Autonome Robotik: Wie wird ein autonomer Roboter auf dem Cover des Time Magazine stehen?

Von Fouad Sabry

Was ist autonome Robotik

Ein autonomer Roboter ist ein Roboter, der autonom (ohne äußere Einwirkung) Verhaltensweisen ausführt oder Aufgaben ausführt. Autonome Robotik wird allgemein als ein Zweig der künstlichen Intelligenz, Robotik und Informationstechnik angesehen.

Ihre Vorteile

- Beantwortung der wichtigsten Fragen der Öffentlichkeit zur autonomen Robotik.
- Beispiele aus der Praxis für den Einsatz von Robotern in vielen Branchen und Unternehmen.
- 17 Anhänge zur kurzen Erläuterung von 266 neuen Technologien in jeder Branche um ein umfassendes 360-Grad-Verständnis der Robotik-Technologien zu haben.
- Einblicke und Validierungen zu den folgenden Themen:

Kapitel 1: Autonomer Roboter
Kapitel 2: Verhaltensbasierte Robotik
Kapitel 3: Roboterlernen
Kapitel 4: Cloud-Robotik
Kapitel 5: Allgegenwärtiger Roboter
Kapitel 6: Schwarmrobotik
Kapitel 7: Nebelrobotik
Kapitel 8: Robotersensorik
Kapitel 9: Robotersensorik
Kapitel 10: Roboternavigation
Kapitel 11: Simultane Lokalisierung und Kartierung
Kapitel 12: Teleoperation
Kapitel 13: Telerobotik
Kapitel 14: Bioinspirierte Robotik
Kapitel 15: Biorobotik
Kapitel 16: Kognitive Robotik
Kapitel 17: Entwicklungsrobotik
Kapitel 18: Hausroboter
Kapitel 19: Evolutionäre Robotik
Kapitel 20: Humanoider Roboter
Kapitel 21: Mikrobotik
Kapitel 22 : Robotik
Kapitel 23: Industrieroboter
Kapitel 24: PatrolBot
Kapitel 25: Amazon Scout
Kapitel 26: RoboBee
Kapitel 27: Robomow
Kapitel 28 : Roboterproblem aufwachen
Kapitel 29: Roboterproblem entführt
Kapitel 30: Drei Gesetze von Robotik

Für wen ist dieses Buch geeignet?

Profis, Studenten und Doktoranden, Enthusiasten, Bastler und diejenigen, die über das Basiswissen oder die Informationen für jede Art von Roboter hinausgehen möchten.

• Sprache: Deutsch
• Herausgeber: Eine Milliarde Sachkundig [German]
• Erscheinungsdatum: 29. Aug. 2021

Buchvorschau

Zitate

„In 30 Jahren wird wahrscheinlich ein Roboter als bester CEO auf dem Cover des Time-Magazins stehen. Maschinen werden tun, was Menschen nicht tun können. Maschinen werden mit Menschen zusammenarbeiten und mit ihnen kooperieren, anstatt der größte Feind der Menschheit zu werden." ~ Jack Ma, Gründer von Alibaba.

„Beginnen wir mit den drei Grundregeln der Robotik…. Wir haben: Erstens darf ein Roboter keinen Menschen verletzen oder durch Untätigkeit zulassen, dass ein Mensch zu Schaden kommt. Zweitens muss ein Roboter die Befehle von Menschen befolgen, es sei denn, diese Befehle würden dem Ersten Gesetz widersprechen. Und drittens muss ein Roboter seine eigene Existenz schützen, solange dieser Schutz nicht mit dem Ersten oder Zweiten Gesetz kollidiert." ~Isaac Asimov.

„Künstliche Intelligenz wird schnell erwachsen, ebenso wie Roboter, deren Mimik Empathie hervorrufen und Ihre Spiegelneuronen zum Beben bringen." ~ Diane Ackermann.

„Wir müssen uns der Tatsache stellen, dass Länder Arbeitsplätze an die Robotik verlieren werden. Die einzige Frage, die beantwortet werden muss, ist, welches Land die beste Robotertechnologie entwickeln und besitzen wird und über die erforderliche Infrastruktur verfügt." ~ Mark Kubaner.

„Früher oder später werden die USA aufgrund von Fortschritten in der Automatisierung, künstlichen Intelligenz und Robotik mit zunehmenden Arbeitsplatzverlusten konfrontiert sein." ~Oren Etzioni.

„Was tun gegen Massenarbeitslosigkeit? Das wird eine massive soziale Herausforderung. Es wird immer weniger Jobs geben, die ein Roboter nicht besser kann [als ein Mensch]. Das sind keine Dinge, von denen ich mir wünsche, dass sie passieren. Das sind einfach Dinge, von denen ich denke, dass sie wahrscheinlich passieren werden." ~ Elon Musk.

„Unsere Arbeit wird zunehmend durch neue IT wie Automatisierung, Robotik und intelligente Plattformen ermöglicht." ~ Pierre Nanterme.

„Über Robotik gibt es unendlich viel zu entdecken. Vieles davon ist einfach zu fantastisch, als dass die Leute es glauben könnten." ~ Daniel H. Wilson.

„Je höher der Mindestlohn wird, desto niedriger wird die Schwelle für Roboter, die Menschen in vielen Mindestlohnrollen ersetzen." ~ Tom Purcell.

Die Roboter der Cartoons und Filme aus den 1970er Jahren werden die Realität der 2020er Jahre sein. ~ Alec Ross.

„Robotik ist eine Technologie, die von Natur aus keine guten oder schlechten Auswirkungen hat. Du könntest einen Hammer benutzen, um einen Nagel zu schlagen, oder du kannst einen Hammer benutzen, um jemanden zu verletzen." ~Shyam Sundar.

„Wenn Fake News auf künstliche Intelligenz (KI) treffen, besteht die Gefahr, dass Roboter lügen und uns mit Fake Intelligence und künstlichen Nachrichten zurücklassen oder genau dort, wo wir jetzt sind." ~ Jim Vibert.

Autonome Robotik

Andere Bücher des Autors

1 – Intelligente Maschinen

2 – Gehirn-Computer-Schnittstelle

3 – Schwarmintelligenz

4 – Autonome Fahrzeuge

5 – Autonome Drohnen

6 – Autonome Robotik

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Eine Milliarde Wissende

Autonome Robotik

Wie wird ein autonomer Roboter auf dem Cover des Time Magazine stehen?

Fouad Sabry

Urheberrechte ©

Autonome Robotik Copyright © 2021 by Fouad Sabry. Alle Rechte vorbehalten.

Alle Rechte vorbehalten. Kein Teil dieses Buches darf ohne schriftliche Genehmigung des Autors in irgendeiner Form oder mit elektronischen oder mechanischen Mitteln, einschließlich Informationsspeicher- und -abrufsystemen, reproduziert werden. Die einzige Ausnahme ist ein Gutachter, der in einem Gutachten kurze Auszüge zitieren darf.

Cover entworfen von Fouad Sabry.

Dieses Buch ist ein Werk der Fiktion. Namen, Charaktere, Orte und Ereignisse sind entweder Produkte der Phantasie des Autors oder werden fiktiv verwendet. Jede Ähnlichkeit mit realen Personen, lebenden oder verstorbenen, Ereignissen oder Orten ist rein zufällig.

Bonus

Sie können eine E-Mail an [e-mail] mit dem Betreff „Autonomous Robotics: How an Autonomous Robot will is on the Cover of Time Magazine?" senden oder einfach darauf klickenVerknüpfung und klicken Sie in Ihrem E-Mail-Client auf Senden, und Sie erhalten eine E-Mail mit den ersten Kapiteln dieses Buches.

Fouad Sabry

Besuchen Sie die 1BK-Website unter

www.1BKOfficial.org

Vorwort

Warum habe ich dieses Buch geschrieben?

Die Geschichte des Schreibens dieses Buches begann im Jahr 1989, als ich Student an der Secondary School of Advanced Students war.

Es ist bemerkenswert wie die MINT-Schulen (Science, Technology, Engineering, and Mathematics), die jetzt in vielen fortgeschrittenen Ländern verfügbar sind.

MINT ist ein Curriculum, das auf der Idee basiert, Studenten in vier spezifischen Disziplinen – Naturwissenschaften, Technologie, Ingenieurwesen und Mathematik – in einem interdisziplinären und angewandten Ansatz auszubilden. Dieser Begriff wird in der Regel verwendet, um eine Bildungspolitik oder eine Lehrplanwahl in Schulen anzusprechen. Sie hat Auswirkungen auf die Personalentwicklung, nationale Sicherheitsbedenken und die Einwanderungspolitik.

Es gab einen wöchentlichen Kurs in der Bibliothek, bei dem jeder Schüler frei ein Buch auswählen und eine Stunde lang lesen konnte. Das Ziel des Kurses ist es, die Schüler zu ermutigen, andere Fächer als den Lehrplan zu lesen.

In der Bibliothek, während ich mir die Bücher in den Regalen ansah, bemerkte ich riesige Bücher, insgesamt 5.000 Seiten in 5 Teilen. Der Name des Buches ist „The Encyclopedia of Technology", der alles um uns herum beschreibt, fVom absoluten Nullpunkt bis hin zu Halbleitern wurde damals fast jede Technologie mit bunten Illustrationen und einfachen Worten erklärt. Ich fing an, die Enzyklopädie zu lesen, und konnte sie natürlich in der einstündigen wöchentlichen Klasse nicht beenden.

Also überredete ich meinen Vater, die Enzyklopädie zu kaufen. Mein Vater hat mir zu Beginn meines Lebens alle technischen Werkzeuge gekauft, den ersten Computer und die erste Technologie-Enzyklopädie, und beides hat großen Einfluss auf mich und meine Karriere.

Ich habe die gesamte Enzyklopädie in den gleichen Sommerferien dieses Jahres beendet und dann begann ich zu sehen, wie das Universum funktioniert und wie man dieses Wissen auf alltägliche Probleme anwenden kann.

Meine Leidenschaft für die Technologie begann vor mehr als 30 Jahren und die Reise geht immer noch weiter.

Dieses Buch ist Teil von „The Encyclopedia of Emerging Technologies", das mein Versuch ist, den Lesern die gleiche erstaunliche Erfahrung zu vermitteln, die ich in der High School hatte, aber anstelle von Technologien des 20. Jahrhunderts interessiere ich mich mehr für die aufstrebenden Technologien des 21. Jahrhunderts , Anwendungen und Branchenlösungen.

„The Encyclopedia of Emerging Technologies wird aus 365 Büchern bestehen, wobei sich jedes Buch auf eine einzelne neue Technologie konzentriert. Die Liste der aufkommenden Technologien und deren Kategorisierung nach Branchen können Sie im Teil „Coming Soon am Ende des Buches nachlesen.

365 Bücher, um den Lesern die Möglichkeit zu geben, ihr Wissen über eine einzige neue Technologie täglich innerhalb eines Jahres zu erweitern.

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Einführung

Wie habe ich dieses Buch geschrieben?

In jedem Buch von „The Encyclopedia of Emerging Technologies" versuche ich, unmittelbare, rohe Sucherkenntnisse direkt aus den Köpfen der Menschen zu erhalten, die versuchen, ihre Fragen über die aufkommende Technologie zu beantworten.

Jeden Tag gibt es 3 Milliarden Google-Suchanfragen, und 20 % davon wurden noch nie zuvor gesehen. Sie sind wie eine direkte Verbindung zu den Gedanken der Menschen.

Manchmal ist das 'Wie entferne ich einen Papierstau'. Zu anderen Zeiten sind es die quälenden Ängste und geheimen Sehnsüchte, die sie immer nur mit Google teilen würden.

In meinem Bestreben, eine unerschlossene Goldmine von Inhaltsideen zu „Autonomous Robotics zu entdecken, verwende ich viele Tools, um Autovervollständigungsdaten von Suchmaschinen wie Google abzuhören, und drehe dann schnell jede nützliche Phrase und Frage heraus, die die Leute rund um das Keyword „ Autonome Robotik.

Es ist eine Goldgrube an Menschenkenntnis, die ich nutzen kann, um frische, äußerst nützliche Inhalte, Produkte und Dienstleistungen zu erstellen. Die netten Leute, wie Sie, wollen es wirklich.

Personensuchen sind der wichtigste Datensatz, der jemals zur menschlichen Psyche gesammelt wurde. Daher ist dieses Buch ein Live-Produkt und wird ständig durch immer mehr Antworten auf neue Fragen zum Thema „Autonome Robotik" aktualisiert, die von Menschen wie Ihnen und mir gestellt werden, die sich über diese neue aufkommende Technologie wundern und mehr darüber erfahren möchten .

Der Ansatz beim Schreiben dieses Buches besteht darin, ein tieferes Verständnis dafür zu erlangen, wie Menschen rund um „Autonome Robotik" suchen, Fragen und Fragen aufdecken, die mir nicht unbedingt spontan einfallen würden, und diese Fragen super einfach und verdaulich zu beantworten Wörter, und das Buch auf einfache Weise zu navigieren.

Daher habe ich beim Schreiben dieses Buches darauf geachtet, dass es so optimiert und zielgerichtet wie möglich ist. Dieses Buch soll den Menschen helfen, ihr Wissen über „Autonome Robotik" weiter zu verstehen und zu erweitern. Ich versuche, die Fragen der Leute so genau wie möglich zu beantworten und noch viel mehr zu zeigen.

Es ist eine fantastische und schöne Möglichkeit, Fragen und Probleme der Völker zu untersuchen und direkt zu beantworten und den Inhalt des Buches – sogar Pitches und Vorschläge – um Einsicht, Bestätigung und Kreativität zu erweitern. Das Buch deckt reiche, weniger überfüllte und manchmal überraschende Bereiche des Forschungsbedarfs auf, die ich sonst nicht erreichen würde. Es besteht kein Zweifel, dass nach der Lektüre des Buches mit diesem Ansatz erwartet wird, das Wissen der potenziellen Leser zu erweitern.

Ich habe einen einzigartigen Ansatz angewandt, um den Inhalt dieses Buches immer frisch zu machen. Dieser Ansatz hängt davon ab, den Köpfen der Menschen zuzuhören, indem die Such-Zuhör-Tools verwendet werden. Dieser Ansatz hat mir geholfen:

Treffen Sie die Leser genau dort, wo sie sind, damit ich relevante Inhalte erstellen kann, die einen Nerv treffen und mehr Verständnis für das Thema schaffen.

Bleiben Sie am Puls der Zeit, damit ich auf dem neuesten Stand bin, wenn Leute auf neue Weise über diese neue Technologie sprechen, und Trends im Laufe der Zeit beobachten kann.

Entdecken Sie verborgene Schätze von Fragen, die Antworten auf die aufkommende Technologie benötigen, um unerwartete Einblicke und verborgene Nischen zu entdecken, die die Relevanz der Inhalte steigern und ihnen einen Gewinnvorteil verschaffen.

Verschwenden Sie keine Zeit mit Bauchgefühl und Rätselraten über die von den Lesern gewünschten Inhalte und füllen Sie den Buchinhalt mit dem, was die Leute brauchen, und verabschieden Sie sich von den endlosen Inhaltsideen, die auf Spekulationen basieren.

Treffen Sie solide Entscheidungen und gehen Sie weniger Risiken ein, um in Echtzeit das zu finden, was die Leute lesen und wissen möchten, und verwenden Sie Suchdaten, um mutige Entscheidungen darüber zu treffen, welche Themen eingeschlossen und welche Themen ausgeschlossen werden sollen.

Optimieren Sie meine Content-Produktion, um Content-Ideen zu identifizieren, ohne manuell einzelne Meinungen durchsuchen zu müssen, um Tage oder sogar Wochen Zeit zu sparen.

Es ist wunderbar, den Leuten zu helfen, ihr Wissen auf einfache Weise zu erweitern, indem sie nur ihre Fragen beantworten.

Ich denke, der Ansatz, dieses Buch zu schreiben, ist einzigartig, da es die wichtigen Fragen, die von den Lesern in Suchmaschinen gestellt werden, sammelt und verfolgt.

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Danksagung

Ein Buch zu schreiben ist schwieriger als ich dachte und lohnender, als ich es mir je hätte vorstellen können. All dies wäre ohne die Arbeit renommierter Forscher nicht möglich gewesen, und ich möchte ihre Bemühungen anerkennen, das Wissen der Öffentlichkeit über diese aufkommende Technologie zu erhöhen.

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Einsatz

An die Aufgeklärten, die die Dinge anders sehen und die Welt besser machen wollen -- sie mögen den Status quo oder den bestehenden Staat nicht ... Man kann ihnen zu sehr widersprechen und man kann sogar mit ihnen streiten mehr, aber man kann sie nicht ignorieren und man kann sie nicht unterschätzen, weil sie immer Dinge verändern... diejenigen, die erleuchtet genug sind, um zu denken, dass sie die Welt verändern können, sind diejenigen, die es tun und die Menschen zur Erleuchtung führen.

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Epigraph

„In 30 Jahren wird wahrscheinlich ein Roboter als bester CEO auf dem Cover des Time-Magazins stehen. Maschinenwird tun, wozu der Mensch nicht in der Lage ist. Maschinen werden mit Menschen zusammenarbeiten und mit ihnen kooperieren, anstatt der größte Feind der Menschheit zu werden." ~ Jack Ma, Gründer von Alibaba.

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Inhaltsverzeichnis

Zitate

Andere Bücher des Autors

Urheberrechte ©

Bonus

Vorwort

Einführung

Danksagung

Einsatz

Epigraph

Kapitel 1: Autonomer Roboter

Kapitel 2: Verhaltensbasierte Robotik

Kapitel 3: Roboterlernen

Kapitel 4: Cloud-Robotik

Kapitel 5: Allgegenwärtiger Roboter

Kapitel 6: Schwarmrobotik

Kapitel 7: Nebelrobotik

Kapitel 8: Robotische Sensorik

Kapitel 9: Robotersensoren

Kapitel 10: Roboternavigation

Kapitel 11: Gleichzeitige Lokalisierung und Kartierung

Kapitel 12: Teleoperation

Kapitel 13: Telerobotik

Kapitel 14: Bioinspirierte Robotik

Kapitel 15: Biorobotik

Kapitel 16: Kognitive Robotik

Kapitel 17: Entwicklungsrobotik

Kapitel 18: Haushaltsroboter

Kapitel 19: Evolutionäre Robotik

Kapitel 20: Humanoider Roboter

Kapitel 21: Mikrobotik

Kapitel 22: Robotik

Kapitel 23: Industrieroboter

Kapitel 24: PatrolBot

Kapitel 25: Amazon Scout

Kapitel 26: RoboBee

Kapitel 27: Robomow

Kapitel 28: Problem mit dem Wake-up-Roboter

Kapitel 29: Problem mit entführten Robotern

Kapitel 30: Drei Gesetze der Robotik

Epilog

Über den Autor

Kommt bald

Anhänge: Neue Technologien in jeder Branche

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Kapitel 1: Autonomer Roboter

Ein autonomer Roboter, auch Auto-Roboter oder Auto-Bot genannt, ist ein Roboter, der autonom (ohne äußere Einflussnahme) Verhaltensweisen oder Aufgaben ausführt. Autonome Robotik wird allgemein als ein Zweig der künstlichen Intelligenz, Robotik und Informationstechnik angesehen. Der Autor/Erfinder David L. Heiserman hat frühe Versionen vorgeschlagen und demonstriert.

Autonome Roboter sind besonders in Bereichen wie Raumfahrt, Haushaltswartung (wie Reinigung), Abwasserbehandlung und Lieferung von Waren und Dienstleistungen wünschenswert.

Innerhalb der engen Grenzen ihrer unmittelbaren Umgebung sind einige moderne Fabrikroboter autonom. Obwohl nicht alle Freiheitsgrade in ihrer Umgebung vorhanden sind, ist der Arbeitsplatz des Fabrikroboters anspruchsvoll und enthält häufig chaotische, unvorhersehbare Variablen. Die genaue Ausrichtung und Position des nächsten Arbeitsgegenstandes sowie die Art des Gegenstandes und die geforderte Aufgabe (in fortgeschritteneren Fabriken) müssen bestimmt werden. Dies kann sich (zumindest aus Sicht des Roboters) unerwartet ändern.

Ein wichtiger Bereich der Robotikforschung ist die Anpassung des Roboters an seine Umgebung, sei es an Land, unter Wasser, in der Luft, unter der Erde oder im Weltraum.

Ein vollständig autonomer Roboter kann

Erfahren Sie mehr über die Umwelt.

Arbeiten über einen längeren Zeitraum ohne menschliches Eingreifen Bewegen Sie sich ganz oder teilweise in seiner Betriebsumgebung ohne menschliches Eingreifen

Vermeiden Sie Situationen, die für Personen, Eigentum oder sich selbst schädlich sind, es sei denn, dies ist Teil der Konstruktionsspezifikationen.

Ein autonomer Roboter kann auch lernen oder neues Wissen erlangen, wie zum Beispiel die Anpassung an neue Methoden zum Erledigen von Aufgaben oder die Anpassung an sich ändernde Umgebungen.

Autonome Roboter bedürfen wie alle Maschinen einer routinemäßigen Wartung.

Komponenten und Kriterien der Roboterautonomie

Selbstwartung

Die Fähigkeit eines Roboters, für sich selbst zu sorgen, ist die erste Voraussetzung für vollständige körperliche Autonomie. Viele batteriebetriebene Roboter auf dem heutigen Markt können eine Ladestation orten und eine Verbindung zu ihnen herstellen, und einige Spielzeuge, wie der Aibo von Sony, können ihre Batterien selbst aufladen.

Selbsterhaltung basiert auf Propriozeption oder der Fähigkeit, den eigenen inneren Zustand zu spüren. Im Batterieladebeispiel kann der Roboter propriozeptiv erkennen, dass seine Batterien schwach werden und sucht nach einem Ladegerät. Die Wärmeüberwachung ist eine weitere häufige Anwendung für propriozeptive Sensoren. Damit Roboter in der Nähe von Menschen und in rauen Umgebungen autonom arbeiten können, muss die Propriozeption verbessert werden. Thermische, optische und haptische Sensoren sowie der Hall-Effekt sind Beispiele für gängige propriozeptive Sensoren (elektrisch).

Graphical user interface, application Description automatically generated

In der unteren rechten Ecke zeigt eine Roboter-GUI die Batteriespannung und andere propriozeptive Daten an. Die Anzeige dient nur der Benutzerfreundlichkeit. Um sich selbst zu schützen und ordnungsgemäß zu funktionieren, überwachen und reagieren autonome Roboter ohne menschliches Eingreifen auf propriozeptive Sensoren.

Die Umwelt wahrnehmen

Exterozeption ist die Fähigkeit, Dinge in der Umgebung wahrzunehmen. Um ihre Aufgaben zu erfüllen und Gefahren zu vermeiden, müssen autonome Roboter mit einer Vielzahl von Umgebungssensoren ausgestattet sein.

Das elektromagnetische Spektrum, Schall, Berührung, Chemikalien (Geruch, Geruch), Temperatur, Reichweite zu verschiedenen Objekten und Höhe sind Beispiele für gängige exterozeptive Sensoren.

Einige Roboter-Rasenmäher passen ihre Programmierung an, um die Geschwindigkeit des Graswachstums zu erkennen, um einen perfekt geschnittenen Rasen zu erhalten länger in einem Bereich bleiben.

Aufgabenerfüllung

Der folgende Schritt im autonomen Verhalten besteht darin, eine physische Aufgabe zu erledigen. Haushaltsroboter sind ein neuer Bereich, der kommerziell vielversprechend ist, mit einer Flut von kleinen Saugrobotern, die 2002 mit iRobot und Electrolux begann. Obwohl der Intelligenzgrad dieser Systeme nicht hoch ist, verwenden sie kontaktbehaftete und berührungslose Sensoren, um über große Gebiete zu navigieren und in engen Situationen in der Nähe von Häusern zu steuern. Beide Roboter verwenden proprietäre Algorithmen, um eine größere Abdeckung als einfaches zufälliges Abprallen zu bieten.

Die nächste Stufe der autonomen Aufgabenausführung erfordert die Ausführung bedingter Aufgaben durch einen Roboter. Sicherheitsroboter können beispielsweise so programmiert werden, dass sie Eindringlinge erkennen und je nach Standort des Eindringlings spezifisch reagieren.

Autonome Navigation

Indoor-Navigation

Um Verhaltensweisen mit einem Standort zu verknüpfen (Lokalisierung), muss ein Roboter zunächst wissen, wo er sich befindet und in der Lage sein, Punkt-zu-Punkt zu navigieren. Eine solche Navigation begann in den 1970er Jahren mit Drahtführung und entwickelte sich Anfang der 2000er Jahre zu einer beacon-basierten Triangulation. Kommerzielle Roboter navigieren derzeit autonom, indem sie natürliche Merkmale erfassen. Der HelpMate-Krankenhausroboter von Pyxus und der CyberMotion-Wachroboter, die beide in den 1980er Jahren von Robotik-Pionieren entwickelt wurden, waren die ersten kommerziellen Roboter, die dies erreichten. Ursprünglich navigierten diese Roboter Gebäude mit manuell erstellten CAD-Grundrissen, Sonarsensorik und Wandverfolgungsvarianten. Die nächste Generation, wie der PatrolBot und der autonome Rollstuhl von MobileRobots, die beide 2004 eingeführt wurden, können ihre eigenen laserbasierten Karten eines Gebäudes erstellen und sowohl offene Bereiche als auch Korridore navigieren.

Ursprünglich stützte sich die autonome Navigation auf planare Sensoren wie Laser-Entfernungsmesser, die nur auf einer Ebene erfassen können. Die fortschrittlichsten Systeme kombinieren jetzt Daten von mehreren Sensoren zur Lokalisierung (Position) und Navigation. Motivity beispielsweise kann sich auf unterschiedliche Sensoren in unterschiedlichen Bereichen verlassen, je nachdem, welcher gerade die zuverlässigsten Daten liefert, und ein Gebäude selbstständig neu kartieren.

Anstatt Treppen zu steigen, was hochspezialisierte Hardware erfordert, navigieren die meisten Indoor-Roboter durch behindertengerechte Bereiche, steuern Aufzüge und elektronische Türen. Dank elektronischer Zugangskontrollschnittstellen können sich Roboter jetzt in Innenräumen frei bewegen. Derzeit wird an autonomem Treppensteigen und manuell zu öffnenden Türen geforscht.

Mit der Weiterentwicklung dieser Indoor-Techniken werden Saugroboter in der Lage sein, einen bestimmten benutzerdefinierten Raum oder eine ganze Etage zu reinigen. Sicherheitsroboter können Eindringlinge umzingeln und Ausgänge kollaborativ verschließen. Diese Fortschritte bringen auch Sicherheitsvorkehrungen mit sich: Interne Karten von Robotern ermöglichen typischerweise die Definition von verbotenen Bereichen, die Roboter daran hindern, autonom in bestimmte Regionen einzudringen.

Outdoor-Navigation

Da Hindernisse in der Luft selten sind, ist die Autonomie im Freien am einfachsten zu erreichen. Cruise Missiles sind gefährliche, selbstfahrende Roboter. Drohnenflugzeuge ohne Piloten werden zunehmend zur Aufklärung eingesetzt. Einige dieser unbemannten Luftfahrzeuge (UAVs) können ihre gesamte Mission ohne menschliches Eingreifen fliegen, mit Ausnahme der Landung, bei der möglicherweise eine Person per Funkfernsteuerung eingreifen muss. Einige Drohnen können jedoch sichere, automatische Landungen durchführen. Das autonome Raumhafen-Drohnenschiff wurde 2014 angekündigt und sein erster Betriebstest ist für Dezember 2014 geplant.

Die Autonomie im Freien ist für Bodenfahrzeuge am schwierigsten zu erreichen, weil:

Dreidimensionales Gelände

Große Unterschiede in der Oberflächendichte

Wetteranforderungen

Instabilität der wahrgenommenen Umgebung

Offene Probleme in der autonomen Robotik

Es gibt mehrere offene Probleme in der autonomen Robotik, die auf diesem Gebiet einzigartig sind und nicht Teil der breiteren KI-Forschung sind. Zu den Problemen gehört laut George A. Bekeys Autonomous Robots: From Biological Inspiration to Implementation and Control, sicherzustellen, dass der Roboter korrekt funktionieren kann und nicht von selbst auf Hindernisse stößt.

Energieautarkie und Nahrungssuche

Forscher, die echtes künstliches Leben erschaffen möchten, beschäftigen sich nicht nur mit der intelligenten Steuerung, sondern auch mit der Fähigkeit des Roboters, nach eigenen Ressourcen zu suchen (auf der Suche nach Nahrung, die sowohl Energie als auch Ersatzteile umfasst).

Dies hängt mit der autonomen Nahrungssuche zusammen, die in der Verhaltensökologie, der Sozialanthropologie und der menschlichen Verhaltensökologie sowie in der Robotik, der künstlichen Intelligenz und dem künstlichen Leben ein Thema ist.

Geschichte und Entwicklung

Auf einem Flugplatz demonstrieren die Roboter Seekur und MDARS ihre autonomen Navigations- und Sicherheitsfähigkeiten.

Der Seekur-Roboter war der erste kommerziell erhältliche Roboter mit MDARS-ähnlichen Fähigkeiten für den allgemeinen Einsatz auf Flughäfen, Versorgungswerken, Justizvollzugsanstalten und dem Heimatschutz.

Die Mars-Rover MER-A und MER-B (jetzt bekannt als Spirit bzw. Opportunity) können den Sonnenstand ermitteln und sich selbst zu Zielen im Fluge navigieren:

Oberflächenkartierung mit 3D-Vision

Berechnung sicherer und unsicherer Oberflächenbereiche innerhalb dieses Sichtfeldes

Optimale Wege durch die sichere Zone zum gewünschten Ziel schaffen

Folgen Sie der berechneten Route.

Dieser Zyklus wird wiederholt, bis das Ziel erreicht ist oder kein Weg zum Ziel bekannt ist.

ExoMars Rover, ein geplanter ESA-Rover, ist in der Lage, eine visuelle relative und absolute Ortung durchzuführen, um autonom sichere und effiziente Flugbahnen zu Zielen zu navigieren, indem:

Erstellen Sie mit einem Paar Stereokameras 3D-Modelle des