Vă puteți gândi la un robot ca la un dispozitiv automatizat cu o aplicație de computer care îl operează. Componentele robotului formează două grupuri mari: hardware (echipament informatic) și software (program informatic).
Hardware (echipament informatic)
Hardware-ul unui robot include corpul, motoarele și senzorii.
Forma corpului depinde de tipul de robot sau de domeniul de aplicare. Printre câteva exemple de corp de robot se includ: roboții umanoizi, roboții care au doar brațe, roboții care au doar picioare și roboții pe roți. Corpul este în mare măsură acoperit de metal, plastic sau alte materiale (precum fibra de carbon) care protejează interiorul robotului. Un aspect important al protecției este că, o dată cu fiecare gram suplimentar, trebuie ajustate motoarele și consumul de energie.
Motoarele mișcă robotul și piesele acestuia. Există mai multe tipuri de motoare care sunt aplicate în robotică, inclusiv motoarele pas cu pas bidirecționale, motoarele rotative, pompele și discurile vibratoare. Dacă robotul are un corp complex, trebuie să fie sincronizate mai multe motoare. Sincronizarea motoarelor se efectuează, de obicei, la o micro-scară. Acest lucru înseamnă că este predefinit controlul motoarelor pentru anumite acțiuni, cum ar fi ca robotul să facă un pas înainte cu piciorul stâng sau să-și ridice brațul drept. Atunci când robotul efectuează sarcini complexe, se execută o secvență a acestor sarcini predefinite într-o ordine personalizată - astfel, robotul se deplasează de la A la B, sau apucă unele obiecte pe care le aduce în zona țintă.
Senzorii se utilizează pentru a colecta date despre mediu, care pot fi ulterior procesate de computer astfel încât acesta să poată înțelege mediul și să realizeze acțiuni în consecință. Se poate integra în roboți din construcție o serie extinsă de senzori, inclusiv camere, microfoane, senzori de presiune, termometre, umidometre, senzori de poziție, senzori de viteză, senzori de localizare și senzori tactili, pentru a nu da decât câteva exemple.
Energia este necesară robotului - fără energie, robotul nu se poate mișca sau nu poate gândi, ceea ce înseamnă literalmente rularea de algoritmi pe computer. De obicei, sursa de energie este electricitatea de la rețeaua electrică prin cabluri, sau de la o baterie integrată sau cea obținută de la energia solară. Uneori, roboții funcționează pe bază de gaz. Scopul robotului definește, de obicei, care opțiune este cea mai bună.
Software (Programul informatic)
Software-ul controlează robotul. Fără software, robotul nu va fi capabil să funcționeze. În multe situații, software-ul robotului are parametri care pot fi configurați, de exemplu, cu ajutorul unei aplicații pe telefonul inteligent sau cu ajutorul unui dispozitiv de acționare dedicat, precum butoanele.
Software-ul poate fi o soluție integrată „programată” care nu poate fi modificată ulterior. Roboții mai vechi sau mai simpli utilizează de obicei această abordare. În soluțiile mai consolidate, software-ul se poate actualiza sau moderniza de la distanță prin intermediul internetului. Este posibil chiar ca proprietarul robotului nici să nu-și dea seama de actualizare. Deoarece are capacitatea de a fi actualizat sau modernizat de la distanță, software-ul îl ajută pe dezvoltatorul robotului să introducă funcționalități noi, pentru a îmbunătăți serviciul, sau pentru a corecta erorile posibile. Un al treilea tip de software permite modificări minore sau majore, sau face posibilă chiar dezvoltarea de software de la zero în cazul unor roboți cu scop general - astfel cum s-a discutat anterior.
Robotica și inteligența artificială
Inteligența artificială (IA) devine o tehnologie software de masă și, fără nicio îndoială, va juca un rol important în viitorul roboticii. Domeniile posibile de aplicare ale roboticii sunt atât de bogate încât este posibil ca roboții diferiți să necesite diferite metode bazate pe IA.
Viziunea computerelor bazate pe IA și-a dovedit deja eficacitatea în multe domenii. Probabil că roboții care au camere utilizează inteligența artificială pentru analiza imaginilor și analiza video. Acest lucru poate include depistarea obiectelor din imagini, măsurarea distanțelor, recunoașterea obiectelor și a oamenilor, precum și prevederea mișcării acestora, depistarea pericolelor și îmbunătățirea calității imaginii camerei.
Procesarea audio și a vorbirii reprezintă încă un domeniu bine-explorat al IA. În consecință, dacă robotul are un microfon sau mai multe, cu ajutorul algoritmilor bazați pe IA, sunetul și vorbirea din mediu se pot înregistra și analiza. În funcție de domeniul de aplicare, printre sarcini se pot include depistarea vocii, recunoașterea vorbirii și recunoașterea evenimentelor, precum și măsurarea ratei dintre semnal și zgomot, pentru a nu oferi decât câteva exemple. Roboții cu difuzoare pot folosi tehnologii de transformare a textului în vorbire pentru a transmite utilizatorilor informații cu ajutorul unei voci asemănătoare cu cea a omului.
Roboții, în special roboții sociali, utilizează o cameră, microfon și difuzoare pentru a înțelege mediul în care se află. Cu ajutorul unor algoritmi avansați de prelucrare a limbajului natural și al unor tehnologii de vorbire, roboții sunt capabili să comunice cu oamenii, uneori chiar într-un mod care reamintește de inteligența generală. Deoarece acești algoritmi avansați bazați pe inteligența artificială necesită un volum masiv de energie de procesare informatică, unii roboți rulează aceste algoritme în cloud.
Roboții care colectează date de la senzori (senzori de distanță, forță, curent, tensiune, temperatură sau de umiditate și chiar camere și microfoane) pot utiliza algoritmi bazați pe IA pentru a depista chiar primele semne de posibile defecțiuni. Acest fapt înseamnă că roboții își pot opri activitatea pentru a preveni defecțiunile sau pot semnala că este necesară întreținerea înainte de apariția unor probleme mai semnificative (operațiune denumită și întreținere predictivă). Ambele abordări sunt esențiale în producție și agricultură pentru evitarea produselor și a bunurilor cu defecte sau a intervalelor de pauză mai îndelungate.
Mișcarea și stabilitatea roboților se mai poate optimiza cu ajutorul algoritmilor bazați pe IA pentru o mai bună adaptare la mediul în care navighează robotul și față de obiectele cu care interacționează robotul. Uneori, acest fapt se poate realiza chiar într-un mediu de simulare înainte de utilizarea robotului, și ulterior, software-ul creat în acest mediu de simulare se ajustează la lumea reală.
Acestea sunt soluțiile generale pentru robotică și IA, cu toate acestea, posibilitățile se extind cu mult dincolo de aceste exemple. Deoarece robotica și IA sunt ambele tehnologii emergente, probabil că soluții inteligente incitante suplimentare vor fi dezvoltate pe viitor.
