Kibernetikos, psichologijos ir biheviorizmo (elgesio mokslo) sankirtoje dirbantis inžinierius, kuriantis algoritmus pramoninėms robotų sistemoms, kurių pagrindiniai įrankiai yra aukštoji matematika ir mechatronika, ateinančiais metais dirbti perspektyviausioje pramonės šakoje – robotikoje. Robotai, nepaisant palyginti šio termino naujumo, žmonijai buvo pažįstami jau seniai. Štai tik keli faktai iš išmaniųjų mechanizmų kūrimo istorijos.
Geležiniai vyrai Henri Droz
Net Senovės Graikijos mituose buvo minimi mechaniniai vergai, kuriuos Hefaistas sukūrė sunkiam ir monotoniškam darbui atlikti. O pirmasis humanoidinio roboto išradėjas ir kūrėjas buvo legendinis Leonardo da Vinci. Iki šių dienų išliko detaliausi italų genijaus piešiniai, kuriuose aprašomas mechaninis riteris, gebantis imituoti žmogaus judesius rankomis, kojomis ir galva.
Pirmuosius automatinius mechanizmus su programos valdymu pradėjo kurti Europos laikrodžių gamintojai XV amžiaus pabaigoje. Labiausiai šioje srityje sekėsi šveicarų specialistams – tėvui ir sūnui Pierre'ui-Jacquesui ir Henri Drozui. Jie sukūrė visą seriją („rašantis berniukas“, „braižytojas“, „muzikantas“), kurios valdymas buvo paremtas laikrodžio mechanizmais. Henrio Drozo garbei vėliau visi programuojami humanoidiniai automatai buvo pradėti vadinti „androidais“.
Programavimo ištakose
Pramoninių robotų programavimo pagrindai buvo padėti XIX amžiaus aušroje Prancūzijoje. Būtent čia buvo sukurtos pirmosios automatinių tekstilės mašinų (verpimo ir audimo) programos. Sparčiai augančiai Napoleono kariuomenei labai reikėjo uniformų, taigi ir audinių. Liono išradėjas Josephas Jacquardas pasiūlė būdą, kaip greitai perkonfigūruoti audimo mašiną, kad būtų galima gaminti įvairių tipų produktų. Dažnai ši procedūra reikalinga didžiulė suma laiko, milžiniškų pastangų ir visos komandos dėmesio. Naujovės esmė buvo kartoninių kortelių su perforuotomis skylutėmis naudojimas. Adatos, patekusios į nupjautas vietas, reikiamu būdu paslinko siūlus. Kortelių keitimą greitai atliko mašinos operatorius: nauja perforuota kortelė - nauja programa - naujo tipo audinys ar raštas. Prancūzų plėtra tapo modernių automatizuotų sistemų prototipu, robotai su programavimo galimybėmis.
Jacquard pasiūlyta idėja buvo entuziastingai naudojama daugelio išradėjų savo automatiniuose įrenginiuose:
- Statistikos skyriaus vedėjas S. N. Korsakovas (Rusija, 1832 m.) – idėjų palyginimo ir analizės mechanizme.
- Matematikas Charlesas Babbage'as (Anglija, 1834 m.) – in analitinis variklis išspręsti platus asortimentas matematines problemas.
- Inžinierius (JAV, 1890 m.) - statistinių duomenų saugojimo ir apdorojimo įrenginyje (tabulatoriuje). Įrašams: 1911 m. Hollerithas buvo pavadintas IBM (Tarptautinės verslo mašinos).
Perfokortos buvo pagrindinė laikmena iki praėjusio amžiaus 60-ųjų.
Išmaniosios mašinos savo vardą skolingos čekų dramaturgui 1920 metais išleistoje pjesėje „R.U.R.“ rašytojas pavadino robotą dirbtinis žmogus, sukurta sunkioms ir pavojingoms gamybos vietoms (robota (čekų kalba) – sunkus darbas). Kuo robotas skiriasi nuo mechanizmų ir automatinių įrenginių? Skirtingai nei pastarasis, robotas ne tik atlieka tam tikrus veiksmus, aklai vadovaudamasis nusistovėjusiu algoritmu, bet ir geba artimiau bendrauti su aplinką ir asmuo (operatorius), pritaiko savo funkcijas, kai keičiasi išoriniai signalai ir sąlygos.
Visuotinai pripažįstama, kad pirmasis darbinis robotas buvo sukurtas ir įdiegtas 1928 m Amerikos inžinierius R. Wensley. Humanoidas „geležinis intelektualas“ buvo pavadintas Herbertu Televoxu. Biologas Makoto Nishimura (Japonija, 1929) ir anglų kareivis Williamas Richardsas (1928) taip pat pretenduoja į pionierių laurus. Išradėjų sukurti antropomorfiniai mechanizmai turėjo panašų funkcionalumą: jie galėjo judinti galūnes ir galvą, atlikti balso ir garso komandas, reaguoti į paprastus klausimus. Pagrindinis prietaisų tikslas buvo pademonstruoti mokslo ir technikos pasiekimus. Kitas technologijų plėtros etapas leido greitai sukurti pirmuosius pramoninius robotus.
Karta po kartos
Robotikos kūrimas yra nuolatinis, laipsniškas procesas. Iki šiol atsirado trys skirtingos „išmaniųjų“ mašinų kartos. Kiekvienas iš jų pasižymi tam tikrais rodikliais ir taikymo sritimis.
Pirmoji robotų karta buvo sukurta siaurai veiklai. Mašinos gali atlikti tik tam tikrą užprogramuotą operacijų seką. Robotų valdymo įrenginiai, schemos ir programavimas praktiškai pašalina autonominį veikimą ir reikalauja sukurti specialią technologinę erdvę su reikiamais papildoma įranga informacijos ir matavimo sistemos.
Antrosios kartos mašinos vadinamos sensorinėmis arba prisitaikančiomis. Robotų programavimas atliekamas atsižvelgiant į didelį išorinių ir vidinių jutiklių rinkinį. Remiantis iš daviklių gaunamos informacijos analize, parengiami būtini valdymo veiksmai.
Ir galiausiai, trečioji karta yra protingi robotai, kurie gali:
- Apibendrinti ir analizuoti informaciją,
- Tobulėti ir mokytis savarankiškai, kaupti įgūdžius ir žinias,
- Atpažinkite vaizdinius ir situacijos pokyčius ir pagal tai organizuokite savo vykdomosios sistemos darbą.
Pagrinde dirbtinis intelektas guli algoritminis ir programinė įranga.
Bendroji klasifikacija
Bet kurioje reprezentacinėje modernioje robotų parodoje „protingų“ mašinų įvairovė gali nustebinti ne tik paprastus žmones, bet ir specialistus. Kokių tipų robotai yra? Bendriausią ir prasmingiausią klasifikaciją pasiūlė sovietų mokslininkas A.E. Kobrinskis.
Pagal paskirtį ir funkcijas robotai skirstomi į gamybinius, pramoninius ir tiriamuosius. Pirmasis, atsižvelgiant į atliekamo darbo pobūdį, gali būti technologinis, kėlimo ir transportavimo, universalus arba specializuotas. Tyrimai skirti tirti sritis ir sritis, kurios yra pavojingos arba neprieinamos žmonėms ( kosminė erdvė, žemės viduriai ir ugnikalniai, giliavandeniai pasaulio vandenyno sluoksniai).
Pagal valdymo tipą galime išskirti biotechninį (kopijuojantis, komandinis, kiborgas, interaktyvus ir automatinis), pagal principą – standžiai programuojamas, prisitaikantis ir lanksčiai programuojamas. Spartus šiuolaikinių technologijų vystymasis suteikia kūrėjams beveik neribotas galimybes kuriant išmaniąsias mašinas. Tačiau puikus grandinės dizainas ir konstruktyvus sprendimas tarnaus tik kaip brangus apvalkalas be atitinkamos programinės įrangos ir algoritminio palaikymo.
Kad mikroprocesorinis silicis perimtų roboto smegenų funkcijas, reikia į kristalą „įpilti“ atitinkamą programą. Įprasta žmonių kalba nesugeba pateikti aiškaus užduočių įforminimo, loginio jų įvertinimo tikslumo ir patikimumo. Todėl reikalinga informacija pateikiama tam tikra forma naudojant robotų programavimo kalbas.
Pagal sprendžiamus valdymo uždavinius išskiriami keturi tokios specialiai sukurtos kalbos lygiai:
- Žemiausias lygis naudojamas formos pavaroms valdyti tikslios vertės linijinis arba kampinis atskirų intelektualios sistemos dalių judėjimas,
- Manipuliatoriaus lygis leidžia bendrai valdyti visą sistemą, išdėstyti roboto darbinį kūną koordinačių erdvėje,
- Operacijų lygis naudojamas formuoti darbo programa, nurodydami seką būtini veiksmai pasiekti konkretų rezultatą.
- Aukščiausiame lygyje – užduotyse – programa be detalių nurodo, ką reikia padaryti.
Robotikai siekia, kad programuojantys robotai bendrautų su jais kalbomis aukščiausio lygio. Idealiu atveju operatorius nustato užduotį: „Surinkite variklį vidaus degimas automobilis“ ir tikisi, kad robotas visiškai atliks užduotį.
Kalbos niuansai
Šiuolaikinėje robotikoje robotų programavimas vystosi pagal du vektorius: į robotą orientuotą ir į problemą orientuotą programavimą.
Labiausiai paplitusios į robotus orientuotos kalbos yra AML ir AL. Pirmąjį IBM sukūrė tik intelektualiems mechanizmams valdyti savos gamybos. Antrasis, Stanfordo universiteto (JAV) specialistų produktas, aktyviai vystosi ir daro didelę įtaką naujų šios klasės kalbų formavimuisi. Profesionalas gali lengvai atskirti kalbą būdingi bruožai Paskalis ir Algolis. Visos į robotus orientuotos kalbos apibūdina algoritmą kaip „protingo“ mechanizmo veiksmų seką. Šiuo atžvilgiu programa dažnai pasirodo labai sudėtinga ir nepatogi praktiškai įgyvendinant.
Programuojant robotus probleminėmis kalbomis, programa nurodo ne veiksmų seką, o tikslus ar tarpines objekto pozicijas. Populiariausia kalba šiame segmente yra AUTOPASS kalba (IBM), kurioje darbo aplinkos būsena vaizduojama grafų pavidalu (viršūnės – objektai, lankai – jungtys).
Robotų mokymas
Bet kuris modernus robotas yra mokomas ir adaptyvi sistema. Visi reikalinga informacija, įskaitant žinias ir įgūdžius, jai perduodama mokymosi procese. Tai atliekama tiek tiesiogiai išsaugant atitinkamus duomenis procesoriaus atmintyje (detalus programavimas – atranka), tiek naudojant roboto jutiklius (vizualiai demonstruojant) – visi roboto mechanizmų judesiai ir judesiai išsaugomi atmintyje, o vėliau atkuriami darbe. ciklas. Mokydamasi sistema atkuria savo parametrus ir struktūrą, formas informacinis modelis išorinis pasaulis. Tai yra pagrindinis skirtumas tarp robotų ir automatizuotų linijų, pramoninių mašinų su standžia struktūra ir kt. tradicinėmis priemonėmis automatizavimas. Išvardinti metodai mokymas turi didelių trūkumų. Pavyzdžiui, imant mėginius, perkonfigūravimui reikia šiek tiek laiko ir kvalifikuoto specialisto darbo.
Laboratorijos kūrėjų pateikta robotų programavimo programa atrodo daug žadanti informacinės technologijos pagal Masačusetsą Technologijos institutas(CSAIL MIT) įjungta tarptautinė konferencija pramonės automatika ir robotika ICRA-2017 (Singapūras). Jų sukurta C-LEARN platforma turi abiejų metodų privalumų. Ji suteikia robotui elementarių judesių biblioteką duotus apribojimus(pavyzdžiui, manipuliatoriaus sukibimo jėga pagal detalės formą ir standumą). Tuo pačiu metu operatorius demonstruoja pagrindinius roboto judesius 3D sąsajoje. Sistema, remdamasi priskirta užduotimi, sudaro operacijų seką, kad užbaigtų darbo ciklą. C-LEARN leidžia perrašyti esama programa skirto kitokio dizaino robotui. Operatorius nereikalauja gilių programavimo žinių.
Robotika ir dirbtinis intelektas
Oksfordo universiteto ekspertai perspėja, kad mašinų technologijos per ateinančius du dešimtmečius pakeis daugiau nei pusę šiandieninių darbo vietų. Iš tiesų, robotai jau seniai dirba ne tik pavojingose ir sudėtingose srityse. Pavyzdžiui, programavimas gerokai išstūmė tarpininkus pasaulio biržose. Keletas žodžių apie dirbtinį intelektą.
Paprasto žmogaus sąmonėje tai yra antropomorfinis robotas, galintis pakeisti žmogų daugelyje gyvenimo sričių. Tai iš dalies tiesa, bet didesniu mastu dirbtinis intelektas yra nepriklausoma mokslo ir technologijų šaka, padedama kompiuterines programas, modeliuojantis mąstymas" Homo sapiens", jo smegenų darbą. Dabartiniame vystymosi etape AI labiau padeda žmonėms, juos linksmina. Tačiau, pasak ekspertų, tolesnė pažanga robotikos ir dirbtinio intelekto srityje gali sukelti daugybę moralinių, etinių ir teisinių dalykų. klausimus žmonijai.
Šių metų robotų mugėje Ženevoje pažangiausia pasaulyje androidė Sophia paskelbė, kad mokosi būti žmogumi. Spalį Sofija pirmą kartą dirbtinio intelekto istorijoje buvo pripažinta piliete. Saudo Arabija su visomis teisėmis. Pirmoji kregždė?
Pagrindinės robotikos tendencijos
Skaitmeninės pramonės ekspertai pabrėžė keletą išskirtinių technologijų sprendimų 2017 m virtualią realybę. Neliko nuošalyje ir robotika. Sudėtingo robotizuoto mechanizmo valdymo tobulinimo per virtualų šalmą (VR) kryptis atrodo labai perspektyvi. Ekspertai prognozuoja tokių technologijų paklausą versle ir pramonėje. Tikėtini naudojimo atvejai:
- Nepilotuojamos įrangos (sandėlio krautuvų ir manipuliatorių, dronų, priekabų) valdymas,
- Vykdant medicininiai tyrimai ir chirurginės operacijos,
- Sunkiai pasiekiamų objektų ir zonų (vandenyno dugno, poliariniai regionai). Be to, programuojantys robotai leidžia jiems veikti autonomiškai.
Kita populiari tendencija yra prijungtas automobilis. Visai neseniai milžino „Apple“ atstovai paskelbė apie savo „drono“ kūrimo pradžią. Vis daugiau įmonių išreiškia susidomėjimą kurti mašinas, galinčias savarankiškai judėti nelygiais keliais, išsaugoti krovinius ir įrangą.
Didėjantis robotų programavimo algoritmų sudėtingumas ir mašininis mokymasis kelia didesnius reikalavimus kompiuteriniams ištekliams ir atitinkamai aparatūrai. Matyt, optimalus sprendimas šiuo atveju būtų prijungti įrenginius prie debesų infrastruktūros.
Svarbi sritis yra kognityvinė robotika. Spartus „išmaniųjų“ mašinų skaičiaus augimas verčia kūrėjus vis dažniau galvoti, kaip išmokyti robotus harmoningai sąveikauti.
Robotas– vienas iš šiuolaikinio gatvės šokio stilių. Roboto stilius buvo popping šokio stiliaus pagrindas. Pateikta roboto kryptis stiprią įtaką kitų sričių plėtrai, pvz dubstep šokis, elektrikas bugis. Net ir hiphopo stiliuje naudojamos technikos, paimtos iš roboto stiliaus. Todėl išmokę dirbti su robotu jūsų šokis taps išraiškingesnis ir stulbinantis.
Robotų demonstravimas. Internetinis mokymo vaizdo įrašas.
Maskvoje veikia robotų šokių mokykla. Jei norite greitai įsisavinti šią sritį griežtai vadovaujant patyrusiems treneriams, ateikite ir mes padėsime :)
1. Apie robotų šokį. Pagrindinė roboto šokio technika (video roboto mokymo kursas)
Visų pirma atkreipkite dėmesį į užtvankos atramų tvirtinimą ir kaip tinkamai jas izoliuoti. Būtent šie dalykai suteikia mechaniškumo ir geležies pojūtį, jūsų pageidavimu sukuriant terminatoriaus ar judančio kombaino įvaizdį))) Taip pat neskubėkite ir nesistenkite neatsilikti nuo muzikos, nes jūsų robotas nėra vėluoja į traukinį!
Dar viena maža paslaptis, kuri leis susprogdinti bet kurio žiūrovo mintis. Stenkitės ne tik judėti kaip robotas, bet ir šokio akimirką stenkitės tapti robotu! Tada visi jūsų judesiai pasikeis ir taps teisingi!
2. Sekos robotų šokiuose. Treniruotės pradedantiesiems
Kaip tokia pagrindinė technologija ne tokio stiliaus, bet jį pakeičia šokio atlikimo principai. Vienas iš svarbiausių principų yra judesių sekos principas. Tai vienas dalykas kitas žingsnis neprasideda, kol nesibaigia ankstesnis. Žinoma, šiai taisyklei, kaip ir kiekvienai, yra išimčių, tačiau iš pradžių tai labai padeda išvengti painiavos ir chaoso atliekant šokį. Čia apskritai yra pagrindinis dalykas, kurį reikia žinoti norint sėkmingai įvaldyti šį įspūdingą stilių!
3. Manipuliacijos: internetinė pamokašokių robotas
Daugeliui pradedančiųjų dažnai kyla klausimas: ką galite padaryti robote? Kokie judesiai gali būti naudojami roboto šokyje? Viena iš rankų judesių, skirtų robotų šokiui, rūšių yra „manipuliacija“. Šiame vaizdo įraše parodysiu, kaip juos teisingai atlikti. Noriu dar kartą atkreipti jūsų dėmesį į tai, kad viskas turi būti daroma izoliuotai, kitaip iliuzija prarandama ir roboto šokis nustoja būti tikras.
4. Roboto judėjimas arba eisena. Internetinė video pamoka apie robotą.
Šioje vaizdo pamokoje galite išmokti vaikščioti kaip robotas. Parodysiu keletą eisenos variantų, kurie padarys roboto įvaizdį jūsų šokyje tvirtesnį ir „geležiškesnį“. Yra paprastų judesių, tinkančių pradedantiesiems, ir šiek tiek sudėtingesnių. Bet kuriuo atveju esu tikras, kad vos sugaišę šiek tiek laiko išmoksite šokti robotą! Be to, tai verta!
5. Inercija. Kaip išmokti įspūdingai šokti robotą.
Peržiūrėję šią video pamoką iki galo, sužinosite apie vieną subtilumą, leidžiantį paversti roboto šokį 100% stipresnį. O įdomiausia, kad tai labai paprasta.
6. Pagrindiniai dinamikos tipai. Robotų šokių treniruotės.
Ar norite išmokti šauniai šokti robotą? Kad žmonės, pamatę jūsų šokį, stovėtų atmerkę burną? Tada laikas sužinoti apie roboto stiliaus judesių dinamikos tipus. Sužinosite vieną koncepciją, kuri padės išsiskirti iš kitų žmonių ir šokėjų.
Nuorodos ir robotų šokių stiliaus pamokos
1. Nuoroda. Žiūrėkite roboto mokymo vaizdo įrašą.
Atėjo laikas pritaikyti visus išmoktus roboto judesius ir priversti robotą šokti. Neskubėkite mokydamiesi šio ryšio. Čia svarbiausia ne greitis, o kokybė ir iliuzija. Kartokite ramiai, kol pajusite, kad galite atlikti šokio seką automatiškai, be „atminties spragų“.
Robotų šokių pamokos pradedantiesiems ir ne tik Maskvoje. Ateikite pas mus į bandomąją treniruotę. Tai nemokama :) Norėdami užsiregistruoti, spustelėkite žemiau esantį rožinį mygtuką.
Robotas yra kartu ir inžinierius, ir programuotojas, ir kibernetikas, jis turi turėti žinių mechanikos, projektavimo teorijos ir valdymo srityse automatinės sistemos. Todėl norint tapti kvalifikuotu šios srities specialistu, reikia turėti milžiniškų žinių ir praktinių įgūdžių įvairiose srityse.
Populiariausios ateities specialybės, susijusios su robotika
Robotikos inžinieriai kuria robotus. Remdamiesi projekto tikslais, jie apgalvoja elektroniką, judėjimo mechaniką, programuoja mašiną tam tikriems veiksmams. Be to, roboto kūrimo darbus dažniausiai atlieka visa kūrėjų komanda.
Tačiau neužtenka sukurti naujovišką automatizuotą įrangą, reikia valdyti jos veikimą, atlikti reguliarią apžiūrą ir remontą. Paprastai tai atlieka aptarnaujantis personalas.
Be to, robotika nuolat tobulėja. Kibernetika, apimanti bio- ir nanotechnologijų derinį, pradeda klestėti. Kvalifikuoti šios srities specialistai nuolat užsiima moksliniais tyrimais ir daro revoliucinius atradimus.
Yra 7 populiarios robotikos specialybės:
1. Elektronikos inžinierius – kuria robotiką, remontuoja įrangą ir užtikrina patikimumą elektroniniai elementai valdymas.
2. Serviso inžinierius – užsiima techninė priežiūra ir robotikos remontą, atlieka įrangos diagnostiką, taip pat apmoko ir konsultuoja operatorius, kurie valdys robotus.
3. Elektros inžinierius – universalus specialistas elektroniniai prietaisai, kuris yra atsakingas už teisingą elektros signalų generavimą, konvertavimą ir formavimą, taip pat užtikrina daugelio kitų procesų įgyvendinimą. Turi turėti plačių fizikos, matematikos ir chemijos žinių.
4. Robotikos programuotojas – kuria programinę įrangą robotams pagal jų paskirtį. Taip pat dalyvauja paslaugų priežiūros, naujoviškų mechanizmų paleidimo ir derinimo procese.
5. 3D modeliavimo specialistas – sujungia vizualizatoriaus ir modelio dizainerio įgūdžius. Specialisto pareigos apima tobulėjimą trimačiai modeliai robotika.
6. Programų kūrėjas – kuria funkcines programas nuotolinio valdymo pultas robotika.
7. Specialybės „Robotika“ mokytojas – gali mokyti moksleivius ir studentus specializuoti universitetai, mokyti pažengusiems arba parengiamieji kursai, vesti kvalifikacijos kėlimo kursus, dalyvauti seminaruose ir paskaitose.
Kur jie moko robotikos Rusijoje?
Universitetai, ruošiantys robotikos specialistus:
1. Maskva technologijos universitetas(MIREA, MGUPI, MITHT) – www.mirea.ru
2. Maskvos valstybinis technologijos universitetas „Stankin“ – www.stankin.ru
3. Maskvos valstija technikos universitetas juos. N. E. Bauman – www.bmstu.ru
4. Nacionalinis mokslinių tyrimų universitetas„MPEI“ – mpei.ru
5. Skolkovo mokslo ir technologijos institutas – sk.ru
5. Maskva valstybinis universitetas Imperatoriaus Nikolajaus II geležinkeliai – www.miit.ru
6. Maskvos valstybinis universitetas maisto gamyba– www.mgupp.ru
7. Maskvos valstybinis miškų universitetas – www.mgul.ac.ru
Nuotoliniai kursai:
Pirma Rusijos universitetas, kuris pradėjo internetinius robotikos mokymo kursus. Įjungta šiuo metu bakalauro ir aukštųjų mokyklų studentai gali stoti į du srautus: „Praktinė robotika“ ir „Robotikos pagrindai“.
2. Edukacinis projektas „Lektoriumas“ – www.lektorium.tv
Veda internetinius robotikos pagrindų kursus aukštųjų mokyklų studentams, studentams ir specialistams.
3. Edukacinė programa Intel – www.intel.ru
Klubai ir klubai paaugliams:
Innopolio universitetas pradėjo mokinių mokymo programą trijuose Rusijos regionuose.
2. Klubas „ROBOTRACK“ Saratove – robotika-saratov.rf
3. „Robotų lyga“ Maskvoje – obraz.pro
4. Mokymo centras Edu Craft Maskvoje – www.edu-craft.ru
5. My Robot klubai Sankt Peterburge – hunarobo.ru
6. Robotikos akademija Krasnodare – www.roboticsacademy.ru
7. Maskvos politechnikos muziejaus Robotikos laboratorija – www.roboticsacademy.ru
Visą būrelių ir klubų sąrašą visuose Rusijos miestuose galite rasti svetainėje: edurobots.ru.
Taigi bet kokio amžiaus ir specialybės žmonės turi galimybę kuo greičiauįvaldyti kūrimo įgūdžius automatizuotos sistemos. Beveik visuose mokymo kursuose išduodamas pažymėjimas, patvirtinantis, kad studentas yra įgijęs teorinių ir praktinių žinių apie robotikos kūrimą.
Robotikai atstovauja priešingybių derinį. Kaip specialistai, jie išmano savo specializacijos subtilybes. Būdami bendrininkai, jie gali aprėpti visą problemą tiek, kiek leidžia jų plati žinių bazė. Pristatome jūsų dėmesiui įdomi medžiaga tikram robotistui reikalingų įgūdžių ir gebėjimų tema.
Be pačios medžiagos, yra ir vieno iš mūsų robotų ekspertų, Jekaterinburgo kuratoriaus Olego Evsegnejevo komentarai.
Robotikos inžinieriai paprastai skirstomi į dvi kategorijas: mąstytojai (teoretikai) ir darytojai (praktikai). Tai reiškia, kad robotikai turi turėti gerą dviejų priešingų darbo stilių derinį. „Tiriamieji“ žmonės paprastai mėgsta spręsti problemas mąstydami, skaitydami ir mokydamiesi. Kita vertus, praktikai mėgsta problemas spręsti tik, galima sakyti, susitepdami rankas.
Robotikai reikia subtilios pusiausvyros tarp intensyvaus tyrinėjimo ir atsipalaidavusios pauzės, t. y. darbo tikras iššūkis. Pateiktame sąraše buvo 25 profesiniai įgūdžiai, suskirstyti į 10 įgūdžių, būtinų robotų kūrėjams.
1. Sisteminis mąstymas
Projekto vadovas kartą pastebėjo, kad daugelis robotikoje dalyvaujančių žmonių tampa projektų vadovais arba sistemų inžinieriais. Tai ypatingai prasminga, nes robotai yra labai sudėtingos sistemos. Su robotais dirbantis specialistas turi būti geras mechanikas, elektronikos inžinierius, elektrikas, programuotojas, turėti net psichologijos ir pažintinės veiklos žinių.
Geras robotikas sugeba suprasti ir teoriškai pagrįsti, kaip visa tai tarpusavyje ir harmoningai sąveikauja. įvairios sistemos. Jei inžinierius mechanikas gali visiškai pagrįstai pasakyti: „tai ne mano darbas, mums reikia programuotojo ar elektriko“, tai robotikas turi gerai išmanyti visas šias disciplinas.
iš viso sisteminis mąstymas yra svarbus įgūdis visiems inžinieriams. Mūsų pasaulis yra viena didelė, itin sudėtinga sistema. Sistemų inžinerijos įgūdžiai padeda teisingai suprasti, kas ir kaip yra susiję šiame pasaulyje. Žinodami tai, galite kurti efektyvios sistemos realaus pasaulio valdymas.
2. Programuotojo mąstysena
Programavimas yra gana svarbus roboto meistro įgūdis. Nesvarbu, ar dirbate su žemo lygio valdymo sistemomis (valdikliams kurti naudojate tik MATLAB), ar esate kompiuterių mokslininkas, kuriantis aukšto lygio pažinimo sistemas. Robotų inžinieriai gali dalyvauti programuojant bet kokiu abstrakcijos lygiu. Pagrindinis skirtumas tarp įprasto programavimo ir roboto programavimo yra tas, kad robotas sąveikauja su aparatūra, elektronika ir realaus pasaulio netvarka.
Šiandien naudojama daugiau nei 1500 programavimo kalbų. Nors, aišku, nereikės jų visų išmokti, geras robotikas turi programuotojo mąstymą. Ir jie jausis patogiai išmokę bet kokią naują kalbą, jei staiga prireiks. Ir čia mes sklandžiai pereiname prie kito įgūdžio.
Olego Evsegnejevo komentaras: Pridurčiau, kad kuriant šiuolaikinius robotus reikia mokėti žemo, aukšto ir net itin aukšto lygio kalbas. Mikrovaldikliai turi veikti labai greitai ir efektyviai. Norint tai pasiekti, reikia įsigilinti į skaičiavimo įrenginio architektūrą, išmanyti darbo su atmintimi ypatybes ir žemo lygio protokolus. Roboto širdis gali būti sunki operacinė sistema pvz ROS. Čia jau gali prireikti OOP žinių, gebėjimo naudotis rimtais kompiuterinio matymo, navigacijos ir mašininio mokymosi paketais. Galiausiai, norint internete parašyti roboto sąsają ir prijungti ją prie interneto, būtų naudinga išmokti skriptų kalbų, pavyzdžiui, python.
3. Savarankiško mokymosi gebėjimas
Neįmanoma visko žinoti apie robotiką, visada yra kažkas nežinomo, ką reikės ištirti, kai reikės įgyvendinti kitą projektą. Net gavus aukštasis išsilavinimas robotikos srityje ir kelerius metus dirbdami kaip magistrantūros studentai, daugelis tik pradeda iš tikrųjų suprasti robotikos pagrindus.
Siekdamas nuolatinis tyrimas daryti kažką naujo yra svarbus gebėjimas per visą jūsų karjerą. Todėl naudojant Jums asmeniškai efektyvius mokymo metodus ir geras suvokimas tai, ką perskaitysite, padės greitai ir lengvai įgyti naujų žinių, kai iškils poreikis.
Olego Evsegnejevo komentaras: Tai yra pagrindinis įgūdis bet kuriame kūrybinis darbas. Jį galite naudoti norėdami įgyti kitų įgūdžių
4. Matematika
Robotikoje nėra daug pagrindinių įgūdžių. Vienas iš tokių pagrindinių įgūdžių yra matematika. Tikriausiai jums bus sunku sėkmingai dirbti robotikoje, jei neturite tinkamų bent algebros žinių, matematinė analizė ir geometrija. Taip yra dėl to, kad ant bazinis lygis robotika priklauso nuo gebėjimo suprasti ir veikti abstrakčios sąvokos, dažnai vaizduojamos kaip funkcijos arba lygtys. Geometrija ypač svarbi norint suprasti tokias temas kaip kinematika ir techniniai brėžiniai (kurių tikriausiai daug nuveiksite per savo karjerą, įskaitant kai kuriuos ant servetėlės).
Olego Evsegnejevo komentaras: Roboto elgesys, jo reakcija į aplinkinius dirgiklius, gebėjimas mokytis – visa tai yra matematika. Paprastas pavyzdys. Šiuolaikiniai dronai puikiai skraido dėl Kalmano filtro – galingo matematinės priemonės duomenims apie roboto padėtį erdvėje patikslinti. Asimo robotas gali atskirti objektus dėka neuroniniai tinklai. Naudoja net robotas dulkių siurblys sudėtinga matematika teisingai nutiesti maršrutą aplink kambarį.
5. Fizika ir taikomoji matematika
Kai kurie žmonės (pavyzdžiui, gryni matematikai) stengiasi veikti matematines sąvokas be nuorodos į realų pasaulį. Robotų kūrėjai nėra tokio tipo žmonės. Fizikos ir taikomosios matematikos žinios yra svarbios robotikoje, nes realus pasaulis niekada nėra tokia tiksli kaip matematika. Gebėjimas nuspręsti, kada skaičiavimas yra pakankamai geras, kad būtų galima iš tikrųjų dirbti, yra pagrindinis robotikos inžinieriaus įgūdis. Tai sklandžiai perkelia mus į kitą tašką.
Olego Evsegnejevo komentaras: Valgyk geras pavyzdys – automatinės stotys skrydžiui į kitas planetas. Fizikos žinios leidžia taip tiksliai apskaičiuoti jų skrydžio trajektoriją, kad po metų ir milijonų kilometrų prietaisas atsiduria tiksliai nurodytoje padėtyje.
6. Analizė ir sprendimo pasirinkimas
Būti geru robotistu reiškia nuolat priimti inžinerinius sprendimus. Ką rinktis programavimui – ROS ar kitą sistemą? Kiek pirštų turėtų turėti sukurtas robotas? Kokius jutiklius turėčiau pasirinkti? Robotika naudoja daugybę sprendimų ir tarp jų beveik nėra vieno teisingo.
Dėl didžiulės robotikoje naudojamų žinių bazės galite rasti geresnių tam tikrų problemų sprendimų nei labiau specializuotų disciplinų ekspertai. Norint išgauti, būtina analizė ir sprendimų priėmimas maksimali nauda nuo jūsų sprendimo. Įgūdžiai analitinis mąstymas leis analizuoti problemą iš skirtingų perspektyvų, o įgūdžiai kritinis mąstymas padės jums panaudoti logiką ir samprotavimus, kad subalansuotumėte stipriąsias puses ir silpnybes kiekvienas sprendimas.
