcher les deux jambes ensemble

Dans le cas de k = 6 étapes, il y a 39916800 événements possibles. Par conséquent, la complexité des robots est directement proportionnelle au nombre de jambes.

Locomotion à roues

Cela nécessite moins de moteurs pour accomplir un mouvement. Il est peu facile à mettre en œuvre car il y a moins de problèmes de stabilité en cas de plus grand nombre de roues. Il est économe en énergie par rapport à la locomotion à jambes.

• Standard wheel - Tourne autour de l'axe de roue et autour du contact

• Castor wheel - Pivote autour de l'axe de roue et de l'articulation de direction décalée.

• Swedish 45^o and Swedish 90^o wheels - Omni-roue, tourne autour du point de contact, autour de l'axe de roue et autour des rouleaux.

• Ball or spherical wheel - Roue omnidirectionnelle, techniquement difficile à mettre en œuvre.

Locomotion par glissement / dérapage

Dans ce type, les véhicules utilisent des chenilles comme dans un char. Le robot est dirigé en déplaçant les chenilles à des vitesses différentes dans la même direction ou dans une direction opposée. Il offre la stabilité en raison de la grande surface de contact de la piste et du sol.

Composants d'un robot

Les robots sont construits avec les éléments suivants:

• Power Supply - Les robots sont alimentés par des batteries, de l'énergie solaire, des sources d'énergie hydrauliques ou pneumatiques.

• Actuators - Ils convertissent l'énergie en mouvement.

• Electric motors (AC/DC) - Ils sont nécessaires pour le mouvement de rotation.

• Pneumatic Air Muscles - Ils se contractent de près de 40% lorsque de l'air y est aspiré.

• Muscle Wires - Ils se contractent de 5% lorsque le courant électrique les traverse.

• Piezo Motors and Ultrasonic Motors - Idéal pour les robots industriels.

• Sensors- Ils fournissent la connaissance des informations en temps réel sur l'environnement des tâches. Les robots sont équipés de capteurs de vision permettant de calculer la profondeur dans l'environnement. Un capteur tactile imite les propriétés mécaniques des récepteurs tactiles du bout des doigts humains.

Vision par ordinateur

Il s'agit d'une technologie d'IA avec laquelle les robots peuvent voir. La vision par ordinateur joue un rôle essentiel dans les domaines de la sûreté, de la sécurité, de la santé, de l'accès et du divertissement.

La vision par ordinateur extrait, analyse et comprend automatiquement des informations utiles à partir d'une seule image ou d'un tableau d'images. Ce processus implique le développement d'algorithmes pour accomplir une compréhension visuelle automatique.

Matériel du système de vision par ordinateur

Cela implique -

• Source de courant
• Dispositif d'acquisition d'image tel qu'un appareil photo
• Un processeur
• Un logiciel
• Un dispositif d'affichage pour surveiller le système
• Accessoires tels que supports de caméra, câbles et connecteurs

Tâches de la vision par ordinateur

• OCR - Dans le domaine des ordinateurs, Optical Character Reader, un logiciel de conversion de documents numérisés en texte modifiable, qui accompagne un scanner.

• Face Detection- De nombreux appareils photo à la pointe de la technologie sont dotés de cette fonction, qui permet de lire le visage et de prendre la photo de cette expression parfaite. Il est utilisé pour permettre à un utilisateur d'accéder au logiciel sur une correspondance correcte.

• Object Recognition - Ils sont installés dans les supermarchés, les caméras, les voitures haut de gamme telles que BMW, GM et Volvo.

• Estimating Position - Il s'agit d'estimer la position d'un objet par rapport à la caméra comme en position de tumeur dans le corps humain.

Domaines d'application de la vision par ordinateur

• Agriculture
• Véhicules autonomes
• Biometrics
• Reconnaissance des caractères
• Médecine légale, sécurité et surveillance
• Contrôle de la qualité industrielle
• Reconnaissance de visage
• Analyse gestuelle
• Geoscience
• Imagerie médicale
• Surveillance de la pollution
• Contrôle de processus
• Télédétection
• Robotics
• Transport

Applications de la robotique

La robotique a joué un rôle déterminant dans divers domaines tels que -

• Industries - Les robots sont utilisés pour la manipulation de matériaux, la découpe, le soudage, le revêtement de couleur, le perçage, le polissage, etc.

• Military- Les robots autonomes peuvent atteindre des zones inaccessibles et dangereuses pendant la guerre. Un robot nommé Daksh , développé par la Defense Research and Development Organization (DRDO), est en fonction pour détruire des objets potentiellement mortels en toute sécurité.

• Medicine - Les robots sont capables de réaliser des centaines de tests cliniques simultanément, de réhabiliter des personnes handicapées à vie et de réaliser des chirurgies complexes telles que des tumeurs cérébrales.

• Exploration - Les robots grimpeurs utilisés pour l'exploration spatiale, les drones sous-marins utilisés pour l'exploration océanique sont pour n'en nommer que quelques-uns.

• Entertainment - Les ingénieurs de Disney ont créé des centaines de robots pour la réalisation de films.