ปัญญาประดิษฐ์ - หุ่นยนต์

Robotics เป็นโดเมนหนึ่งในปัญญาประดิษฐ์ที่เกี่ยวข้องกับการศึกษาการสร้างหุ่นยนต์ที่ชาญฉลาดและมีประสิทธิภาพ

โรบอทคืออะไร?

หุ่นยนต์เป็นตัวแทนเทียมที่ทำหน้าที่ในสภาพแวดล้อมของโลกแห่งความเป็นจริง

วัตถุประสงค์

หุ่นยนต์มีเป้าหมายในการจัดการกับวัตถุโดยการรับรู้หยิบย้ายปรับเปลี่ยนคุณสมบัติทางกายภาพของวัตถุทำลายมันหรือสร้างผลกระทบเพื่อให้กำลังคนเป็นอิสระจากการทำหน้าที่ซ้ำ ๆ โดยไม่เบื่อฟุ้งซ่านหรือหมดแรง

Robotics คืออะไร?

Robotics เป็นสาขาหนึ่งของ AI ซึ่งประกอบด้วยวิศวกรรมไฟฟ้าวิศวกรรมเครื่องกลและวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์สำหรับการออกแบบการก่อสร้างและการประยุกต์ใช้หุ่นยนต์

ด้านของหุ่นยนต์

• หุ่นยนต์มี mechanical constructionแบบฟอร์มหรือรูปทรงที่ออกแบบมาเพื่อให้บรรลุภารกิจเฉพาะ

• พวกเขามี electrical components ซึ่งมีอำนาจและควบคุมเครื่องจักร

• พวกเขามีระดับ computer program ที่กำหนดว่าหุ่นยนต์ทำอะไรเมื่อไหร่และอย่างไร

ความแตกต่างของระบบหุ่นยนต์และโปรแกรม AI อื่น ๆ

นี่คือความแตกต่างระหว่างสอง -

โปรแกรม AI	หุ่นยนต์
พวกเขามักจะทำงานในโลกที่ถูกกระตุ้นด้วยคอมพิวเตอร์	พวกเขาทำงานในโลกแห่งความเป็นจริง
อินพุตไปยังโปรแกรม AI อยู่ในสัญลักษณ์และกฎ	อินพุตไปยังหุ่นยนต์เป็นสัญญาณแอนะล็อกในรูปแบบของรูปคลื่นเสียงพูดหรือรูปภาพ
พวกเขาต้องการคอมพิวเตอร์ที่ใช้งานทั่วไปในการทำงาน	พวกเขาต้องการฮาร์ดแวร์พิเศษที่มีเซ็นเซอร์และเอฟเฟกต์

การเคลื่อนที่ของหุ่นยนต์

Locomotion เป็นกลไกที่ทำให้หุ่นยนต์เคลื่อนที่ได้ในสภาพแวดล้อม มีตู้รถไฟหลากหลายประเภท -

• Legged
• Wheeled
• การรวมกันของ Locomotion แบบมีขาและล้อ
• ติดตามสลิป / ลื่นไถล

การเคลื่อนไหวขา

• การเคลื่อนไหวประเภทนี้ใช้พลังงานมากกว่าในขณะที่สาธิตการเดินกระโดดวิ่งเหยาะๆกระโดดปีนขึ้นหรือลง ฯลฯ

• ต้องใช้มอเตอร์จำนวนมากขึ้นเพื่อให้การเคลื่อนไหวสำเร็จ เหมาะสำหรับพื้นที่ขรุขระและเรียบที่มีพื้นผิวที่ไม่สม่ำเสมอหรือเรียบเกินไปทำให้ใช้พลังงานมากขึ้นในการเคลื่อนที่ด้วยล้อ เป็นเรื่องยากเล็กน้อยที่จะนำไปใช้เนื่องจากปัญหาด้านเสถียรภาพ

• มันมาพร้อมกับความหลากหลายของขาหนึ่งสองสี่และหกขา หากหุ่นยนต์มีขาหลายขาจำเป็นต้องมีการประสานขาเพื่อการเคลื่อนไหว

จำนวนทั้งหมดที่เป็นไปได้ gaits (ลำดับเหตุการณ์การยกและการปล่อยเป็นระยะสำหรับแต่ละขาทั้งหมด) หุ่นยนต์จะเคลื่อนที่ได้ขึ้นอยู่กับจำนวนขาของมัน

หากหุ่นยนต์มีขา k จำนวนเหตุการณ์ที่เป็นไปได้ N = (2k-1)!

ในกรณีของหุ่นยนต์สองขา (k = 2) จำนวนเหตุการณ์ที่เป็นไปได้คือ N = (2k-1)! = (2 * 2-1)! = 3! = 6.

ดังนั้นจึงมีเหตุการณ์ที่แตกต่างกันหกเหตุการณ์ -

• ยกขาซ้าย
• ปล่อยขาซ้าย
• ยกขาขวา
• ปล่อยขาขวา
• ยกขาทั้งสองข้างขึ้นพร้อมกัน
• ปล่อยขาทั้งสองข้างออกพร้อมกัน

ในกรณีของ k = 6 ขามีเหตุการณ์ที่เป็นไปได้ 39916800 ดังนั้นความซับซ้อนของหุ่นยนต์จึงแปรผันตรงกับจำนวนขา

ล้อ Locomotion

ต้องใช้มอเตอร์จำนวนน้อยลงเพื่อให้การเคลื่อนไหวสำเร็จ ใช้งานได้ง่ายเล็กน้อยเนื่องจากมีปัญหาด้านความเสถียรน้อยกว่าในกรณีที่มีจำนวนล้อมากขึ้น มีประสิทธิภาพในการใช้พลังงานเมื่อเทียบกับการเคลื่อนที่แบบขา

• Standard wheel - หมุนรอบแกนล้อและรอบหน้าสัมผัส

• Castor wheel - หมุนรอบแกนล้อและข้อต่อพวงมาลัยแบบออฟเซ็ต

• Swedish 45^o and Swedish 90^o wheels - Omni-wheel หมุนรอบจุดสัมผัสรอบแกนล้อและรอบลูกกลิ้ง

• Ball or spherical wheel - ล้อรอบทิศทางใช้งานยากในทางเทคนิค

ลื่น / ลื่นไถล Locomotion

ในประเภทนี้รถถังใช้รางเหมือนในรถถัง หุ่นยนต์ถูกบังคับโดยการเคลื่อนรางด้วยความเร็วที่ต่างกันไปในทิศทางเดียวกันหรือสวนทางกัน มีเสถียรภาพเนื่องจากพื้นที่สัมผัสของแทร็กและพื้นดินขนาดใหญ่

ส่วนประกอบของหุ่นยนต์

หุ่นยนต์ถูกสร้างขึ้นด้วยสิ่งต่อไปนี้ -

• Power Supply - หุ่นยนต์ใช้พลังงานจากแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์ไฮดรอลิกหรือแหล่งพลังงานลม

• Actuators - เปลี่ยนพลังงานเป็นการเคลื่อนไหว

• Electric motors (AC/DC) - จำเป็นสำหรับการเคลื่อนที่แบบหมุน

• Pneumatic Air Muscles - หดตัวเกือบ 40% เมื่ออากาศถูกดูดเข้าไป

• Muscle Wires - พวกมันหดตัว 5% เมื่อกระแสไฟฟ้าผ่านพวกมัน

• Piezo Motors and Ultrasonic Motors - เหมาะสำหรับหุ่นยนต์อุตสาหกรรม

• Sensors- ให้ความรู้ข้อมูลเรียลไทม์เกี่ยวกับสภาพแวดล้อมของงาน หุ่นยนต์ติดตั้งเซ็นเซอร์การมองเห็นเพื่อคำนวณความลึกในสภาพแวดล้อม เซ็นเซอร์สัมผัสจะเลียนแบบคุณสมบัติเชิงกลของตัวรับสัมผัสของปลายนิ้วของมนุษย์

วิสัยทัศน์คอมพิวเตอร์

นี่คือเทคโนโลยี AI ที่หุ่นยนต์สามารถมองเห็นได้ วิสัยทัศน์ของคอมพิวเตอร์มีบทบาทสำคัญในด้านความปลอดภัยความปลอดภัยสุขภาพการเข้าถึงและความบันเทิง

การมองเห็นด้วยคอมพิวเตอร์จะแยกวิเคราะห์และทำความเข้าใจข้อมูลที่เป็นประโยชน์โดยอัตโนมัติจากภาพเดียวหรือหลายภาพ กระบวนการนี้เกี่ยวข้องกับการพัฒนาอัลกอริทึมเพื่อบรรลุความเข้าใจภาพอัตโนมัติ

ฮาร์ดแวร์ของระบบคอมพิวเตอร์วิชั่น

สิ่งนี้เกี่ยวข้องกับ -

• แหล่งจ่ายไฟ
• อุปกรณ์รับภาพเช่นกล้องถ่ายรูป
• โปรเซสเซอร์
• ซอฟต์แวร์
• อุปกรณ์แสดงผลสำหรับตรวจสอบระบบ
• อุปกรณ์เสริมเช่นขาตั้งกล้องสายเคเบิลและขั้วต่อ

ภารกิจของ Computer Vision

• OCR - ในโดเมนของคอมพิวเตอร์ Optical Character Reader ซอฟต์แวร์สำหรับแปลงเอกสารที่สแกนเป็นข้อความที่แก้ไขได้ซึ่งมาพร้อมกับเครื่องสแกน

• Face Detection- กล้องที่ล้ำสมัยจำนวนมากมาพร้อมกับคุณสมบัตินี้ซึ่งช่วยให้สามารถอ่านใบหน้าและถ่ายภาพที่แสดงออกมาได้อย่างสมบูรณ์แบบ ใช้เพื่อให้ผู้ใช้เข้าถึงซอฟต์แวร์ในการจับคู่ที่ถูกต้อง

• Object Recognition - มีการติดตั้งในซูเปอร์มาร์เก็ตกล้องถ่ายรูปรถยนต์ระดับไฮเอนด์เช่น BMW, GM และ Volvo

• Estimating Position - เป็นการประมาณตำแหน่งของวัตถุที่เกี่ยวข้องกับกล้องเช่นเดียวกับตำแหน่งของเนื้องอกในร่างกายของมนุษย์

แอปพลิเคชันโดเมนของ Computer Vision

• Agriculture
• ยานพาหนะที่เป็นอิสระ
• Biometrics
• การจดจำตัวละคร
• นิติเวชความปลอดภัยและการเฝ้าระวัง
• การตรวจสอบคุณภาพอุตสาหกรรม
• การจดจำใบหน้า
• การวิเคราะห์ท่าทาง
• Geoscience
• ภาพทางการแพทย์
• การตรวจสอบมลพิษ
• การควบคุมกระบวนการ
• การสำรวจระยะไกล
• Robotics
• Transport

การประยุกต์ใช้หุ่นยนต์

หุ่นยนต์มีบทบาทสำคัญในโดเมนต่างๆเช่น -

• Industries - หุ่นยนต์ใช้สำหรับขนย้ายวัสดุตัดเชื่อมเคลือบสีเจาะขัด ฯลฯ

• Military- หุ่นยนต์อัตโนมัติสามารถเข้าถึงพื้นที่ที่ไม่สามารถเข้าถึงได้และเป็นอันตรายในระหว่างสงคราม หุ่นยนต์ชื่อDakshซึ่งพัฒนาโดย Defense Research and Development Organisation (DRDO) มีหน้าที่ทำลายวัตถุที่คุกคามชีวิตอย่างปลอดภัย

• Medicine - หุ่นยนต์สามารถทำการทดสอบทางคลินิกได้หลายร้อยครั้งพร้อมกันฟื้นฟูผู้พิการถาวรและทำการผ่าตัดที่ซับซ้อนเช่นเนื้องอกในสมอง

• Exploration - หุ่นยนต์นักปีนผาที่ใช้สำหรับการสำรวจอวกาศโดรนใต้น้ำที่ใช้สำหรับการสำรวจในมหาสมุทรมีชื่อไม่กี่อย่าง

• Entertainment - วิศวกรของดิสนีย์ได้สร้างหุ่นยนต์หลายร้อยตัวสำหรับสร้างภาพยนตร์