Гуманоидные роботы называются так из-за их сходства с человеческими существами, а технологические достижения, осуществляемые для достижения совершенства, как следует из названия, огромны. Развитие науки, которое привело к прорыву в подражании людям и внедрению их в роботов, стало одним из главных достижений в этой области. Человеческое тело работает способами, которые ещё предстоит заново открывать и изучать. Универсальность человеческого тела в том, чтобы двигаться так, как оно делает, и выполнять так, как оно делает, выходит за рамки существующих технологических возможностей, с развитием искусственного интеллекта, который является одной из основных областей для человекоподобных роботов в существующие годы и в будущем.
У человекоподобных роботов есть свои неоспоримые преимущества и перспективы по сравнению с их собратьями, которые передвигаются при помощи колёс. Например, роботы-гуманоиды способны маневрировать на различных участках местности, в опасных условиях и при лазании по объектам. Одним из самых главных преимуществ является то, что некоторые из них способны подниматься и спускаться по лестницам. Однако у гуманоидных андроидов есть и несколько недостатков, с которыми они постоянно сталкиваются, а именно: они обычно страдают от люфтов и трения в «суставах», имеют определённый класс нестабильности в удержании равновесия при ходьбе и имеют очень ограниченную полезную нагрузку во время выполнения движения, а датчики движения, при этом, могут выдавать ненадёжные, нереалистичные или неточные результаты. Поэтому проблема, с которой сталкиваются разработчики таких механизмов, заключается в точной локализации.
В настоящее время учёными и конструкторами были представлены различные исследовательские подходы к локализации гуманоидных роботизированных систем. Наиболее популярные исследовательские подходы обычно проводились в 2D-пространствах. В одном из таких исследований информация о 2D-представлении хранилась в квантованных ячейках, но они не были надёжными при навигации по препятствиям. Таким образом, для навигации гуманоида между препятствиями и определения высоты различных объектов было использовано изображение в формате 2.5D. Однако различные другие подходы, такие как 3D-представление, используются для произвольных сред, имеющих несколько уровней, а формат 6D-представления используется для многоуровневых и неплоских перемещений. В отличие от всех подходов, были проведены исследования для определения 6D поз человекоподобных роботов с использованием 3D-представления, интегрирующего только бортовые датчики.
Управление движением от человека к машине — это ещё одна плоскость исследований, направленная на изучение эффективности ограничений суставов и самоколлизий. Фиксируя многочисленные движения в декартовом пространстве, мы можем задавать движения человекоподобных роботов для определения их желаемого движения или перенацеливания. Эти созданные и заранее определённые позиции, которые служат естественными целями для управления андроидом, приводят к задачам контроля пространством. Во время задачи перенацеливания в активной динамике наблюдается избыточность движения, но это часто остаётся неучтённым параметром.
У роботов-гуманоидов во время движения наивысший приоритет отдавался критическому удовлетворению ограничений. Эти критические ограничения можно обойти, создав ограничение в качестве наивысшего приоритета при программировании робота и выполнив оперативную задачу в ограниченном нулевом пространстве. Однако этот подход тоже ограничивается обработкой большого массива данных для перенастройки движения шарнирных соединений (которые отрабатывают в качестве неких узлов, аналогичных суставам человеческих конечностей) и угрозу столкновения, что приводит к нелинейному переходу выполнения движений по очень неопределённым траекториям.
Напротив, необходим чётко определённый механизм для безопасного отключения ограничений наивысшего приоритета в определённый промежуток времени, с возвращением приоритетности после выполнения маневра. Кроме того, задача управления движением, присутствующая в человекоподобном роботе с ногами, использует ограничения контактного пятна ступней. Каждая ориентация стопы гуманоидного робота рассматривается и контролируется как переменная задачи и имеет приоритет в схеме резервирования разрешения соответственно. Этот подход годится только для выполнения оперативных задач без использования избыточности для выполнения необходимых задач управления движением.
Ещё одной важной проблематикой в разработках — это средство анализа хватательного поведения человека и использования этого принципа на роботах. Гуманоидный робот спроектирован и разработан для взаимодействия с миром в реальном времени. Увеличение степени свободы руки робота помимо гибкости приводит к сложности в управлении. Получение ответа от датчиков манипулятора «кисти руки» в процессе управления для выполнения различных манипулятивных задач и сложных захватных намерений стало очень громоздким. Причина в том, что у людей есть биологически мышечная система конфигурации от руки до запястья для управления высокой степенью свободы. Причина в том, что у людей есть биологически мышечная система, состоящая из рук и запястий, для управления высокой степенью свободы. Выбор частей руки уже сделан непосредственно перед захватом, чтобы позволить человеческой руке выполнять определённые задачи, такие как поворот ручки или циферблата, открытие и закрытие крышки и т. д. Стабильность захвата определяется руководящими принципами намерений захвата и при помощи трёхмерного учёта ориентиров. В управлении этим действием также учитываются определяющее приложение действия хватательных функций, поза самой руки и всего тела, скорость движения, сила и крутящие моменты при манипулировании объектом.
Такие принципы намерений захвата применяются к рассматриваемой гуманоидной руке путём количественной оценки материала конфигураций захвата для парного взаимодействия внутри основных хватательных поверхностей манипулятора. Таким образом, анализ конфигураций захвата человеческой руки осуществляется с помощью патчей каждого «пальца». При этом каждый патч визуализируется в единую силу захвата.
В настоящее время тенденция к исследованиям в области робототехники более или менее ориентирована на разработку не только промышленных роботов, но и человекоподобных, имеющих некую мыслительную систему, использующую искусственный интеллект в процессе машинного обучения и двигательные возможности. Гонка за гуманоидными роботами началась с BioWalker, который дал представление о стоимости и универсальности уже существующих работ. Исследования в области энергоэффективных приводных систем в настоящее время находятся на стадии разработки, в ходе которой изучаются новые идеи в области комплексного объединения нескольких датчиков с алгоритмами и процессами. Внедряя стандартные и сложные компоненты и программное обеспечение, разработчики и программисты робототехнических систем могут выполнять и применять исследовательскую деятельность в области нейробиологического вдохновения в человекоподобных роботах. Для реализации этих идей были разработаны рекомендации, которые были классифицированы как гибридное приведение в действие, несколько датчиков и управление распределённой архитектурой.
Исследования этой отрасли роботостроения в основном направлены на то, чтобы сделать их более похожими на человека по принципу действия, а не по внешнему дизайну. Эти механизмы должны максимально эффективно реагировать на изменение окружающего пространства. Большое внимание уделяется контролю центрального давления с помощью вестибулярных сигналов. Гуманоидный робот отличается от человека в основном сбалансированным телом. Например, ноги гуманоида могут быть оборудованы двумя сегментами стопы для более лучшего сцепления с поверхностью. Вообще сама по себе разработка «стопы» сделана для того, чтобы максимально попытаться имитировать биологическое движение ног. Но надо понимать, что все упомянутые подходы все ещё находятся на стадии разработки и далеки от завершения.
Развитие в области искусственного интеллекта, обозначаемое киноиндустрией, показывает, что оно не всегда поддаётся контролю человеческой природы. Как роботы когда-то были мечтой из книг, так и Искусственный Интеллект (ИИ) появился в форме вымысла и визуального представления сначала на экранах кинотеатров. Ближайшие годы — это годы развития ИИ и по мере того, как мы продвигаемся вперёд, мы становимся ближе к этому. Искусственный интеллект — это следующая ступень для совершенствования человекоподобных роботов.
(Оценок еще нет)
Загрузка...
