|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
LỊCH SỬ CÔNG NGHỆ, CÔNG NGHỆ, ĐỐI TƯỢNG QUA CHÚNG TÔI
người máy. Lịch sử phát minh và sản xuất
Cẩm nang / Lịch sử của công nghệ, kỹ thuật, các đối tượng xung quanh chúng ta Robot là một thiết bị tự động được tạo ra trên nguyên tắc của một sinh vật sống. Hoạt động theo một chương trình định trước và nhận thông tin về thế giới bên ngoài từ các cảm biến (tương tự như các cơ quan cảm giác của các sinh vật sống), robot độc lập thực hiện sản xuất và các hoạt động khác thường được thực hiện bởi con người (hoặc động vật). Trong trường hợp này, rô-bốt có thể có kết nối với người điều khiển (nhận lệnh từ anh ta) hoặc hành động tự chủ.
Robot là một thiết bị tự động có một bộ điều khiển - tương tự cơ học của bàn tay con người - và một hệ thống điều khiển cho bộ điều khiển này. Cả hai thành phần này có thể có cấu trúc khác nhau - từ rất đơn giản đến cực kỳ phức tạp. Tay máy thường bao gồm các liên kết khớp nối, vì bàn tay con người bao gồm các xương được nối với nhau bằng các khớp và kết thúc bằng một cái nắm, giống như bàn tay của bàn tay con người.
Các liên kết của bộ điều khiển có thể di chuyển được so với nhau và có thể thực hiện các chuyển động quay và tịnh tiến. Đôi khi, thay vì kẹp, liên kết cuối cùng của người thao tác là một loại công cụ làm việc nào đó, chẳng hạn như máy khoan, cờ lê, máy phun sơn hoặc mỏ hàn. Chuyển động của các liên kết của bộ điều khiển được cung cấp bởi cái gọi là ổ đĩa - chất tương tự của các cơ trong bàn tay con người. Thông thường, động cơ điện được sử dụng như vậy. Sau đó, truyền động cũng bao gồm một hộp số (một hệ thống các bánh răng làm giảm số vòng quay của động cơ và tăng mô-men xoắn) và một mạch điều khiển điện điều chỉnh tốc độ quay của động cơ điện.
Ngoài điện, một ổ đĩa thủy lực thường được sử dụng. Hành động của nó rất đơn giản. Trong xi lanh 1, trong đó đặt pít-tông 2, được nối bằng một thanh với bộ điều khiển 3, một chất lỏng đi vào dưới áp suất, làm di chuyển pít-tông theo hướng này hay hướng khác và cùng với nó là "cánh tay" của rô-bốt. . Hướng của chuyển động này được xác định bởi phần nào của xi lanh (trong không gian phía trên pít-tông hoặc bên dưới pít-tông) mà chất lỏng đi vào tại thời điểm đó. Bộ truyền động thủy lực có thể thông báo cho người thao tác và chuyển động quay. Truyền động khí nén hoạt động theo cách tương tự, ở đây chỉ sử dụng không khí thay vì chất lỏng. Nói chung, đây là thiết bị của người thao túng. Đối với mức độ phức tạp của các nhiệm vụ mà một robot cụ thể có thể giải quyết, chúng phụ thuộc phần lớn vào mức độ phức tạp và hoàn hảo của thiết bị điều khiển. Nói chung, người ta thường nói về ba thế hệ rô-bốt: công nghiệp, rô-bốt thích nghi và rô-bốt có trí tuệ nhân tạo. Những mẫu robot công nghiệp đơn giản đầu tiên được tạo ra vào năm 1962 tại Hoa Kỳ. Đây là Versatran từ AMF Versatran và Unimate từ Union Incorporated. Những rô bốt này, cũng như những rô bốt theo sau chúng, hoạt động theo một chương trình cứng nhắc không thay đổi trong quá trình vận hành và được thiết kế để tự động hóa các hoạt động đơn giản trong điều kiện môi trường không thay đổi.
Ví dụ: "trống có thể lập trình" có thể đóng vai trò là thiết bị điều khiển cho những rô-bốt đó. Anh ta hành động như thế này: trên một xi lanh quay bằng động cơ điện, có các tiếp điểm cho các ổ đĩa của người thao tác và xung quanh trống có các tấm kim loại dẫn điện đóng các tiếp điểm này khi chạm vào chúng. Vị trí của các tiếp điểm sao cho khi trống quay, bộ điều khiển sẽ bật đúng lúc và rô-bốt bắt đầu thực hiện các thao tác đã lập trình theo trình tự mong muốn. Theo cách tương tự, việc kiểm soát có thể được thực hiện bằng thẻ đục lỗ hoặc băng từ. Rõ ràng, ngay cả những thay đổi nhỏ nhất trong môi trường, một lỗi nhỏ nhất trong quy trình công nghệ, đều dẫn đến vi phạm hành động của một robot như vậy. Tuy nhiên, chúng cũng có những ưu điểm đáng kể - chúng rẻ, đơn giản, dễ lập trình lại và có thể thay thế con người khi thực hiện các thao tác đơn điệu nặng nề. Chính trong loại công việc này, người máy lần đầu tiên được sử dụng. Họ đối phó tốt với các hoạt động công nghệ đơn giản lặp đi lặp lại: họ thực hiện hàn điểm và hàn hồ quang, nạp và dỡ hàng, bảo dưỡng máy ép và khuôn. Ví dụ, rô-bốt Unimate được thiết kế để tự động hàn điểm điện trở trên thân ô tô chở khách, trong khi rô-bốt SMART lắp đặt bánh xe trên ô tô chở khách. Tuy nhiên, sự bất khả thi cơ bản của hoạt động tự động (không có sự can thiệp của con người) của rô-bốt thế hệ đầu tiên khiến chúng rất khó được đưa vào sản xuất rộng rãi. Các nhà khoa học và kỹ sư đã kiên trì cố gắng loại bỏ nhược điểm này. Kết quả lao động của họ là tạo ra các robot thích ứng thế hệ thứ hai phức tạp hơn nhiều. Một tính năng đặc biệt của những robot này là chúng có thể thay đổi hành động tùy thuộc vào môi trường. Vì vậy, khi thay đổi các tham số của đối tượng được thao tác (hướng góc hoặc vị trí của nó), cũng như môi trường (giả sử, khi một số chướng ngại vật xuất hiện trên đường đi của người thao tác), những rô-bốt này có thể thiết kế hành động của chúng cho phù hợp. Rõ ràng là, làm việc trong một môi trường thay đổi, robot phải liên tục nhận thông tin về nó, nếu không nó sẽ không thể điều hướng trong không gian xung quanh. Về vấn đề này, rô-bốt thích ứng có hệ thống điều khiển phức tạp hơn nhiều so với rô-bốt thế hệ thứ nhất. Hệ thống này được chia thành hai hệ thống con: 1) cảm biến (hoặc cảm biến) - nó bao gồm các thiết bị thu thập thông tin về môi trường bên ngoài và vị trí trong không gian của các bộ phận khác nhau của rô-bốt; 2) Một máy tính phân tích thông tin này và theo nó và một chương trình nhất định, điều khiển chuyển động của rô-bốt và người điều khiển nó. Các thiết bị cảm biến bao gồm cảm biến xúc giác, cảm biến trắc quang, cảm biến siêu âm, cảm biến vị trí và các hệ thống thị giác khác nhau. Cái sau có tầm quan trọng đặc biệt. Nhiệm vụ chính của thị giác kỹ thuật (thực ra là “đôi mắt” của rô-bốt) là chuyển đổi hình ảnh của các vật thể trong môi trường thành tín hiệu điện mà máy tính có thể hiểu được. Nguyên tắc chung của các hệ thống thị giác kỹ thuật là thông tin về không gian làm việc được truyền đến máy tính với sự trợ giúp của camera truyền hình. Máy tính so sánh nó với các "mô hình" trong bộ nhớ và chọn một chương trình phù hợp với hoàn cảnh. Trên đường đi, một trong những thách thức chính trong việc chế tạo rô-bốt thích ứng là dạy máy nhận dạng các mẫu. Trong số nhiều đối tượng, robot phải chọn những đối tượng mà nó cần để thực hiện một số hành động. Nghĩa là, anh ta phải có khả năng phân biệt các đặc điểm của đồ vật và phân loại đồ vật theo các đặc điểm này. Điều này là do robot có trong bộ nhớ các nguyên mẫu hình ảnh của các đối tượng mong muốn và so sánh với chúng những hình ảnh rơi vào tầm nhìn của nó. Thông thường, nhiệm vụ "nhận dạng" đối tượng mong muốn được chia thành nhiều nhiệm vụ đơn giản hơn: robot tìm kiếm đối tượng mong muốn trong môi trường bằng cách thay đổi hướng nhìn của nó, đo khoảng cách đến đối tượng quan sát, tự động điều chỉnh video nhạy cảm cảm biến phù hợp với độ sáng của đối tượng, so sánh từng đối tượng với một "mô hình" được lưu trong bộ nhớ của nó, theo một số tiêu chí, nghĩa là nó làm nổi bật các đường viền, kết cấu, màu sắc và các đặc điểm khác. Kết quả của tất cả những điều này là "nhận dạng" đối tượng. Bước tiếp theo trong công việc của rô-bốt thích ứng thường là một số loại hành động với đối tượng này. Robot phải tiếp cận nó, tóm lấy nó và di chuyển nó đến một nơi khác, không chỉ ngẫu nhiên mà theo một cách nhất định. Để thực hiện tất cả các thao tác phức tạp này, kiến thức về môi trường thôi là chưa đủ - rô-bốt phải điều khiển chính xác mọi chuyển động của nó và có thể "cảm nhận" chính nó trong không gian. Để đạt được điều này, ngoài hệ thống cảm biến phản ánh môi trường bên ngoài, robot thích ứng được trang bị một hệ thống thông tin nội bộ phức tạp: các cảm biến bên trong liên tục truyền thông báo đến máy tính về vị trí của từng liên kết của người thao tác. Chúng mang lại cho chiếc xe một "cảm giác bên trong". Chẳng hạn như các cảm biến bên trong, chiết áp có độ chính xác cao có thể được sử dụng.
Chiết áp có độ chính xác cao là một thiết bị tương tự như biến trở nổi tiếng, nhưng có độ chính xác cao hơn. Trong đó, tiếp điểm quay không nhảy từ lượt này sang lượt khác, như khi tay cầm của bộ biến trở thông thường bị dịch chuyển, mà tự di chuyển dọc theo các vòng dây. Chiết áp được gắn bên trong bộ điều khiển, do đó khi một liên kết được xoay so với liên kết kia, tiếp điểm di động cũng dịch chuyển và do đó, điện trở của thiết bị thay đổi. Phân tích mức độ thay đổi của nó, máy tính đánh giá vị trí của từng liên kết của bộ điều khiển. Tốc độ di chuyển của người thao tác có liên quan đến tốc độ quay của động cơ điện trong ổ đĩa. Có tất cả thông tin này, máy tính có thể đo tốc độ của người thao tác và điều khiển chuyển động của nó. Robot "lên kế hoạch" cho hành vi của nó như thế nào? Không có gì siêu nhiên trong khả năng này - "sự thông minh" của máy hoàn toàn phụ thuộc vào độ phức tạp của chương trình được biên dịch cho nó. Bộ nhớ máy tính của rô-bốt thích ứng thường chứa nhiều chương trình khác nhau tùy theo các tình huống khác nhau có thể phát sinh. Miễn là tình huống không thay đổi, robot sẽ hoạt động theo chương trình cơ bản. Khi các cảm biến bên ngoài thông báo cho máy tính về sự thay đổi của tình huống, nó sẽ phân tích và chọn chương trình phù hợp hơn cho tình huống này. Có một chương trình chung về "hành vi", dự trữ các chương trình cho từng tình huống riêng lẻ, thông tin bên ngoài về môi trường và thông tin bên trong về trạng thái của người thao tác, máy tính điều khiển mọi hành động của rô-bốt. Các mô hình rô-bốt thích ứng đầu tiên xuất hiện gần như đồng thời với rô-bốt công nghiệp. Nguyên mẫu của chúng là một bộ điều khiển vận hành tự động, được phát triển vào năm 1961 bởi kỹ sư người Mỹ Ernst và sau này được gọi là "bàn tay của Ernst". Bộ điều khiển này có một thiết bị kẹp được trang bị nhiều cảm biến khác nhau - quang điện, xúc giác và các cảm biến khác. Với sự trợ giúp của các cảm biến này, cũng như máy tính điều khiển, anh ấy đã tìm và lấy các đồ vật được đặt ngẫu nhiên được đưa cho mình. Năm 1969 tại Đại học Stanford (Mỹ), một robot phức tạp hơn "Sheiki" đã được tạo ra. Cỗ máy này còn có thị giác kỹ thuật, có thể nhận biết các vật thể xung quanh và vận hành chúng theo một chương trình nhất định.
Robot được điều khiển bởi hai động cơ bước được điều khiển độc lập bằng các bánh xe ở mỗi bên của xe đẩy. Ở phần trên của rô bốt, có thể xoay quanh trục thẳng đứng, một camera truyền hình và máy đo khoảng cách quang học đã được lắp đặt. Ở trung tâm có một bộ phận điều khiển phân phối các lệnh đến từ máy tính đến các cơ chế và thiết bị thực hiện các hành động tương ứng. Các cảm biến được lắp đặt dọc theo chu vi để thu thập thông tin về sự va chạm của robot với chướng ngại vật. "Sheiki" có thể di chuyển dọc theo con đường ngắn nhất đến một vị trí nhất định trong phòng, đồng thời tính toán quỹ đạo để tránh va chạm (anh ta nhận thấy các bức tường, cửa ra vào, lối vào). Máy tính, do kích thước lớn, tách biệt với rô-bốt. Liên lạc giữa họ được thực hiện bằng đài phát thanh. Robot có thể chọn các mục mong muốn và di chuyển chúng bằng cách "đẩy" (nó không có người điều khiển) đến đúng nơi. Sau đó, các mô hình khác xuất hiện. Ví dụ, vào năm 1977, Quasar Industries đã tạo ra một robot có thể quét sàn nhà, phủi bụi đồ đạc, vận hành máy hút bụi và loại bỏ nước tràn ra sàn nhà. Năm 1982, Mitsubishi tuyên bố tạo ra một robot khéo léo đến mức nó có thể châm một điếu thuốc và nhấc ống nghe điện thoại. Nhưng đáng chú ý nhất là robot của Mỹ được tạo ra cùng năm, sử dụng các ngón tay cơ học, máy ảnh mắt và máy tính não, đã giải được khối Rubik trong vòng chưa đầy bốn phút. Việc sản xuất hàng loạt robot thế hệ thứ hai bắt đầu vào cuối những năm 70. Điều đặc biệt quan trọng là chúng có thể được sử dụng thành công trong các hoạt động lắp ráp (ví dụ: khi lắp ráp máy hút bụi, đồng hồ báo thức và các thiết bị gia dụng đơn giản khác) - loại công việc này cho đến nay rất khó tự động hóa. Rô bốt thích ứng đã trở thành một phần quan trọng của nhiều ngành công nghiệp tự động linh hoạt (nhanh chóng thích ứng với việc phát hành sản phẩm mới). Thế hệ robot thứ ba - robot có trí tuệ nhân tạo - vẫn đang được thiết kế. Mục đích chính của họ là hành vi có mục đích trong một môi trường phức tạp, tổ chức kém, hơn nữa, trong những điều kiện như vậy khi không thể thấy trước tất cả các lựa chọn để thay đổi nó. Sau khi nhận được một số nhiệm vụ chung, một robot như vậy sẽ phải tự phát triển một chương trình để thực hiện nó cho từng tình huống cụ thể (hãy nhớ rằng một robot thích ứng chỉ có thể chọn một trong các chương trình được đề xuất). Trong trường hợp hoạt động không thành công, robot AI sẽ có thể phân tích lỗi, biên dịch một chương trình mới và thử lại. Tác giả: Ryzhov K.V.
▪ Nhựa
Da nhân tạo để mô phỏng cảm ứng
15.04.2024 Cát vệ sinh cho mèo Petgugu Global
15.04.2024 Sự hấp dẫn của những người đàn ông biết quan tâm
14.04.2024
▪ Thấu kính laser cho các điện tử ▪ Đột phá về hiệu quả của chất bán dẫn hữu cơ
▪ phần của trang web Bộ khuếch đại tần số thấp. Lựa chọn các bài viết ▪ Điều Tự do, Bình đẳng và Bác ái. biểu hiện phổ biến ▪ Bài viết Máy in khổ lớn. Mô tả công việc ▪ bài Bếp điện cho gia chủ. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện
Trang chủ | Thư viện | bài viết | Sơ đồ trang web | Đánh giá trang web
www.diagram.com.ua |
Chúng tôi giới thiệu các bài viết thú vị razdela 
Xem các bài viết khác razdela 
Tin tức khoa học công nghệ, điện tử mới nhất:
Tất cả các ngôn ngữ của trang này