الروبوت المحمول هو إنسان آلي قادر على الحركة. يعتبر الروبوتات المتنقلة عادة حقلًا فرعيًا من الروبوتات وهندسة المعلومات.
الروبوتات المتنقلة لديها القدرة على التحرك في بيئتها وليست ثابتة في مكان واحد فعلي. الروبوتات المتنقلة يمكن أن تكون “ذاتية الإستقلالية” (AMR – روبوت متحرك مستقل) مما يعني أنها قادرة على التنقل في بيئة غير محكومة دون الحاجة إلى أجهزة توجيه ميكانيكية أو كهربائية ميكانيكية. بدلا من ذلك ، يمكن أن تعتمد الروبوتات المتنقلة على أجهزة التوجيه التي تسمح لها بالسير في طريق ملاحة محدد مسبقا في الفضاء المتحكم به نسبيا (AGV – عربة موجهة مستقلة). وعلى النقيض من ذلك ، فإن الروبوتات الصناعية عادة ما تكون ثابتة أو أكثر ، وتتألف من ذراع مفصل (متعدد المناول مرتبط) ومجموعة التجميع (أو مفعول نهائي) ، متصلة بسطح ثابت.
أصبحت الروبوتات المتنقلة أكثر شيوعًا في البيئات التجارية والصناعية. تستخدم المستشفيات روبوتات متحركة مستقلة لنقل المواد لسنوات عديدة. وقد قامت المستودعات بتركيب أنظمة روبوتية متحركة لنقل المواد بكفاءة من رفوف التخزين إلى مناطق تلبية الطلبات. الروبوتات النقالة هي أيضا محور رئيسي للبحوث الحالية وتقريبا كل الجامعات الكبرى لديها واحد أو أكثر من المختبرات التي تركز على أبحاث الروبوتات المتنقلة. تم العثور على الروبوتات المتنقلة أيضا في الإعدادات الصناعية والعسكرية والأمنية. الروبوتات المحلية هي المنتجات الاستهلاكية ، بما في ذلك الروبوتات الترفيهية وتلك التي تؤدي مهام منزلية معينة مثل التنظيف بالمكنسة الكهربائية أو البستنة.
مكونات روبوت المحمول هي وحدة تحكم ، وبرامج التحكم ، وأجهزة الاستشعار والمحركات. وحدة التحكم هي عموما المعالج الدقيق ، متحكم مضمن أو جهاز كمبيوتر شخصي (PC). يمكن أن يكون برنامج التحكم المحمول إما بلغة مستوى التجميع أو لغات عالية المستوى مثل C أو C ++ أو Pascal أو Fortran أو برنامج خاص في الوقت الحقيقي. تعتمد أجهزة الاستشعار المستخدمة على متطلبات الروبوت. يمكن أن تكون المتطلبات حساب ميت ، حساس عن طريق اللمس واستشعار تقارب ، وتراوحت مدى ، وتجنب الاصطدام ، موقع الموقع والتطبيقات المحددة الأخرى.
تصنيف
يمكن تصنيف روبوتات الهاتف المحمول عن طريق:
البيئة التي يسافرون فيها:
يشار إلى روبوتات اليابسة أو المنازل باسم المركبات الأرضية غير المأهولة (UGVs). وغالباً ما تكون هذه المركبات مقلوبة أو مجنزرة ، ولكنها تشمل أيضاً الروبوتات ذات الأرجل التي تحتوي على ساقين أو أكثر (شبيه بالحيوان أو الحيوانات أو الحشرات).
التسليم & أمبير ؛ يمكن لروبوتات النقل نقل المواد والإمدادات من خلال بيئة العمل
يشار إلى الروبوتات الجوية عادة باسم المركبات الجوية غير المأهولة (الطائرات بدون طيار)
عادة ما تسمى الروبوتات تحت الماء المركبات تحت الماء المستقلة (AUVs)
الروبوتات القطبية ، مصممة لتصفح البيئات الجليدية المليئة بالشفرات
الجهاز الذي يستخدمونه للتحرك ، بشكل أساسي:
إنسان آلي أرجل: أرجل شبيهة بالإنسان (أي أندرويد) أو أرجل تشبه الحيوانات.
روبوت ذو عجلات
المسارات.
الملاحة الروبوت المحمول
هناك العديد من أنواع التنقلات المحمولة للجوّال:
يدوي بعيد أو عن بعد
يتم التحكم تمامًا في الروبوت الذي يتم التحكم فيه يدويًا عن طريق برنامج التشغيل باستخدام عصا التحكم أو جهاز التحكم الآخر. قد يتم توصيل الجهاز مباشرة بالروبوت ، أو قد يكون عبارة عن عصا تحكم لاسلكية ، أو قد يكون ملحقًا لجهاز كمبيوتر لاسلكي أو جهاز تحكم آخر. يستخدم الروبوت الآلي عن بعد لإبعاد المشغل عن طريق الأذى. وتشمل أمثلة الروبوتات اليدوية عن بعد الروبوتات ANATROLLER ARI-100 و ARI-50 و Foster-Miller Talon و PackBot في iRobot و MK-705 Roosterbot من KumoTek.
حراسة عن بعد
إن الروبوت الآلي الذي يعمل تحت الحراسة لديه القدرة على الإحساس وتجنب العقبات ولكنه سوف يتنقل بطريقة أخرى كما لو كان يقودها ، مثل الروبوت في إطار الاتصال اليدوي عن بعد. قليل إن كانت هناك أي روبوتات متحركة تقدم فقط عن بعد حذرًا. (انظر Sliding Autonomy أدناه.)
خط السيارات التالية
كانت بعض المركبات الأوتوماتيكية الموجهة (AGVs) مبكرة في أعقاب استخدام الروبوتات المتنقلة. قد تتبع خطًا مرئيًا مطبوعًا أو مدرجًا في الأرضية أو السقف أو سلكًا كهربائيًا في الأرضية. عملت معظم هذه الروبوتات بسيطة خوارزمية “الحفاظ على الخط في جهاز الاستشعار المركزي”. لم يتمكنوا من الالتفاف حول العقبات. توقفوا وانتظروا عندما حجب شيء مسارهم. لا تزال تباع العديد من الأمثلة على هذه المركبات ، من قبل Transbotics ، FMC ، Egemin ، هونج كونج سيستمز والعديد من الشركات الأخرى. هذه الأنواع من الروبوتات لا تزال تحظى بشعبية واسعة في المجتمعات الروبوتية المعروفة كخطوة أولى نحو تعلم الزوايا وزوايا الروبوتات.
الروبوت العشوائي المستقل
الروبوتات ذاتية الحركة مع حركة عشوائية ترتد أساسا من الجدران ، سواء أحست تلك الجدران
الروبوت الموجهة بشكل مستقل
يعلم الروبوت الآلي الموجه بشكل مستقل على الأقل بعض المعلومات حول مكانه وكيفية الوصول إلى أهداف و / أو نقاط الطريق المختلفة على طول الطريق. يتم حساب “التوطين” أو معرفة موقعه الحالي بواحد أو أكثر من الوسائل ، باستخدام أجهزة الاستشعار مثل المشفرات ، والرؤية ، و Stereopsis ، والليزر وأنظمة تحديد المواقع العالمية. غالبًا ما تستخدم أنظمة تحديد المواقع التثليث ، والموقع النسبي و / أو توطين مونت كارلو / ماركوف لتحديد موقع واتجاه المنصة ، والتي يمكن من خلالها تخطيط مسار إلى نقطة أو هدفه التالي. يمكنه جمع قراءات أجهزة الاستشعار التي يتم ختمها بالوقت والموقع. وغالبًا ما تكون هذه الروبوتات جزءًا من شبكة المؤسسات اللاسلكية ، التي تتداخل مع أنظمة الاستشعار والتحكم الأخرى في المبنى. على سبيل المثال ، يستجيب روبوت أمان PatrolBot لأجهزة الإنذار ، ويقوم بتشغيل المصاعد ويبلغ مركز القيادة عند وقوع حادث. وتشمل الروبوتات الأخرى الموجهة بشكل مستقل روبوتات SpeciMinder و TUG التسليم للمستشفى. في عام 2013 ، ابتكرت الفنانة إليزابيث ديماري بالتعاون مع المهندس الدكتور تشينجيز زو ، عالم الأحياء الدكتور سيميون كوتشومي ، وعالم الكمبيوتر الدكتور أحمد الجمال ، روبوتات مستقلة قادرة على العثور على أشعة الشمس والماء لنباتات الأصيص.
انزلاق الحكم الذاتي
تجمع الروبوتات الأكثر قدرة بين مستويات متعددة من التنقل تحت نظام يسمى الاستقلالية الانزلاقية. تقدم معظم الروبوتات الموجهة بشكل مستقل ، مثل روبوت مستشفى HelpMate ، أيضًا وضعًا يدويًا. يوفر نظام تشغيل الروبوت ذاتي الحركة ، والذي يستخدم في ADAM ، و PatrolBot ، و SpeciMinder ، و MapperBot وعددًا من الروبوتات الأخرى ، استقلالية انزلاق كاملة ، من الوضع اليدوي إلى الحراسة إلى أوضاع مستقلة.
التاريخ
| تاريخ | التطورات |
|---|---|
| 1939-1945 | خلال الحرب العالمية الثانية برزت الروبوتات النقالة الأولى نتيجة للتطورات التقنية في عدد من مجالات البحوث الجديدة نسبيا مثل علوم الكمبيوتر وعلم التحكم الآلي. كانوا في الغالب تطير القنابل. ومن الأمثلة على ذلك القنابل الذكية التي تنفجر فقط ضمن نطاق معين من الهدف ، واستخدام أنظمة التوجيه والتحكم في الرادار. وكان الصاروخان V1 و V2 يمتلكان نظاما “أوتوبوأوت” خاماً وأنظمة تفجير أوتوماتيكية. كانوا أسلاف القذائف الانسيابية الحديثة. |
| 1948-1949 | يبني W. Grey Walter Elmer و Elsie ، وهما روبوتان ذاتيان يدعى Machina Speculatrix لأن هذه الروبوتات تحب استكشاف بيئتها. تم تجهيز كل من Elmer و Elsie بجهاز استشعار للضوء. إذا وجدوا مصدرًا للضوء ، فسينتقلون إليه ، متجنبين أو يتحركون في طريقهم. أثبتت هذه الروبوتات أن السلوك المعقد يمكن أن ينشأ عن تصميم بسيط. كان Elmer و Elsie فقط ما يعادل اثنين من الخلايا العصبية. |
| 1961-1963 | تطور جامعة جونز هوبكنز “الوحش”. استخدم الوحش السونار للتنقل. عندما تنخفض بطارياتها ، ستجد مقبسًا للطاقة وتوصيل نفسه. |
| 1969 | كان Mowbot أول إنسان آلي يقطع جز العشب. |
| 1970 | كان اتباع خط ستانفورد كارت هو روبوت متنقل قادر على متابعة خط أبيض ، باستخدام كاميرا لرؤيتها. كان الراديو مرتبطًا بحاسب مركزي كبير قام بإجراء الحسابات. في نفس الوقت تقريباً (1966-1972) ، يقوم معهد أبحاث ستانفورد ببناء وإجراء أبحاث على Shakey the Robot ، وهو روبوت سمي بحركته المتشنجة. كان لدى Shakey كاميرا ، و rangefinder ، وأجهزة استشعار عثرة ورابط لاسلكي. كان Shakey أول روبوت يمكنه التفكير في أفعاله. وهذا يعني أنه يمكن إعطاء Shakey أوامر عامة للغاية ، وأن الروبوت سيحدد الخطوات اللازمة لإنجاز المهمة المعطاة. الاتحاد السوفييتي يستكشف سطح القمر مع Lunokhod 1 ، وهي مركبة رخامية قمرية. |
| 1976 | في برنامج الفايكنج ، ترسل ناسا مركبتين غير مأهولتين إلى المريخ. |
| 1980 | يرتفع اهتمام الجمهور في الروبوتات ، مما يؤدي إلى الروبوتات التي يمكن شراؤها للاستخدام المنزلي. هذه الروبوتات خدمت الترفيه أو الأغراض التعليمية. وتشمل الأمثلة RB5X ، التي لا تزال موجودة اليوم و HEROseries. تستطيع عربة ستانفورد الآن التنقل عبر مسارات العوائق وإعداد خرائط لبيئتها. |
| أوائل الثمانينيات | يبني فريق إرنست ديكمانس في جامعة بوندزفير ميونخ أول سيارات روبوت ، تصل سرعتها إلى 55 ميلاً في الساعة على الشوارع الخالية. |
| 1983 | يتحكم Stevo Bozinovski و Mihail Sestakov في روبوت متحرك من خلال برمجة متوازية ، وذلك باستخدام نظام تعدد المهام لجهاز كمبيوتر IBM Series / 1. |
| 1986 | يتحكم Stevo Bozinovski و Gjorgi Gruevski في روبوت ذي عجلات باستخدام أوامر الكلام. |
| 1987 | تُظهِر مختبرات Hughes للأبحاث أول خريطة عبر البلاد وعملية مستقلة تعتمد على المستشعر لمركبة آلية. |
| 1988 | Stevo Bozinovski و Mihail Sestakov و Liljana Bozinovska يتحكمان في روبوت متحرك يستخدم إشارات EEG. |
| 1989 | يتحكم Stevo Bozinovski وفريقه في روبوت متنقل يستخدم إشارات EOG. |
| 1989 | يخترع مارك تيلدن الروبوتات BEAM. |
| 1990s | يعمل جوزيف إنجلبيرغر ، والد الذراع الروبوتية الصناعية ، مع زملائه لتصميم أول روبوتات متنقلة مستقلة متاحة تجارياً ، تباع من قبل Helpmate. تقوم وزارة الدفاع الأمريكية بتمويل مشروع MDARS-I ، استناداً إلى روبوت الأمن الداخلي في Cybermotion. |
| 1991 | ايدو. قام كل من فرانزي وأندريه غيجنارد وفرانسيسكو موندادا بتطوير Khepera ، وهو روبوت صغير متنقل مستقل مخصص للأنشطة البحثية. تم دعم المشروع من قبل مختبر LAMI-EPFL. |
| 1993-1994 | تم تطوير Dante I و Dante II من قبل جامعة Carnegie Mellon. كلاهما كانا روبوتين يستخدمان لاستكشاف البراكين الحية. |
| 1994 | ومع وجود الضيوف على متن الطائرة ، تقوم كل من المركبات الروبوتية المزدوجة VaMP و VITA-2 من Daimler-Benz و Ernst Dickmanns من UniBwM بقيادة أكثر من ألف كيلومتر على طريق سريع ثلاثي المسار في باريس في حركة المرور القياسية القياسية بسرعة تصل إلى 130 كم / ساعة. أنها تظهر القيادة الذاتية في الممرات الحرة وقيادة القافلة ، وتغييرات الممرات اليسار واليمين مع مرور السيارات المستقلة. |
| 1995 | وقاد ALVINN شبه المستقل سيارة من الساحل إلى الساحل تحت سيطرة الكمبيوتر لجميعهم ، باستثناء حوالي 50 من 2850 ميلاً. ومع ذلك خضع السائق البشري للخناق والفرامل. |
| 1995 | وفي نفس العام ، كانت إحدى سيارات رنِت ديكمنز روبوت (مع خنق ومكابح خاضعتين للسيطرة على الروبوت) تقودان أكثر من 1000 ميل من ميونيخ إلى كوبنهاغن والعودة ، في حركة المرور ، بسرعة 120 ميلا في الساعة ، وأحيانًا تنفيذ مناورات لتمرير سيارات أخرى ( فقط في بعض الحالات الحرجة تولى سائق السلامة أكثر من ذلك). تم استخدام الرؤية النشطة للتعامل مع مشاهد الشوارع المتغيرة بسرعة. |
| 1995 | يصبح الروبوت المتحرك القابل للبرمجة من بايونير متاحًا تجاريًا بسعر معقول ، مما يتيح زيادة واسعة النطاق في أبحاث الروبوتات والدراسة الجامعية خلال العقد القادم ، حيث تصبح الروبوتات المتنقلة جزءًا قياسيًا من المناهج الدراسية بالجامعة. |
| 1996 | تقوم شركة Cyberclean Systems بتطوير أول روبوت تنظيف ذاتي مستقل بالكامل يقوم بتشغيل المصاعد ذاتية الشحن والممرات المكنسة بدون أي تدخل بشري. |
| 1996-1997 | ترسل ناسا المريخ باثفايندر بجهازها المتجول سوجورنر إلى المريخ. تستكشف المركبة سطحها ، وتدار من الأرض. تم تجهيز سوجورنر بنظام تجنب الأخطار. مكن هذا سوجورنر من العثور على طريقه بشكل مستقل من خلال تضاريس المريخ غير المعروفة. |
| 1999 | تقدم سوني آيبو ، وهو كلب روبوتي قادر على الرؤية والمشي والتفاعل مع بيئته. يتم تقديم الروبوت المحمول المحمول PackBot بالتحكم عن بعد. |
| 2001 | بداية مشروع Swarm-bots. سرب البوتات تشبه مستعمرات الحشرات. تتكون عادة من عدد كبير من الروبوتات الفردية البسيطة ، التي يمكن أن تتفاعل مع بعضها البعض وتؤدي معا المهام المعقدة. |
| 2002 | يظهر رومبا ، وهو روبوت متنقل محلي مستقل يعمل على تنظيف الأرضية. |
| 2003 | تشتري شركة Axxon Robotics شركة Intellibot ، وهي مصنّع لمجموعة من الروبوتات التجارية التي تقوم بفرك الأرضيات وفراغها وإطلاؤها في المستشفيات ومباني المكاتب والمباني التجارية الأخرى. تعمل روبوتات العناية بالأرضيات من شركة Intellibot Robotics LLC بشكل مستقل تمامًا ، حيث ترسم خرائط بيئتها وتستخدم مجموعة من أجهزة الاستشعار للتنقل وتجنب العقبات. |
| 2004 | Robosapien ، روبوت لعبة بيومورفيت صممه مارك تيلدن متاح تجارياً. في “مشروع Centibots” يعمل 100 روبوت مستقل معًا لإنشاء خريطة لبيئة غير معروفة والبحث عن كائنات داخل البيئة. في منافسة تحدي DARPA Grand Challenge الأولى ، تتنافس المركبات المستقلة بالكامل ضد بعضها البعض في ملعب صحراوي. |
| 2005 | تنشئ Boston Dynamics نظام رباعي رباعي يهدف إلى حمل الأحمال الثقيلة عبر التضاريس الوعرة للغاية للسيارات. |
| 2006 | توقفت Sony عن جعل Aibo و HelpMate توقفان الإنتاج ، ولكن نظام الروبوتات ذاتية الخدمة القابلة للتخصيص من PatrolBot الأقل تكلفة متاحًا لأن الروبوتات المتنقلة تستمر في الكفاح لتصبح قابلة للتطبيق تجاريًا. تسقط وزارة الدفاع الأمريكية مشروع MDARS-I ، لكنها تمول MDARS-E ، وهو روبوت ميداني مستقل. إطلاق سراح TALON-Sword ، أول روبوت متوفر تجارياً مع قاذفة قنابل يدوية وخيارات أسلحة متكاملة أخرى. هوندا Asimo يتعلم لتشغيل وتسلق السلالم. |
| 2007 | في تحدي DARPA Urban Grand Challenge ، تستكمل ست مركبات بشكل مستقل دورة معقدة تشمل المركبات المأهولة والعقبات. تتكاثر الروبوتات Kiva Systems في عمليات التوزيع ؛ تقوم وحدات الأرفف الأوتوماتيكية هذه بالفرز وفقا لشعبية محتوياتها. يصبح Tug وسيلة شعبية للمستشفيات لنقل الخزانات الكبيرة من المخزون من مكان إلى آخر ، في حين يبدأ Speci-Minder with Motivity بحمل الدم وعينات المرضى الأخرى من محطات التمريض إلى المختبرات المختلفة. يسحب Seekur ، وهو أول روبوت خارجي للخدمة في الهواء الطلق على نطاق واسع ومتاح على نطاق واسع ، سيارة 3 أطنان عبر موقف للسيارات ، ويدفع بشكل مستقل داخل المنازل ويبدأ في تعلم كيفية التنقل في الخارج. في هذه الأثناء ، يتعلم PatrolBot متابعة الناس وكشف الأبواب التي هي عن بعد. |
| 2008 | أصدرت Boston Dynamics لقطات فيديو لجيل جديد من BigDog قادرة على المشي على الأرض الجليدية واستعادة توازنها عند الركل من الجانب. |
| 2010 | يحظى التحدي العالمي المتعدد الأوتوماتيكي ذي الأرض المستقلة بفرق من المركبات ذاتية الاستقراء ، تعيّن بيئة حضرية ديناميكية كبيرة ، وتحديد وتتبع البشر وتجنب الأشياء المعادية. |
| 2016 | روبوت روبوت متعدد الوظائف رشيق التحكم عن بعد (MARCbot) هو لأول مرة تستخدمه الشرطة الأمريكية لقتل قناص قتل 5 من ضباط الشرطة في دالاس ، تكساس ، مما يثير أسئلة أخلاقية بشأن استخدام الطائرات بدون طيار والروبوتات من قبل الشرطة كأدوات من القوة المميتة ضد الجاني. خلال تحدي روبوت عائد روبوت مئوي لعودة نموذج NASA ، نجحت مركبة رملية تحمل اسم Cataglyphis في إظهار الملاحة الذاتية وصنع القرار وعملية اكتشاف العيّنة واستعادتها وإرجاعها. |
| 2017 | يتم تطوير روبوتات ARGOS Challenge للعمل في ظروف قاسية على منشآت النفط والغاز البحرية. |