Mobiler Roboter: Das visionäre Potenzial mobiler Roboter erschließen

Von Fouad Sabry

Was ist ein mobiler Roboter?

Ein mobiler Roboter ist eine automatische Maschine, die sich fortbewegen kann. Mobile Robotik wird normalerweise als Teilgebiet der Robotik und Informationstechnik betrachtet.

Wie Sie profitieren

(I) Einblicke und Validierungen zu Folgendem Themen:

Kapitel 1: Mobiler Roboter

Kapitel 2: Roboter

Kapitel 3: Autonomer Roboter

Kapitel 4: Robotersteuerung

Kapitel 5: Schwarmrobotik

Kapitel 6: Drahtloses Sensornetzwerk

Kapitel 7: Teleoperation

Kapitel 8: Unbemanntes Bodenfahrzeug

Kapitel 9: Hindernisvermeidung

Kapitel 10: Roboternavigation

(II) Beantwortung der häufigsten öffentlichen Fragen zu mobilen Robotern.

(III ) Beispiele aus der Praxis für den Einsatz mobiler Roboter in vielen Bereichen.

Für wen sich dieses Buch eignet

Profis, Studenten und Doktoranden, Enthusiasten und Bastler , und diejenigen, die über Grundkenntnisse oder Informationen für jede Art von mobilen Robotern hinausgehen möchten.

 

 

• Sprache: Deutsch
• Herausgeber: Eine Milliarde Sachkundig [German]
• Erscheinungsdatum: 4. Mai 2024

Buchvorschau

Kapitel 1: Mobiler Roboter

Ein Roboter, der in der Lage ist, sich in seiner Umgebung zu bewegen und mit ihr zu interagieren, wird als mobiler Roboter (Fortbewegung) bezeichnet.

Mobile Roboter sind nicht auf einen einzigen physischen Ort beschränkt und können sich in dem Bereich, in dem sie tätig sind, frei bewegen. Mobile Roboter haben das Potenzial, autonom zu sein (auch bekannt als AMR, was für autonomer mobiler Roboter steht), was darauf hindeutet, dass sie in der Lage sind, in einer unkontrollierten Umgebung zu navigieren, ohne dass physische oder elektromechanische Führungsgeräte erforderlich sind. Industrieroboter hingegen sind in der Regel unbeweglich und bestehen aus einer Greiferbaugruppe (auch als Endeffektor bezeichnet) und einem gelenkigen Arm (auch als mehrfach verketteter Manipulator bezeichnet). Beide Komponenten sind an eine stationäre Oberfläche gekoppelt. Es ist ein Joint.

In den letzten Jahren werden mobile Roboter zunehmend in einer Vielzahl von gewerblichen und industriellen Situationen eingesetzt. Seit vielen Jahren bewegen Krankenhäuser Güter mit Hilfe von autonomen mobilen Robotern. Die effektive Bewegung von Waren aus den Lagerregalen in die Auftragsabwicklungszonen wird durch mobile Robotergeräte ermöglicht, die in Lagern platziert wurden. Mobile Roboter sind auch ein wichtiger Schwerpunkt der zeitgenössischen Forschung, und fast alle der renommiertesten Bildungseinrichtungen der Welt verfügen über mindestens ein Labor, das sich der Erforschung mobiler Roboter widmet. Mobile Roboter werden auch im Militär und in Branchen wie Fertigung und Sicherheit eingesetzt.

Eine Steuerung, eine Reihe von Sensoren, eine Reihe von Aktuatoren und eine Stromversorgung sind die Elemente, aus denen ein mobiler Roboter besteht. Unter Aktuatoren versteht man oft die Motoren, die für die Bewegung des Roboters verantwortlich sind, bei denen es sich um Räder oder Beine handeln kann. Anstelle einer Wechselstromquelle verwenden mobile Roboter häufig Gleichstromversorgungen, die in Form von Batterien vorliegen.

Mobile Roboter können wie folgt kategorisiert werden:

Die Bedingungen des Geländes, auf dem sie sich bewegen:

Der Begriff Unmanned Ground Vehicle (UGV) wird häufig verwendet, um sich auf Land- oder Haushaltsroboter (UGVs) zu beziehen. Sie haben meistens Räder oder Schienen, aber es gibt auch Roboter mit Beinen, die zwei oder mehr Beine haben (humanoid oder tier- oder insektenähnlich).

Roboter, die auf Lieferung und Transport spezialisiert sind, sind in der Lage, Waren und Vorräte an einem Arbeitsplatz zu transportieren.

Unbemannte Luftfahrzeuge (oft als UAVs abgekürzt) sind eine andere Bezeichnung für Flugroboter (UAVs)

Die gebräuchliche Bezeichnung für Roboter, die unter Wasser operieren, ist autonome Unterwasserfahrzeuge (AUVs)

Polarroboter sollen vereistes und mit Gletscherspalten übersätes Gelände durchqueren.

Die primären Mittel, mit denen sie sich bewegen, werden dargestellt durch:

Roboter mit Beinen: menschenähnliche Beine (z. B. ein Androide) oder tierähnliche Beine.

Ein Roboter mit Rädern

Fährten.

Es gibt zahlreiche verschiedene Methoden der mobilen Roboternavigation, darunter die folgenden:

Ein manuell ferngesteuerter Roboter ist ein Roboter, der von einer Person mit einem Joystick oder einer anderen Art von Steuergerät gesteuert wird. Diese Person hat die vollständige Kontrolle über den Roboter. Bei dem Gerät kann es sich um ein Gerät handeln, das direkt in den Roboter eingehängt ist. Alternativ könnte es sich auch um einen drahtlosen Joystick handeln. Darüber hinaus kann es sich um einen Anschluss an einen drahtlosen Computer oder einen anderen Controller handeln. Der Hauptzweck eines ferngesteuerten Roboters besteht darin, den menschlichen Bediener aus potenziell gefährlichen Situationen zu befreien. Foster-Talon, der PackBot von Miller's iRobot und der MK-705 Roosterbot von KumoTek sind einige Beispiele für manuelle Remote-Roboter. Die ANATROLLER ARI-100 und ARI-50 von Robotics Design sind weitere Beispiele für manuelle Remote-Roboter.

Ein Roboter mit bewachter Tele-OP ist in der Lage, Hindernisse zu erkennen und ihnen auszuweichen, aber ansonsten bewegt er sich auf die gleiche Weise wie ein Roboter mit manueller Tele-OP-Steuerung. Mobile Roboter, die ausschließlich bewachte Tele-OP bieten, sind recht selten. (Eine Erörterung der gleitenden Autonomie finden Sie weiter unten.)

Mobile Roboter, die Linien folgten, gehörten zu den frühen Beispielen für fahrerlose Transportsysteme, oft auch als AGVs bezeichnet. Sie können einer Linie folgen, die auf den Boden oder die Decke gemalt ist, in den Boden oder die Decke implantiert wurde oder ein elektrisches Kabel ist, das in den Boden eingebettet ist. Die meisten dieser Roboter verwendeten einen einfachen Algorithmus, der als Aufrechterhaltung der Linie im mittleren Sensor bekannt ist. Sie waren nicht in der Lage, Hindernisse zu umgehen, und wenn ihnen etwas im Weg stand, hielten sie einfach an und warteten, bis es vorbei war. Es gibt immer noch mehrere Firmen wie Transbotics, FMC, Egemin und HK Systems, die Beispiele für Autos verkaufen, auf die diese Beschreibung zutrifft. Diese Art von Robotern ist bei Mitgliedern bekannter Robotik-Organisationen immer noch sehr beliebt als Einstiegsmöglichkeit, um Erfahrungen im Bereich der Robotik zu sammeln. Dabei wird die tiefgreifende Auslegung von kostengünstigen Hochgeschwindigkeits-Linienfolgerobotern berücksichtigt.

Roboter mit autonomer Bewegung und zufälliger Bewegung neigen dazu, von Wänden abzuprallen, unabhängig davon, ob solche Hindernisse wahrgenommen werden oder nicht.

Ein autonom geführter Roboter hat zumindest ein gewisses Wissen über seinen aktuellen Standort und den Weg, den er nehmen muss, um die verschiedenen Ziele und Kontrollpunkte zu erreichen, die er sich entlang der Route gesetzt hat. Die Lokalisierung, auch bekannt als die Kenntnis des gegenwärtigen Standorts, kann mit einer oder mehreren Methoden geschätzt werden, wobei Sensoren wie Motorencoder, Bildverarbeitung, Stereopsis, Laser und globale Positionierungssysteme verwendet werden. Positionierungssysteme ermitteln häufig die Position und Ausrichtung einer Plattform mithilfe von Techniken wie Triangulation, relativer Position und/oder Monte-Carlo/Markov-Lokalisierung. Mit diesen Informationen ist die Plattform in der Lage, eine Route zu ihrem späteren Wegpunkt oder Ziel zu planen. Es ist in der Lage, Sensormesswerte zu erfassen, die sowohl mit der Zeit als auch mit dem Ort markiert sind, an dem sie aufgenommen wurden. Diese Arten von Robotern sind häufig in das drahtlose Unternehmensnetzwerk integriert und mit verschiedenen anderen Sensor- und Steuerungsgeräten verbunden, die sich in der Anlage befinden. Der Sicherheitsroboter PatrolBot kümmert sich beispielsweise um Alarme, steuert Aufzüge und kommuniziert alle auftretenden Vorfälle mit der Kommandozentrale. Der SpeciMinder und der TUG-Lieferroboter sind zwei Beispiele für weitere autonom geführte Roboter, die jetzt in Krankenhäusern im Einsatz sind.

Die gleitende Autonomie ist eine Navigationstechnologie, die es ermöglicht, verschiedene Navigationsebenen in kompetenteren Robotern zu kombinieren. Die meisten Roboter, die selbstständig navigieren können, wie z. B. der in Krankenhäusern verwendete und HelpMate genannte, verfügen auch über einen manuellen Modus, der es einem Menschen ermöglicht, die Kontrolle über den Roboter zu übernehmen. Vollständige gleitende Autonomie wird durch das autonome Roboterbetriebssystem Motivity gewährleistet, das in einer Vielzahl von Robotern wie ADAM, PatrolBot, SpeciMinder und MapperBot verwendet wird. Dieses System kann je nach Bedarf zwischen manuellem, überwachtem und autonomem Modus wechseln.

Rover Rover (Weltraumforschung)

{Ende Kapitel 1}

Kapitel 2: Roboter

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