Мобильный робот — это робот, способный передвигаться. Мобильная робототехника обычно считается подполем робототехники и информатики.

Мобильные роботы могут перемещаться в своей среде и не привязаны к одному физическому местоположению. Мобильные роботы могут быть «автономными» (AMR — автономный мобильный робот), что означает, что они способны осуществлять навигацию по неконтролируемой среде без необходимости использования физических или электромеханических устройств управления. В качестве альтернативы мобильные роботы могут полагаться на устройства управления, которые позволяют им перемещаться по заранее определенному маршруту навигации в относительно контролируемом пространстве (AGV — автономный управляемый автомобиль). Напротив, промышленные роботы обычно более или менее неподвижны, состоящие из сочлененного рычага (многосвязного манипулятора) и захватного узла (или концевого эффектора), прикрепленного к неподвижной поверхности.

Мобильные роботы стали более распространенными в коммерческих и промышленных условиях. Больницы используют автономные мобильные роботы для перемещения материалов в течение многих лет. В складах установлены мобильные роботизированные системы для эффективного перемещения материалов с полки для хранения в зоны выполнения заказов. Мобильные роботы также являются основным направлением текущих исследований, и почти у каждого крупного университета есть одна или несколько лабораторий, которые ориентированы на исследования мобильных роботов. Мобильные роботы также находятся в промышленных, военных и охранных системах. Внутренние роботы — это потребительские товары, в том числе развлекательные роботы и те, которые выполняют определенные домашние задачи, такие как пылесос или садоводство.

Компоненты мобильного робота — это контроллер, программное обеспечение для управления, датчики и исполнительные механизмы. Контроллер обычно представляет собой микропроцессор, встроенный микроконтроллер или персональный компьютер (ПК).Программное обеспечение для мобильного управления может быть либо языком уровня сборки, либо языками высокого уровня, такими как C, C ++, Pascal, Fortran или специальным программным обеспечением реального времени. Используемые датчики зависят от требований робота. Требованиями могут быть нечеткие расчеты, тактильное и бесконтактное зондирование, ранжирование триангуляции, предотвращение столкновений, местоположение местоположения и другие конкретные приложения.

классификация
Мобильные роботы могут быть классифицированы по:

Окружающая среда, в которой они путешествуют:
Земные или домашние роботы обычно называются беспилотными наземными транспортными средствами (UGV). Они чаще всего колеблются или отслеживаются, но также включают легочных роботов с двумя или более ногами (гуманоидами или похожими на животных или насекомых).
Доставка & amp; Транспортные роботы могут перемещать материалы и материалы через рабочую среду
Воздушные роботы обычно называют беспилотными летательными аппаратами (БПЛА)
Подводные роботы обычно называют автономными подводными аппаратами (AUV)
Полярные роботы, предназначенные для навигации по ледяным, заполненным трещинами средам

Устройство, которое они используют для перемещения, в основном:
Легкий робот: человекоподобные ноги (например, андроид) или похожие на животных ноги.
Колесный робот.
Дорожки.

Навигация мобильных роботов
Существует множество типов мобильных роботов:

Ручной пульт или телеоператор
Ручной телеуправляемый робот полностью контролируется драйвером с помощью джойстика или другого устройства управления. Устройство может быть подключено непосредственно к роботу, может быть беспроводным джойстиком или может быть принадлежностью к беспроводному компьютеру или другому контроллеру. Телеуправляемый робот обычно используется для того, чтобы оператор не попал в путь. Примеры ручных удаленных роботов включают ANATROLLER ARI-100 и ARI-50 от Robotics Design, Talon Foster-Miller, PackBot от iRobot и KokoTek MK-705 Roosterbot.

Охраняемый телеоператор
Защищенный телеоператор-робот обладает способностью ощущать и избегать препятствий, но в противном случае будет ориентироваться как управляемый, как робот под ручным телеоператором. Мало, если любые мобильные роботы предлагают только охраняемый телеоператор. (См. Раздел Раздвижная автономия ниже.)

Линейный автомобиль
Некоторые из самых ранних автоматизированных транспортных средств (AGV) были линейными после мобильных роботов. Они могут следовать визуальной линии, окрашенной или встроенной в пол или потолок, или электрический провод в полу. Большинство из этих роботов управляли простым алгоритмом «держать линию в центральном датчике». Они не могли обойти препятствия; они просто остановились и ждали, когда что-то заблокировало их путь. Многие примеры таких автомобилей по-прежнему продаются Transbotics, FMC, Egemin, HK Systems и многими другими компаниями. Эти типы роботов по-прежнему широко популярны в известных робототехнических обществах как первый шаг к изучению укромных уголков и уголков робототехники.

Автономно рандомизированный робот
Автономные роботы со случайным движением в основном отскакивают от стен, ощущаются ли эти стены

Автономный робот
Автономный робот знает, по крайней мере, некоторую информацию о том, где он находится и как достичь различных целей и / или путевых точек на этом пути. «Локализация» или знание ее текущего местоположения вычисляется одним или несколькими средствами с использованием датчиков таких двигателей, кодовых датчиков, стереорежимов, лазеров и глобальных систем позиционирования. Системы позиционирования часто используют триангуляцию, относительное положение и / или локализацию Монте-Карло / Маркова для определения местоположения и ориентации платформы, из которой он может планировать путь к своей следующей путевой точке или цели. Он может собирать показания датчиков с отметкой времени и местоположения. Такие роботы часто являются частью беспроводной сети предприятия, сопряженной с другими системами контроля и наблюдения в здании. Например, робот безопасности PatrolBot реагирует на сигналы тревоги, управляет лифтами и уведомляет командный центр о возникновении инцидента. Другие роботы с автономным управлением включают роботы SpeciMinder и TUG для больницы. В 2013 году независимые роботы, способные находить солнечный свет и воду для растений в горшках, были созданы художницей Элизабет Демараем в сотрудничестве с инженером д-ром Цинцзе Цзоу, биологом доктором Симеоном Котчоми и компьютерным ученым доктором Ахмедом Эльгаммалом.

Раздвижная автономия
Более эффективные роботы объединяют несколько уровней навигации под системой, называемой скользящей автономией. Большинство роботов с автономным управлением, таких как робот-помощник HelpMate, также предлагают ручной режим. Операционная система автономного робота Motivity, которая используется в ADAM, PatrolBot, SpeciMinder, MapperBot и ряде других роботов, предлагает полную автономную автонагрузку от ручной до автономной.

история

Дата	события
1939-1945	Во время Второй мировой войны первые мобильные роботы появились в результате технических достижений в ряде относительно новых областей исследований, таких как информатика и кибернетика. Они были в основном летающими бомбами. Примерами являются умные бомбы, которые детонируют только в определенном диапазоне цели, использовании направляющих систем и радиолокационного контроля. У ракет V1 и V2 были сырые «автопилоты» и автоматические системы детонации. Они были предшественниками современных крылатых ракет.
1948-1949	W. Gray Walter строит Elmer и Elsie, два автономных робота по имени Machina Speculatrix, потому что этим роботам нравилось исследовать их среду. У Элмера и Элси каждый был оснащен световым датчиком. Если они найдут источник света, они будут двигаться к нему, избегая или перемещая препятствия на своем пути. Эти роботы продемонстрировали, что сложное поведение может возникнуть из простой конструкции. У Элмера и Элси был только эквивалент двух нервных клеток.
1961-1963	Университет Джонса Хопкинса развивает «Зверь». Зверь использовал сонар для передвижения. Когда батареи разрядились, он найдет разъем питания и включит его.
1969	Mowbot был самым первым роботом, который автоматически косил газон.
1970	Последователь линейки Stanford Cart был мобильным роботом, который смог следить за белой линией, используя камеру для просмотра. Это была радиосвязь с большим мэйнфреймом, который делал расчеты. Примерно в то же время (1966-1972 гг.) Стэнфордский научно-исследовательский институт строит и проводит исследования по Shakey the Robot, роботу, названному в честь его отрывистого движения. У Шейки была камера, дальномер, датчики удара и радиолиния.Шейки был первым роботом, который мог рассуждать о своих действиях. Это означает, что Shakey можно дать очень общие команды и что робот выяснит необходимые шаги для выполнения данной задачи. Советский Союз исследует поверхность Луны с Лунохода 1, лунного ровера.
1976	В своей программе Viking NASA отправляет на Марс два беспилотных корабля.
1980	Интерес общественности к роботам возрастает, в результате чего роботы могут быть приобретены для домашнего использования. Эти роботы служили развлекательным или образовательным целям. Примеры включают RB5X, который до сих пор существует и HEROseries. Теперь Стэнфордская тележка может перемещаться по препятствиям и создавать карты своей среды.
Начало 1980-х	Команда Эрнста Дикманна в Университете Бундесвера в Мюнхене строит первые автомобили-роботы, двигаясь до 55 миль в час на пустых улицах.
1983	Стево Бозиновски и Михаил Сестаков управляют мобильным роботом параллельным программированием с использованием многозадачной системы компьютера IBM Series / 1.
1986	Стево Бозиновски и Гьорги Груевски управляют колесным роботом с использованием речевых команд.
1987	Исследовательские лаборатории Хьюз демонстрируют первую карту местности и основанную на датчиках автономную работу роботизированного транспортного средства.
1988	Стево Бозиновски, Михаила Сестакова и Лиляны Бозиновской управляют мобильным роботом с использованием сигналов ЭЭГ.
1989	Стево Бозиновски и его команда управляют мобильным роботом с использованием сигналов EOG.
1989	Марк Тилден изобретает роботику BEAM.
1990-е годы	Джозеф Энгельбергер, отец промышленной роботизированной руки, сотрудничает с коллегами в разработке первых коммерчески доступных автономных мобильных больничных роботов, продаваемых Helpmate. Министерство обороны США финансирует проект MDARS-I, основанный на роботе безопасности Cybermotion.
1991	Edo. Франци, Андре Гиньяр и Франческо Мондада разработали Khepera, автономный небольшой мобильный робот, предназначенный для исследовательской деятельности.Проект был поддержан лабораторией LAMI-EPFL.
1993-1994	Данте I и Данте II были разработаны Университетом Карнеги-Меллона. Оба были гуляющими роботами, используемыми для изучения живых вулканов.
1994	С гостями на борту, два робота-робота VaMP и VITA-2 Daimler-Benz и Ernst Dickmanns UniBwM проезжают более тысячи километров на Парижском трехполосном шоссе в стандартном интенсивном движении со скоростью до 130 км / ч. Они демонстрируют автономное вождение в свободных дорожках, вождение конвоев и изменение полосы движения влево и вправо с автономной передачей других автомобилей.
1995	Полуавтономный ALVINN управлял автомобилем побережья до побережья под управлением компьютера для всех, кроме 50 из 2850 миль. Дроссель и тормоза, однако, контролировались человеком-водителем.
1995	В том же году один из роботов Эрнста Дикманнса (с управляемым роботом дросселем и тормозами) проехал более 1000 миль от Мюнхена до Копенгагена и обратно, в движении, со скоростью до 120 миль в час, иногда выполняя маневры для передачи других автомобилей ( только в нескольких критических ситуациях водитель безопасности взял на себя).Активное зрение использовалось для быстрого изменения уличных сцен.
1995	Программируемый мобильный робот Pioneer становится коммерчески доступным по доступной цене, что позволяет широко распространять исследования робототехники и университетские исследования в течение следующего десятилетия, поскольку мобильные роботы становятся стандартной частью учебного плана университета.
1996	Cyberclean Systems разрабатывает первый полностью автономный пылеулавливающий робот, который самозарядные, управляемые лифты и пылесосы в коридорах без вмешательства человека.
1996-1997	NASA отправляет Марса Pathfinder с его ровера Sojourner на Марс. Ровер исследует поверхность, управляемую с Земли. Sojourner был оснащен системой предотвращения опасности. Это позволило Соджурнеру самостоятельно найти свой путь через неизвестную марсианскую местность.
1999	Sony представляет Aibo, роботизированную собаку, способную видеть, ходить и взаимодействовать с окружающей средой. Представлен военный мобильный робот PackBot с дистанционным управлением.
2001	Начало проекта Swarm-bots. Рой-боты напоминают колонии насекомых. Как правило, они состоят из большого количества отдельных простых роботов, которые могут взаимодействовать друг с другом и вместе выполнять сложные задачи.
2002	Roomba появляется, внутренний автономный мобильный робот, который очищает пол.
2003	Компания Axxon Robotics приобретает Intellibot, производителя линейки коммерческих роботов, которые вымывают, вакуумируют и подметают полы в больницах, офисных зданиях и других коммерческих зданиях. Роботы для ухода за полом от Intellibot Robotics LLC работают полностью автономно, сопоставляя окружающую среду и используя массив датчиков для навигации и предотвращения препятствий.
2004	Robosapien, биоморфный игрушечный робот, разработанный Марком Тилденом, является коммерчески доступным. В «Проекте Centibots» 100 автономных роботов работают вместе, чтобы создать карту неизвестной среды и искать объекты в среде. В первом соревновании DARPA Grand Challenge полностью автономные транспортные средства конкурируют друг с другом по пустынному курсу.
2005	Boston Dynamics создает четвероногий робот, предназначенный для перевозки тяжелых грузов на местности, слишком грубых для транспортных средств.
2006	Sony перестает делать AIBO и HelpMate прекращает производство, но более дешевая настраиваемая автономная роботизированная система PatrolBot становится доступной, поскольку мобильные роботы продолжают борьбу, чтобы стать коммерчески жизнеспособной. Министерство обороны США бросает проект MDARS-I, но финансирует MDARS-E, автономный полевой робот. TALON-Sword, первый коммерчески доступный робот с гранатометом и другими интегрированными вариантами оружия, выпущен. Honda Asimo учится бегать и подниматься по лестнице.
2007	В DARPA Urban Grand Challenge шесть автомобилей автономно завершают сложный курс, включающий пилотируемые транспортные средства и препятствия. Роботы Kiva Systems размножаются в операциях распределения; эти автоматические стеллажи сортируются в соответствии с популярностью их содержимого. Буксир становится популярным средством, позволяющим больницам перемещать большие шкафы с места на место, в то время как Speci-Minder with Motivity начинает переносить кровь и другие образцы пациентов с станций медсестер в различные лаборатории. Seekur, первый широко доступный, невоенный открытый сервисный робот, тянет 3-тонный автомобиль на стоянке, ведет автономно в закрытом помещении и начинает учиться, как ориентироваться снаружи. Тем временем PatrolBot учится следить за людьми и обнаруживать приоткрытые двери.
2008	Boston Dynamics выпустила видеоматериал нового поколения BigDog, способный ходить по ледяной местности и восстанавливать равновесие, когда его ударили со стороны.
2010	В Multi Autonomous Ground-Robotic International Challenge команды автономных транспортных средств отображают большую динамичную городскую среду, идентифицируют и отслеживают людей и избегают враждебных объектов.
2016	Многофункциональный гибкий дистанционно управляемый робот (MARCbot) впервые используется полицией США для убийства снайпера, который убил 5 полицейских в Далласе, штат Техас, что поднимает этические вопросы относительно использования дронов и роботов полицией в качестве инструментов смертельной силы против преступника. Во время задачи NASA Sample Return Robot Centennial Challenge ровер, названный Cataglyphis, успешно продемонстрировал возможности автономной навигации, принятия решений и обнаружения образцов, поиска и возврата.
2017	Роботы ARGOS Challenge разработаны для работы в экстремальных условиях на морских нефтегазовых установках.