Trí tuệ nhân tạo - Người máy

Robotics là một lĩnh vực trong trí tuệ nhân tạo liên quan đến việc nghiên cứu tạo ra các robot thông minh và hiệu quả.

Robot là gì?

Robot là tác nhân nhân tạo hoạt động trong môi trường thế giới thực.

Mục tiêu

Robot nhằm mục đích điều khiển các đối tượng bằng cách nhận thức, chọn, di chuyển, sửa đổi các đặc tính vật lý của đối tượng, phá hủy nó hoặc tạo ra một tác động nào đó giúp giải phóng nhân lực khỏi các chức năng lặp đi lặp lại mà không cảm thấy nhàm chán, mất tập trung hoặc kiệt sức.

Robotics là gì?

Robotics là một nhánh của AI, bao gồm Kỹ thuật điện, Kỹ thuật cơ khí và Khoa học máy tính để thiết kế, xây dựng và ứng dụng rô bốt.

Các khía cạnh của người máy

• Người máy có mechanical construction, biểu mẫu hoặc hình dạng được thiết kế để hoàn thành một nhiệm vụ cụ thể.

• Họ có electrical components cung cấp năng lượng và điều khiển máy móc.

• Chúng chứa một số cấp độ computer program xác định cái gì, khi nào và như thế nào một rô bốt làm điều gì đó.

Sự khác biệt trong Hệ thống Robot và Chương trình AI khác

Đây là sự khác biệt giữa hai -

Chương trình AI	Rô bốt
Họ thường hoạt động trong thế giới được máy tính kích thích.	Họ hoạt động trong thế giới thực
Đầu vào cho một chương trình AI là các ký hiệu và quy tắc.	Đầu vào cho rô bốt là tín hiệu tương tự ở dạng sóng giọng nói hoặc hình ảnh
Họ cần máy tính đa năng để hoạt động.	Họ cần phần cứng đặc biệt với cảm biến và hiệu ứng.

Chuyển động robot

Locomotion là cơ chế giúp robot có thể di chuyển trong môi trường của nó. Có nhiều loại đầu máy -

• Legged
• Wheeled
• Sự kết hợp của vận động bằng chân và bánh xe
• Trượt / trượt theo dõi

Vận động bằng chân

• Loại vận động này tiêu tốn nhiều điện năng hơn trong khi thể hiện bước đi, nhảy, chạy nước kiệu, nhảy lò cò, leo lên hoặc xuống, v.v.

• Nó đòi hỏi nhiều động cơ hơn để thực hiện một chuyển động. Nó phù hợp với địa hình gồ ghề cũng như trơn nhẵn, nơi bề mặt không đều hoặc quá nhẵn khiến nó tiêu thụ nhiều năng lượng hơn cho xe cào cào bánh lốp. Nó hơi khó thực hiện vì vấn đề ổn định.

• Nó có nhiều loại một, hai, bốn và sáu chân. Nếu rô bốt có nhiều chân thì sự phối hợp chân là cần thiết để vận động.

Tổng số có thể gaits (một chuỗi tuần tự các sự kiện nâng và thả cho mỗi chân trong tổng số chân) mà rô bốt có thể di chuyển phụ thuộc vào số chân của nó.

Nếu một robot có k chân, thì số sự kiện có thể xảy ra N = (2k-1) !.

Trong trường hợp robot hai chân (k = 2), số sự kiện có thể xảy ra là N = (2k-1)! = (2 * 2-1)! = 3! = 6.

Do đó, có thể có sáu sự kiện khác nhau -

• Nâng chân trái
• Thả chân trái
• Nâng chân phải
• Thả chân phải
• Nâng cả hai chân cùng nhau
• Thả cả hai chân vào nhau

Trong trường hợp k = 6 chân, có 39916800 sự kiện có thể xảy ra. Do đó, độ phức tạp của robot tỷ lệ thuận với số lượng chân.

Chuyển động bánh xe

Nó yêu cầu ít động cơ hơn để thực hiện một chuyển động. Nó hơi dễ thực hiện vì có ít vấn đề về độ ổn định hơn trong trường hợp số lượng bánh xe nhiều hơn. Nó tiết kiệm năng lượng so với đầu máy bằng chân.

• Standard wheel - Quay quanh trục bánh xe và xung quanh tiếp điểm

• Castor wheel - Quay quanh trục bánh xe và khớp lái bù.

• Swedish 45^o and Swedish 90^o wheels - Omni-wheel, quay quanh điểm tiếp xúc, quanh trục bánh xe và quanh các con lăn.

• Ball or spherical wheel - Bánh xe đa hướng, kỹ thuật khó thực hiện.

Chuyển động trượt / trượt

Trong loại hình này, các phương tiện sử dụng đường ray như trong xe tăng. Robot được điều khiển bằng cách di chuyển các đường ray với các tốc độ khác nhau theo cùng hướng hoặc ngược chiều. Nó cung cấp sự ổn định vì diện tích tiếp xúc lớn của đường đua và mặt đất.

Các thành phần của Robot

Robot được tạo ra với những điều sau:

• Power Supply - Robot được chạy bằng pin, năng lượng mặt trời, nguồn thủy lực hoặc khí nén.

• Actuators - Chúng chuyển hóa năng lượng thành chuyển động.

• Electric motors (AC/DC) - Chúng được yêu cầu cho chuyển động quay.

• Pneumatic Air Muscles - Chúng co lại gần 40% khi không khí bị hút vào.

• Muscle Wires - Chúng co lại 5% khi có dòng điện chạy qua chúng.

• Piezo Motors and Ultrasonic Motors - Tốt nhất cho robot công nghiệp.

• Sensors- Họ cung cấp kiến ​​thức về thông tin thời gian thực trên môi trường nhiệm vụ. Robot được trang bị cảm biến thị giác để tính toán độ sâu trong môi trường. Cảm biến xúc giác mô phỏng các đặc tính cơ học của các cơ quan cảm ứng trên đầu ngón tay người.

Tầm nhìn máy tính

Đây là công nghệ AI mà robot có thể nhìn thấy. Thị giác máy tính đóng vai trò quan trọng trong các lĩnh vực an toàn, bảo mật, sức khỏe, truy cập và giải trí.

Thị giác máy tính tự động trích xuất, phân tích và hiểu thông tin hữu ích từ một hình ảnh hoặc một mảng hình ảnh. Quá trình này liên quan đến việc phát triển các thuật toán để hoàn thành việc hiểu trực quan tự động.

Phần cứng của Hệ thống Thị giác Máy tính

Điều này liên quan đến -

• Nguồn cấp
• Thiết bị thu nhận hình ảnh như máy ảnh
• Một bộ xử lý
• Một phần mềm
• Một thiết bị hiển thị để giám sát hệ thống
• Các phụ kiện như chân đế máy ảnh, dây cáp và đầu nối

Nhiệm vụ của Thị giác Máy tính

• OCR - Trong lĩnh vực máy tính, Trình đọc ký tự quang học, một phần mềm chuyển đổi tài liệu đã quét thành văn bản có thể chỉnh sửa, đi kèm với máy quét.

• Face Detection- Nhiều máy ảnh hiện đại đi kèm với tính năng này, cho phép đọc khuôn mặt và chụp ảnh với biểu cảm hoàn hảo đó. Nó được sử dụng để cho phép người dùng truy cập vào phần mềm phù hợp.

• Object Recognition - Được lắp đặt trong siêu thị, camera, các dòng xe cao cấp như BMW, GM, Volvo.

• Estimating Position - Nó là ước tính vị trí của một đối tượng đối với máy ảnh như vị trí của khối u trong cơ thể người.

Miền ứng dụng của Thị giác máy tính

• Agriculture
• Xe tự hành
• Biometrics
• Nhận dạng ký tự
• Pháp y, an ninh và giám sát
• Kiểm tra chất lượng công nghiệp
• Nhận dạng khuôn mặt
• Phân tích cử chỉ
• Geoscience
• Hình ảnh y tế
• Giám sát ô nhiễm
• Kiểm soát quy trình
• Viễn thám
• Robotics
• Transport

Ứng dụng của Robotics

Người máy đã trở thành công cụ trong các lĩnh vực khác nhau như -

• Industries - Robot được sử dụng để xử lý vật liệu, cắt, hàn, sơn màu, khoan, đánh bóng, v.v.

• Military- Robot tự hành có thể tiếp cận các khu vực nguy hiểm và khó tiếp cận trong chiến tranh. Một robot tên Daksh , do Tổ chức Nghiên cứu và Phát triển Quốc phòng (DRDO) phát triển, có chức năng tiêu diệt các vật thể đe dọa tính mạng một cách an toàn.

• Medicine - Các robot có khả năng thực hiện hàng trăm thử nghiệm lâm sàng đồng thời, phục hồi chức năng cho những người tàn tật vĩnh viễn và thực hiện các phẫu thuật phức tạp như u não.

• Exploration - Hãy kể tên một số người máy leo núi đá dùng để thám hiểm không gian, máy bay không người lái dưới nước dùng để khám phá đại dương.

• Entertainment - Các kỹ sư của Disney đã tạo ra hàng trăm robot để làm phim.