Artificial-intelligence-robotics
人工知能-ロボット工学
ロボット工学は、インテリジェントで効率的なロボットを作成する研究を扱う人工知能の分野です。
ロボットとは？
ロボットは、現実世界の環境で動作する人工エージェントです。
目的
ロボットは、オブジェクトの知覚、ピッキング、移動、オブジェクトの物理的特性の変更、破壊、または退屈、気晴らし、または疲れることなく反復機能を実行することによる労働力の解放によってオブジェクトを操作することを目的としています。
ロボティクスとは何ですか？
ロボット工学は、ロボットの設計、構築、および応用のための電気工学、機械工学、およびコンピューターサイエンスで構成されるAIのブランチです。
ロボティクスの側面
- ロボットには、特定のタスクを達成するために設計された*機械的構造*、形状、または形状があります。
- それらには、機械を駆動および制御する*電気部品*があります。
- それらには、ロボットが何か、いつ、どのように何かをするかを決定する*コンピュータープログラム*が含まれています。
ロボットシステムと他のAIプログラムの違い
ここに2つの違いがあります-
| AI Programs | Robots |
|---|---|
| They usually operate in computer-stimulated worlds. | They operate in real physical world |
| The input to an AI program is in symbols and rules. | Inputs to robots is analog signal in the form of speech waveform or images |
| They need general purpose computers to operate on. | They need special hardware with sensors and effectors. |
ロボット移動
移動とは、ロボットを環境内で移動できるようにするメカニズムです。 さまざまな種類の移動があります-
- 脚付き
- 車輪付き
- 脚歩行と車輪移動の組み合わせ
- 追跡されたスリップ/スキッド
脚歩行
- このタイプの移動は、歩行、ジャンプ、速歩、ホップ、上り下りなどを示す際により多くの電力を消費します。
- 動きを実現するには、より多くのモーターが必要です。 不規則な表面や滑らかすぎる表面が車輪付きの移動のためにより多くの電力を消費する、荒い地形と滑らかな地形に適しています。 安定性の問題のため、実装するのはほとんど困難です。
- さまざまな1本、2本、4本、および6本の脚が付属しています。 ロボットに複数の脚がある場合、移動には脚の調整が必要です。
ロボットが移動できる*歩行*（各総脚のリフトおよびリリースイベントの定期的なシーケンス）の合計数は、その脚の数によって異なります。
ロボットにk個の脚がある場合、可能なイベントの数N =（2k-1）!。
2脚ロボット（k = 2）の場合、可能なイベントの数はN =（2k-1）です！ =（2 * 2-1）！ = 3! = 6.
したがって、6つの可能な異なるイベントがあります-
- 左脚を持ち上げる
- 左脚を離す
- 右脚を持ち上げる
- 右脚を離す
- 両足を一緒に持ち上げる
- 両足を一緒に離す
k = 6レッグの場合、39916800の可能なイベントがあります。 したがって、ロボットの複雑さは脚の数に正比例します。
車輪付き移動
運動を行うために必要なモーターの数が少なくなります。 車輪の数が多い場合の安定性の問題が少ないため、実装は簡単ではありません。 脚のある歩行に比べて電力効率が良いです。
- 標準ホイール-ホイール軸と接点の周りを回転します
- キャスターホイール-ホイール軸とオフセットステアリングジョイントを中心に回転します。
- スウェーデン語45 ^ o ^およびスウェーデン語90 ^ o ^車輪-全輪、接触点、車輪軸、およびローラーの周りを回転します。
- ボールまたは球面ホイール-実装が技術的に難しい全方向性ホイール。
スリップ/スキッド移動
このタイプでは、車両は戦車のようにトラックを使用します。 ロボットは、同じ方向または反対方向に異なる速度でトラックを移動することにより操縦されます。 軌道と地面の接触面積が大きいため、安定性があります。
ロボットのコンポーネント
ロボットは以下で構成されています-
- 電源-ロボットは、バッテリー、太陽光発電、油圧、または空気圧の動力源によって駆動されます。
- アクチュエータ-エネルギーを運動に変換します。
- 電動モーター（AC/DC）-回転運動に必要です。
- 空気の空気の筋肉-空気が吸い込まれると、ほぼ40％収縮します。
- 筋線-電流が流れると5％収縮します。
- ピエゾモーターおよび超音波モーター-産業用ロボットに最適。
- センサー-タスク環境に関するリアルタイム情報の知識を提供します。 ロボットには、環境の深さを計算するためのビジョンセンサーが装備されています。 触覚センサーは、人間の指先のタッチ受容体の機械的特性を模倣します。
コンピュータビジョン
これは、ロボットが見ることができるAIの技術です。 コンピュータービジョンは、安全性、セキュリティ、健康、アクセス、エンターテイメントの分野で重要な役割を果たします。
コンピュータービジョンは、単一の画像または一連の画像から有用な情報を自動的に抽出、分析、および理解します。 このプロセスには、自動視覚理解を達成するためのアルゴリズムの開発が含まれます。
コンピュータビジョンシステムのハードウェア
これには-
- 電源
- カメラなどの画像取得デバイス
- プロセッサ
- ソフトウェア
- システムを監視するための表示デバイス
- カメラスタンド、ケーブル、コネクタなどのアクセサリ
コンピュータービジョンのタスク
- OCR -コンピューターの領域で、光学式文字リーダー、スキャンされた文書を編集可能なテキストに変換するソフトウェアで、スキャナーに付属しています。
- 顔検出-多くの最新のカメラにはこの機能が搭載されており、顔を読み取ってその完璧な表情を撮影することができます。 ユーザーが正しい一致でソフトウェアにアクセスできるようにするために使用されます。
- オブジェクト認識-スーパーマーケット、カメラ、BMW、GM、ボルボなどの高級車に搭載されています。
- 推定位置-人体の腫瘍の位置のように、カメラに対するオブジェクトの位置を推定しています。
コンピュータービジョンのアプリケーションドメイン
- 農業
- 自動運転車
- 生体認証
- 文字認識
- フォレンジック、セキュリティ、および監視
- 産業品質検査
- 顔認識
- ジェスチャー分析
- 地球科学
- 医療画像
- 汚染モニタリング
- プロセス制御
- リモートセンシング
- ロボティクス
- 輸送
ロボット工学の応用
ロボティクスは、次のようなさまざまな分野で役立っています-
- 産業-ロボットは、材料の取り扱い、切断、溶接、カラーコーティング、穴あけ、研磨などに使用されます。
- 軍事-自律ロボットは、戦争中にアクセスできない危険なゾーンに到達する可能性があります。 防衛研究開発機構（DRDO）によって開発された_Daksh_という名前のロボットは、生命を脅かす物体を安全に破壊するために機能しています。
- 医学-ロボットは、数百の臨床検査を同時に実施し、障害のある人々をリハビリし、脳腫瘍などの複雑な手術を行うことができます。
- 探査-宇宙探査に使用されるロボットロッククライマー、海洋探査に使用される水中ドローンをいくつか挙げます。
- エンターテインメント-ディズニーのエンジニアは、映画制作のために何百ものロボットを作成しました。
