Estoy buscando algunos artículos sobre "Aplicaciones de Robots Industriales" que puedan darme algunas pistas.

Posiciones expuestas a mercancías peligrosas

Posiciones en ambientes extremos como alta temperatura, baja temperatura, alta presión, radiación, etc.

Posiciones que implican exposición a largo plazo operaciones mecánicas

Posiciones para vigilancia y seguimiento a largo plazo

Trabajo delicado

Trabajo de alta intensidad

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Con el Con la llegada de la era de la economía del conocimiento, la alta tecnología se ha convertido en el foco de la competencia entre países de todo el mundo, la robótica como una rama importante de la alta tecnología en general ha atraído la atención de los gobiernos de todo el mundo. Se entiende que Japón está implementando actualmente su tercer plan de "robot humanoide" después de los dos primeros planes de robot: el plan de "robot de trabajo extremo" y el plan de desarrollo de "tecnología micromecánica" que Estados Unidos solo gasta en drones; alcanzó los 2.500 millones de dólares. Nuestro gobierno también concede gran importancia a la investigación de robots. Ya en el período del "Séptimo Plan Quinquenal", inició un proyecto de investigación sobre robots industriales y robots submarinos y logró ciertos resultados. En 1986, el plan nacional “863” incluía robots inteligentes. Después de más de diez años de arduo trabajo, desde el seguimiento del nivel avanzado del mundo hasta el desarrollo independiente, hemos logrado resultados de renombre mundial.

La tecnología robótica: un campo de batalla para la economía científica y tecnológica. Los países de todo el mundo conceden gran importancia al desarrollo y la investigación de la tecnología robótica, principalmente por las siguientes razones:

En primer lugar, Los robots de desarrollo pueden mejorar la fuerza nacional general. La robótica es una tecnología de alta tecnología que integra la automatización óptica, mecánica, eléctrica y de la información. En cierto sentido, el nivel de los robots de un país representa la fortaleza integral de un país.

El desarrollo de robots industriales puede mejorar las capacidades manufactureras de un país. Muchas empresas nacionales y extranjeras utilizan robots industriales para mejorar la productividad y la calidad de los productos. Al utilizar robots industriales como equipo de producción clave, algunos grandes fabricantes extranjeros de automóviles, productos electrónicos y maquinaria pueden ajustar sus estrategias de producción de manera oportuna de acuerdo con la demanda del mercado y capturar más participación de mercado con lotes pequeños y variedades múltiples. El programa nacional "863" ha observado esta tendencia y ha brindado un fuerte apoyo a los robots industriales y sus proyectos de aplicación. Ha promovido una serie de proyectos de demostración en motocicletas, automóviles, electrónica, electrodomésticos y otras industrias, y ha formado un sistema con independientes. derechos de propiedad intelectual.

El desarrollo de robots especiales puede mejorar las capacidades de desarrollo sostenible del país. Los llamados robots especiales se refieren a varios robots excepto a los robots industriales. En las primeras etapas de implementación del programa "863", nuestro país ha desarrollado robots submarinos, robots de socorro en casos de desastre, robots rodantes, robots de microoperación, robots caminantes bípedos, manos diestras y otros robots especiales para diversos fines, lo que ha contribuido enormemente acortó la brecha entre el nivel de robots de mi país y La brecha entre los países desarrollados en el extranjero ha promovido efectivamente el desarrollo de la tecnología robótica en nuestro país y fortalecido la conexión entre los robots y la sociedad y la economía.

Los robots inteligentes son máquinas con funciones de percepción, pensamiento y acción. Son una variedad de disciplinas y tecnologías como mecanismo, control automático, computadora, inteligencia artificial, tecnología optoelectrónica, tecnología de detección, tecnología de comunicación. Tecnología de simulación, etc. Resultados completos. Como nueva generación de herramientas de producción y servicios, los robots inteligentes ocupan una posición más amplia e importante en los campos manufacturero y no manufacturero, lo que tiene una importancia muy práctica para que la humanidad abra nuevas industrias y mejore la producción y los niveles de vida. Por ejemplo, en el proceso de lucha de nuestro país por derechos mineros prioritarios en alta mar, el sistema de robot autónomo submarino sin cables de 6.000 metros desarrollado por el programa nacional "863" se hizo a la mar dos veces y obtuvo información valiosa sobre la distribución de nódulos de manganeso en el fondo marino, convirtiendo a nuestro país en líder mundial en uno de los pocos países del mundo con capacidad de exploración en aguas profundas.

En segundo lugar, el desarrollo de la tecnología robótica puede mejorar las capacidades de defensa nacional. En la Guerra del Golfo, la Guerra de Bosnia-Herzegovina y la Guerra de Kosovo, se utilizaron diversos drones y sistemas de robots militares terrestres en el reconocimiento del campo de batalla, la detección y desminado de minas, la vigilancia, la retransmisión de comunicaciones, las contramedidas electrónicas, la guía de fuego, la evaluación de los resultados del combate y el acoso. , ataque, etc. jugaron un papel especial en todos los aspectos. Teniendo en cuenta que las altas y nuevas tecnologías tendrán un impacto significativo en el sistema de mando y en el entorno del campo de batalla en futuras guerras, nuestro país ha llevado a cabo y reforzará la investigación en este campo.

En tercer lugar, los robots pueden formar una industria enorme.

Aunque en la actualidad sólo los robots industriales son relativamente maduros, a juzgar por la tendencia de desarrollo de los robots mundiales, los robots de servicios y los robots personales tienen un enorme potencial de mercado. Es previsible que los robots personales entren en miles de hogares como computadoras personales y se conviertan en una parte integral de los seres humanos. Necesidades esenciales del día a día.

En cuarto lugar, desarrollar robots puede mejorar el estatus internacional de un país. Con el apoyo del plan nacional de investigación y el plan "863", hemos desarrollado robots para diversos fines y nos hemos unido al programa internacional de robots avanzados en el que participan algunos países desarrollados, lo que ha mejorado el estatus internacional de la ciencia y la tecnología de China.

La necesidad de desarrollar tecnología robótica en nuestro país. En la actualidad, el mercado de robots de nuestro país no es muy grande. Hay muchas razones para ello. Nuestro país es un país con una gran población y la mayoría de la gente no comprende los robots. Piensan que ahora hay tantos trabajadores despedidos, entonces, ¿por qué se utilizan robots? Ésta es una visión sesgada.

En primer lugar, los robots no reemplazan simplemente a las personas. Usamos robots para completar algunas tareas que no son adecuadas, no pueden o no pueden ser realizadas directamente por humanos. Por ejemplo: los robots pueden ingresar a pacientes para inspección y tratamiento, ingresar a gasoductos para inspección y reparación, ingresar a plantas de energía nuclear para verificar fugas nucleares, los robots pueden aterrizar en la luna, sumergirse profundamente en el lecho marino y pueden completar tareas monótonas o complejas. con alta calidad las 24 horas del día. Actualmente, muchas personas en nuestro país trabajan en entornos laborales tóxicos, nocivos, de alta temperatura y peligrosos. La aplicación de robots puede liberarlos de entornos hostiles.

La competencia en el mercado también requiere robots. La aplicación de robots no solo puede mejorar la calidad del producto, aumentar la velocidad de modificación del producto, adaptarse al mercado que cambia rápidamente y satisfacer las necesidades de los consumidores, sino también reducir los costos del producto y mejorar la competitividad del mercado, mejorando así la competitividad de las empresas chinas en el ámbito nacional y competitividad de los mercados exteriores.

Además, con la mejora del nivel de vida material y espiritual y el aumento de la población mayor, las personas necesitarán servicios más inteligentes, sociales, orientados a la familia, personalizados y emocionales, y los robots serán más populares. Muestra tus poderes mágicos. Lo más importante es que, desde una perspectiva nacional, muchas tecnologías de vanguardia, especialmente las tecnologías de defensa de alta tecnología, deben tener derechos de propiedad intelectual independientes para poder tomar la iniciativa en la competencia internacional. La hegemonía no quiere que nuestro país tenga tecnología robótica que pueda competir con ella. Sólo podemos confiar en la autosuficiencia.

Aplicaciones robóticas con perspectivas brillantes Nuestro país es un gran país en desarrollo y el rápido desarrollo económico ha traído amplias perspectivas de aplicación a la tecnología robótica.

Con el auge de la industria de alta tecnología de mi país y la recuperación de las grandes y medianas empresas estatales, surgirán una serie de industrias emergentes que también inducirán una nueva ronda de inversión industrial. Los robots, como núcleo de la fabricación avanzada, deberán utilizarse ampliamente. En los últimos dos años, la construcción de infraestructura a gran escala en China ha proporcionado un lugar para maquinaria de construcción robótica, como robots rociadores de concreto, robots perforadores de rocas, rodillos robóticos y topadoras robóticas. Se está investigando una nueva generación de maquinaria de construcción robótica, como cargadoras, mezcladoras, pavimentadoras, robots de protección, etc. El siglo XXI es un siglo en el que los humanos van al océano y buscan recursos del océano. La serie de robots submarinos de nuestro país asumirá la importante tarea de explorar los océanos y contribuirá al desarrollo de los océanos de nuestro país.

A través de la implementación del plan nacional "863", la industrialización de robots de mi país ha comenzado a tomar forma y el impulso de desarrollo es bueno. Algunas empresas ya han visto el enorme potencial de los robots. Grandes grupos empresariales como FAW, Hualu, Haier, Jialing, Changan, etc. han comenzado a involucrarse en el campo de los robots. Todos han visto el mercado potencial de robots en China.

Aprovechar la oportunidad para afrontar el desafío Es urgente acelerar el desarrollo de la industrialización robótica de mi país, y debemos tomar las medidas correspondientes para adaptarnos a la situación.

El país debería aumentar la inversión en tecnología robótica y formular las correspondientes políticas de incentivos. Los robots son altas tecnologías innovadoras y estratégicas que tienen un gran impacto en la economía y la seguridad nacionales. Son una de las cumbres de la tecnología económica en el siglo XXI. El Estado debe invertir más fondos para acelerar la investigación de la tecnología robótica y, al mismo tiempo, proporcionar ciertas políticas preferenciales a las empresas relevantes para promover el desarrollo de la industria robótica de mi país.

Mi país debería establecer un grupo industrial de equipos de automatización de robots. Con el rápido desarrollo de la industria manufacturera de mi país, la demanda interna de equipos de automatización de robots se está volviendo cada vez más fuerte y grandes empresas extranjeras de robots han ingresado al mercado chino una tras otra.

Aunque en general la relación rendimiento-precio de los robots especiales de mi país es mejor que la de los países extranjeros, debido a la pequeña escala de las empresas, los productos relativamente únicos, los lotes pequeños, la falta de solidez financiera suficiente y la capacidad de coordinación entre empresas, Es difícil competir con las grandes empresas internacionales. Sólo estableciendo una empresa de cierta escala, aumentando la inversión, mejorando la calidad del producto mientras se reducen los costos y creando una marca podremos lograr un desarrollo saludable de la empresa y ocupar un lugar en el mercado internacional.

Prepárese para establecer la Asociación de Robots de China. Nuestro país cuenta ahora con una asociación de robótica de segundo nivel y muchas sociedades. Sin embargo, cada rama tiene diferentes enfoques y una gama diferente de personas involucradas. No hay suficiente comunicación entre sí, lo que da a la gente la sensación de que están haciendo lo suyo. Si se puede establecer una Asociación China de Robots para organizar las sociedades secundarias existentes, popularizar el conocimiento, cultivar talentos y promover el nivel de investigación y aplicación de la ciencia y la tecnología de los robots a través de intercambios académicos, la popularización de la ciencia, estudios de mercado y otras actividades, tendrá un Gran impacto en el desarrollo de robots en nuestro país. Excelente para la carrera.

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Industria China ¿Cuál será el desarrollo futuro de los robots? ¿Se puede aplicar a la producción a gran escala y ser aceptado por el mercado? Este siempre ha sido un problema que ha preocupado a muchas personas.

El desarrollo de robots industriales en China se ha visto limitado durante mucho tiempo por los altos costos y los bajos precios de la mano de obra nacional. Esta situación hace que el ámbito de aplicación de los robots industriales sea muy limitado. Sin embargo, a medida que la economía de China ha seguido expandiéndose rápidamente en los últimos 30 años y los niveles de vida de las personas han seguido mejorando, muchas situaciones han cambiado silenciosamente y estos cambios han mejorado el entorno de uso de los robots industriales.

Como la parte más flexible y de más rápido desarrollo de la industria manufacturera, la industria manufacturera de procesamiento tiene un gran impacto en la economía nacional. Desde la reforma y apertura, el desarrollo de la industria manufacturera de procesamiento ha pasado del "suplemento tres a uno" en la década de 1980 a la inversión directa y el establecimiento de fábricas por parte de fabricantes nacionales y extranjeros y ventas en el país y en el extranjero al mismo tiempo. . Sin embargo, estas inversiones y fábricas en China sólo aprovechan la abundante y barata mano de obra china, y la mayor parte de la tecnología y el equipo que utilizan provienen del extranjero. Aunque la oferta casi ilimitada de mano de obra ha permitido que la industria manufacturera china se haya convertido en la fábrica del mundo a finales del siglo XX. Sin embargo, este desarrollo ha generado enormes preocupaciones ocultas. El desarrollo de la fábrica mundial depende de una oferta adecuada de mano de obra.

Con el continuo fortalecimiento de la economía y la implementación de la planificación familiar en China durante más de 20 años, el patrón de oferta laboral de China ha comenzado a cambiar. El mercado laboral de China ha pasado gradualmente de ser un mercado de "compradores" a un mercado de "vendedores", con una oferta laboral que supera con creces la demanda y comenzando a desarrollarse hacia un equilibrio entre oferta y demanda. Los trabajadores inmigrantes, que son la fuerza principal en la industria manufacturera, también han presentado demandas de salarios y condiciones laborales más altas que las que sólo resolvieron el problema de la alimentación y la ropa en los primeros días. Este cambio en el mercado ha provocado que muchas empresas de industrias intensivas en mano de obra dependan de aumentar el número de trabajadores y ampliar las horas de trabajo de los trabajadores para mejorar la productividad laboral, lo que encarecerá cada vez más el costo. el uso de este método también se está volviendo cada vez más popular. Cada vez existen más restricciones legales y obstáculos políticos. Este cambio del nivel micro de la empresa al nivel macro de toda la sociedad tiene un enorme impacto en las empresas chinas. Las lleva a darse cuenta de que deben comenzar por mejorar la maquinaria y el equipo, aumentar la tecnología y la intensidad de capital y minimizar el uso de mano de obra. para responder a este cambio.

Con la reducción del excedente de mano de obra, el aumento del coste de un solo trabajador, la exigencia de una mayor calidad del producto y el énfasis del país en la fabricación de equipos, robots industriales y tecnología han recibido el apoyo del gobierno y La industria en China recibe una atención generalizada. El gobierno se esfuerza por acelerar el desarrollo de la industria de fabricación de equipos de China, especialmente robots industriales, y utiliza varios métodos para aumentar la participación de la industria de fabricación de equipos de China en el mercado. También proporciona medidas preferenciales para alentar a más empresas a utilizar robots y tecnología para mejorar. su nivel técnico. La industria también ha comenzado a prestar atención al enorme papel que desempeñan los robots industriales en la reducción de los costos laborales, la reducción de los riesgos laborales y la mejora de la calidad de los productos. Debido a esto, en los últimos años cada vez más empresas nacionales han adoptado robots industriales en su producción. Muchas empresas han cumplido sus propios requisitos adoptando tecnologías y robots industriales, mejorando así su competitividad. Las ventas de varios fabricantes de robots han aumentado significativamente. En los últimos cuatro años, el volumen de ventas de muchas empresas en China ha sido incluso varias veces mayor que el de los diez años anteriores. El volumen de ventas de robots de soldadura de la empresa alemana CLOOS en China fue de 47 unidades antes de 2000, y ha superado las 121 unidades desde 2000, con unas ventas que casi se triplicaron.

Las tecnologías y robots industriales en rápido desarrollo se están utilizando ampliamente en la modernización tecnológica de las empresas industriales. En el futuro, la industria de robots industriales de China existirá como una industria que ocupará una posición importante en la economía nacional.

Desde su creación, el Tema Nacional de Tecnología de Robots 863 siempre ha otorgado gran importancia a la promoción y aplicación de la tecnología de robots en la industria. Durante mucho tiempo ha promovido la tecnología de robots para mejorar las industrias tradicionales y ha utilizado la tecnología de robots para desarrollar altos niveles. -industrias tecnológicas. El tema de la robótica no sólo promueve activamente la aplicación industrial de los robots, sino que también populariza ampliamente el conocimiento de la robótica entre la población en general, aumentando la comprensión y la conciencia de la gente sobre diversos robots. Se ha convertido en sentido común de toda la sociedad utilizar la tecnología robótica para mejorar el nivel de desarrollo industrial en nuestro país y mejorar la calidad de vida de las personas.

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1. Una breve historia del nacimiento y desarrollo de la robótica basada en símbolos

Lo único que las disciplinas de ingeniería tienen en común es la práctica de la ingeniería. viene primero. El nacimiento de la robótica no es una excepción. Siguió al nacimiento y desarrollo de los robots industriales. Hasta la década de 1970, todo el sistema de robots industriales estaba básicamente finalizado y su desarrollo consistía principalmente en la mejora gradual del rendimiento de los dispositivos unitarios. En este momento, la robótica se ha desarrollado en profundidad y amplitud, convirtiéndose en una disciplina muy completa y activa. Esta es también otra característica única de las disciplinas de la ingeniería: hasta cierto punto, la teoría precederá a la práctica de la ingeniería. George C. Devol inventó el robot industrial a mediados de los años 50. Se trata de un operador reprogramable controlado por PTP. Después de desarrollar este nuevo concepto de herramienta junto con Joseph F. Engelberger, fundó la primera empresa de robots industriales. La inspiración para la invención de los robots industriales fue el desarrollo de robots controlados remotamente por un maestro-esclavo que comenzó durante la Segunda Guerra Mundial y se utilizaron principalmente para el procesamiento de materiales radiactivos.

Los principales acontecimientos históricos en el desarrollo de los robots industriales son los siguientes:

1954: el estadounidense G.C. Devol, inventa el robot programable, número de patente 2988237

1959: American Planet La empresa fabricó el primer robot comercial

1960: Se funda la American Unimation Company

1970: Victor Sheinman verifica el manipulador Starford

1971: Japan Industrial Se funda la Robot Association

1974: La empresa estadounidense Cincinnati Milaeron Company lanza el primer robot T3 controlado por minicomputadora

1976: Ralph Bolles desarrolla el lenguaje de programación de robots AL

1978 : La empresa Unimation lanza PUMA, un robot de uso general que se puede utilizar para el ensamblaje

1978: Japón, Hiroshi Makino inventa el robot de ensamblaje SCARA

Los principales acontecimientos en la investigación en robótica son:

1954: Denavit y Hartenberg (1954) propusieron un método general para expresar la relación geométrica de los miembros del espacio, que puede usarse para resolver la cinemática directa de los robots.

1962: Ernst ( 1962) y Boni (1962) Estudio de manipuladores con sensores táctiles y de presión respectivamente

1964: La tesis doctoral de Uicker (1964) estudió la dinámica de las varillas espaciales

1968: Pieper (1968) tesis doctoral Uso de métodos algebraicos para resolver problemas de cinemática inversa

1968: McCarthy (1968) estudió un robot con una cámara y un micrófono en el Laboratorio de Inteligencia Artificial de Stanford, que puede encontrar y agarrar bloques de construcción según instrucciones humanas

1971: Kahn y Roth (1971) estudiaron el control de tiempo mínimo de los robots

1972: Paul (1972) estudió la planificación conjunta de trayectorias espaciales

1973: Bolles y Paul (1973) utilizó el equipo El brazo Stanford con visión y sentido de fuerza completa el conjunto de la bomba de agua

1974: Bejezy (1974) estudió la dinámica y el control computacional del par de robots

1976: Bolles (1976) desarrollaron el lenguaje de programación de robots AL

1979: Paul (1979) estudió la planificación de trayectorias en el espacio cartesiano

1979: Lozano-Perez y Wesley (1979) estudiaron el problema de evasión de obstáculos del robot

1981: R.P. Paul (1981) publica el primer libro de texto de robótica, "Robot Manipulator: Mathematics, Programmings and Control"

Los criterios de selección para estos eventos fueron innovadores para la investigación. Sin embargo, aunque los acontecimientos de 1954 y 1964 son la base de la cinemática y dinámica de los robots, no se estudian específicamente para la robótica.

El nacimiento del robot industrial general PUMA en 1978 puede considerarse como la madurez de los robots industriales. Hasta ahora, toda la estructura mecánica, el accionamiento, la estructura de control y el lenguaje de programación de los robots industriales no son esencialmente diferentes de aquellos. en 1978.

La publicación de libros de texto de robótica en 1981 marcó la madurez de la disciplina, con Denavit y Hartenberg (1954), Pieper (1968), Paul (1972), Bolles (1976), Paul (1979) y otros. La investigación juega un papel muy importante en la maduración de los robots industriales.

Dado que la principal fuerza impulsora para el desarrollo de la disciplina es la búsqueda de la novedad y la profundidad, en la década de 1980, el desarrollo de la robótica se centró principalmente en la amplitud y la profundidad, y la corriente principal se alejó gradualmente de la industria. fondo. Sin embargo, dado que la robótica es una disciplina de ingeniería, definitivamente se verá restringida si se desvía demasiado de la realidad, es decir, estará restringida por las fuerzas impulsoras del mercado. Por ejemplo, hay tantas investigaciones sobre el control y la inteligencia de los robots, pero ninguna. Todos ellos son prácticos y la investigación en esta área definitivamente disminuirá.

En los últimos años, la comunidad de la robótica se dio cuenta de esto (es decir, la financiación para la investigación ha disminuido) y comenzó a centrar su atención en nuevos temas de ingeniería. La robótica y la biorrobótica basadas en el comportamiento impulsarán la robótica a un nuevo tiempo y espacio de desarrollo.

2. El principal contenido de investigación de la robótica basada en símbolos

Refiriéndose al libro de texto clásico de robótica de K.S. Fu et al (1988), el contenido de investigación de la robótica tradicional es:

·Cinemática

·Dinámica

·Planificación de trayectoria

·Control del manipulador (incluido control de posición y fuerza)

·Sensores de robot

·Planificación de rutas y planificación de tareas

El contenido anterior describe el robot o el entorno utilizando símbolos en el espacio cartesiano (el espacio conjunto se puede asignar al espacio cartesiano), Planificación Luego se implementan el control y la robótica, y esta parte de la robótica se denomina apropiadamente robótica basada en símbolos. Además, la planificación de la ruta del robot y la planificación de la misión son particularmente relevantes para la inteligencia artificial basada en símbolos. Esta parte también se denomina robótica inteligente o robótica basada en inteligencia artificial.

Tras entrar en la década, la investigación en robótica se ha desarrollado en profundidad y amplitud:

· Cuestiones como operaciones, dinámica, trayectorias de movimiento, control y coordinación de sistemas multirobots

·Cinemática, dinámica, planificación de movimiento y cuestiones de control de robots redundantes

·Operaciones, dinámica, planificación de movimiento y cuestiones de control de robots elásticos

·Basado en multisensor Problemas de procesamiento de información y realización de tareas para robots en entornos complejos

Las investigaciones que se desarrollan en amplitud son:

·La estructura, sensores, control e implementación de robots móviles Planificación de tareas, etc.

Los robots que pueden moverse como gatear, caminar, volar, bajo el agua, con ruedas, sobre orugas, etc. son todos robots móviles, que pueden proporcionar contenido de investigación muy rico porque los robots se mueven en el espacio de trabajo, los problemas principales. son la evitación de obstáculos y la navegación. Dado que los robots móviles deben tener la capacidad de moverse y operar de forma autónoma en entornos dinámicos, otro término robot autónomo también se refiere principalmente a robots móviles.

Dado que el entorno de trabajo de los robots móviles (dinámico, incierto) es completamente diferente del entorno de trabajo de los robots industriales (estructurado), se necesitan nuevas teorías, y es precisamente en este ámbito donde la ingeniería debe desarrollarse. Nace el desarrollo de la robótica y la biorrobótica basadas en el comportamiento.

3. ¿Qué es la robótica basada en el comportamiento?

La robótica basada en el comportamiento se opone a las definiciones abstractas, por lo que las explicaciones concretas y basadas en escenarios son más adecuadas para el pensamiento filosófico en este campo. La siguiente tabla muestra las diferencias entre la robótica basada en el comportamiento y la robótica basada en símbolos. comparación de aspectos.

Elementos característicos: Robótica basada en el comportamiento Robótica basada en símbolos

Objeto de investigación Robots autónomos que trabajan en entornos no estructurados Robots que trabajan en entornos estructurados

Las características del entorno son dinámicas e inciertas, complejas, ciertas, predecibles , simple

El procesamiento de la información sensorial se distribuye y se procesa directamente, no se abstrae ni se define, el procesamiento de fusión centralizado se abstrae y se define

para el entorno Procesamiento sin modelo central, expresión sin centros con modelo, expresión central

Generación de secuencia de comportamiento La secuencia de comportamiento surge de la interacción entre el objetivo, el escenario de operación y el robot, y se realiza de antemano de acuerdo con la tarea dada Planificación precisa

Autoorganización del control de comportamiento, control central distribuido o control central invisible

El método de procesamiento de información es paralelo, la cantidad de cálculo es mínima, la cantidad de cálculo es en serie, la cantidad de cálculo es enorme

La realización de la tarea se realiza mediante comportamientos emergentes de comportamiento autoorganizado e interacción ambiental

Realizada mediante algoritmos

La estructura del sistema se organiza en paralelo mediante módulos de comportamiento y la estructura jerárquica la estructura emerge dinámicamente

Está organizada en serie por módulos funcionales y tiene una estructura fija

La teoría del sistema se expresa principalmente en un lenguaje, que es difícil de formalizar. Enfatiza la concreción y se basa en escenarios. verificación y utiliza principalmente símbolos para facilitar el análisis y la simulación.

El contenido de investigación importante de la robótica basada en el comportamiento es la estructura del sistema en lugar del algoritmo. Los robots basados ​​en el comportamiento tienen un rendimiento muy superior en entornos dinámicos no estructurados. con robótica basada en símbolos No se puede lograr el siguiente rendimiento:

·Alta velocidad y alta flexibilidad. La velocidad de movimiento en entornos dinámicos y complejos puede alcanzar los 2 metros/segundo.

·Alta flexibilidad. Adáptese rápidamente a las cambiantes restricciones internas y externas.

·Alta robustez. Puede soportar daños locales.

·Eficiencia. El código de software puede ser unas centésimas de uno tradicional y el hardware puede ser unas centésimas de uno tradicional.

·Economía. El precio es una décima parte del precio tradicional.

·Simplicidad. Las personas sin formación formal en robótica pueden operarlo muy rápidamente.

·Escalabilidad. El rendimiento se puede aumentar con cambios mínimos en el sistema original.

·Fiabilidad. Trabajo paralelo autoorganizado distribuido, gran confiabilidad.

4. La biorobótica, una nueva entidad de investigación

En la década de 1990, aparecieron muchos nombres nuevos en la investigación en robótica, tales como: robótica basada en el comportamiento ( Brooks, 1991a), robótica evolutiva ( Harvey, 92), robótica no cartesiana (Gomi, 1996), robótica cognitiva (Brooks, 1997), etc. Entre ellos, la robótica evolutiva estudia principalmente la evolución de los comportamientos ambientales actuales, la robótica no cartesiana y la robótica basada en el comportamiento estudian contenidos similares, y la robótica cognitiva es un concepto recientemente propuesto por Brooks. Debido a que Brooks ha estado liderando la carga en este nuevo campo, es necesario explicar los antecedentes de este concepto. Después de que el grupo de investigación de Brooks lograra un gran éxito en el desarrollo de robots basados ​​en el comportamiento, (Brooks y Stein, 1993) comenzaron a investigar la forma más elevada de robots: los robots humanoides, principalmente para hacer realidad la idea de acumular inteligencia paso a paso, y también Para enfrentar los problemas cognitivos humanos, se estableció un gran plan de investigación en ese momento. A finales de 1996 (Brooks, 1997) informó los resultados de la investigación del plan. Obviamente, el plan encontró importantes reveses en términos de financiación, tecnología e ideas de investigación. En términos de ideas de investigación, todavía nos quedamos con la fabricación y la investigación de módulos unitarios, porque la estructura del sistema todavía se basa en el diseño SA, según el análisis del Capítulo 3, no tendrá éxito en absoluto. Técnicamente hablando, el cuerpo humano, los sentidos y el cerebro son mucho más complejos de lo que se imagina. Simular completamente el comportamiento humano y poseer aún más las capacidades humanas es un objetivo de investigación a largo plazo. En términos de ideas de investigación, la idea de acumulación de inteligencia de Brooks (1991a). ) No funciona. Por un lado, Brooks sigue adoptando el concepto de inteligencia global. Por otro lado, la evolución de la inteligencia incluye la evolución de los fundamentos biológicos y no es simplemente un aumento de los niveles de comportamiento.

A pesar de esto, el plan de investigación de Brooks ha atraído la atención del mundo, porque los robots humanoides anteriores eran principalmente investigaciones sobre mecanismos. El más complejo fue el robot que toca el piano desarrollado por Ichiro Kato de la Universidad de Waseda. Fue una obra maestra de los métodos de control tradicionales. Brooks fue el primer robot humanoide desarrollado utilizando métodos basados ​​en el comportamiento y se desarrollaron módulos de cabeza, ojos y manos. GMD en Alemania y la Universidad de Tokio en Japón también han iniciado investigaciones en esta área. Aunque el plan de investigación sufrió retrocesos, (Brooks, 1997) propuso el concepto de robótica cognitiva como un desarrollo posterior de la robótica basada en el comportamiento. Toma la forma del cuerpo, la motivación, la consistencia, la adaptación, el desarrollo, el mecanismo cerebral, etc. como temas de investigación. Se puede ver que Brooks quiere estudiar el desarrollo de robots humanoides como robots basados ​​​​en el comportamiento. Sobre los robots humanoides no se ha propuesto una teoría sistemática, pero los objetos de investigación son complicados.

A través del análisis anterior, en la década de 1990, muchos investigadores buscaron inspiración en la biología para explorar nuevas direcciones en la robótica. La principal fuerza impulsora fue la teoría de la estructura de contención establecida por Brooks. La estructura de contención dificulta la realización de más investigaciones basadas en ella. El GBA propuesto en el capítulo anterior ha logrado grandes avances. GBA es un sistema abierto sobre la base del GBA, el aprendizaje del comportamiento, la evolución del comportamiento, etc. Se estudia sistemáticamente y, al mismo tiempo, se enfrentan muchos problemas nuevos, como sistemas de conducción más efectivos, sensores, problemas de aprendizaje complejos, problemas de herramientas informáticas, problemas de pensamiento, etc., y se enfrenta a un solo problema, como el actual Medio ambiente. La evolución del comportamiento, o la cognición, no favorecen el nuevo desarrollo de la robótica. Es necesario unificarlos en la categoría de biorrobótica, porque sus fundamentos ideológicos están unificados. Además, la biorrobótica no se basa en el comportamiento. una especie de inclusión para formar una nueva comunidad de investigación y ampliar la nueva era de la investigación en robótica con una visión profunda e integral.

El objeto de investigación de la biorobótica es: robots autónomos y semiautónomos que trabajan en entornos dinámicos e inciertos. El método de investigación es: inspirarse en todos los niveles de los sistemas biológicos, aplicar dinámicamente métodos de investigación de arriba hacia abajo y de abajo hacia arriba en paralelo, es decir, métodos de investigación de Tai Chi, y utilizar estrategias más integrales.

Los principales contenidos de la investigación son los siguientes:

(1) Mecanismos, actuadores y sensores biomiméticos

(2) Herramientas informáticas biomiméticas

(3) Estructura del sistema y estructura inteligente

(4) Conciencia, motivación, emoción, crecimiento, interacción, habilidades, lenguaje, aprendizaje, conocimiento, percepción, realización de comportamiento, pensamiento y otras habilidades cognitivas

(5) Diseño y fabricación de sistemas

De esta manera, la biorrobótica tiene una dirección rectora clara y es muy inclusiva. Por ejemplo, las principales investigaciones sobre robótica evolutiva propuestas por (Harvey, 1992). Para los problemas de crecimiento de la capacidad cognitiva, se utilizan redes neuronales dinámicas como estructuras y herramientas informáticas. La robótica cognitiva también se centra principalmente en varios factores de la capacidad cognitiva. Cabe señalar que la estructura del sistema y la estructura inteligente son la base de la biorrobótica y sobre esta base también es necesario desarrollar las capacidades cognitivas. La robótica basada en el comportamiento estudia principalmente la estructura del sistema y la implementación del comportamiento y los problemas de interacción. Obviamente, la biorrobótica puede incluir todos los campos que se han llevado a cabo en esta dirección y puede promover y orientar futuras investigaciones evitando errores locales. En particular, los métodos de investigación se han armonizado y unificado. Los métodos de investigación reduccionistas que son ciegos de abajo hacia arriba son propensos a errores mecanicistas. Por ejemplo, la red neuronal actualmente desarrollada es difícil de producir comportamientos de alto nivel que sean ciegos. De arriba hacia abajo son propensos a errores. Separados de la realidad, como los robots basados ​​en símbolos, es difícil adaptarse al entorno.