Взаимодействие робота с внешней средой

Взаимодействие робота с внешней средой

Куафе Филипп

Перевод с французского:
Блеер М. Б.

Фанченко М. С.

Москва, Мир, 1985, 285 с.

 

В книге французского автора рассматриваются проблемы взаимодействия роботов с внешней средой, основанного на использовании различных средств очувствления и переработки информации. Не оставлены без внимания задачи идентификации объектов и способы выделения их контуров, позволяющие получать адаптивные робототехнические системы с элементами искусственного интеллекта. Приводятся рекомендации по схемам построения датчиков и их групп применительно к решению различных технологических задач, возникающих в современном автоматизированном производстве.

Для специалистов, занимающихся проектированием и применением роботов и робототехнических систем в промышленности.

Оглавление

Предисловие редактора перевода

Предисловие автора

Введение. Робот и пути его развития

Глава 1. Характеристики роботов, адаптивных к некоторым изменениям внешней среды

    1.1. Определение робота

    1.2. Способы описания многозвенного робота

    1.3. Постановка роботу задачи

    1.4. Задачи, решаемые роботом

    1.5. Полное и неполное описание макрозадачи

    1.6. Предлагаемое описание задач

    1.7. Структура решаемой задачи на основании описания задач

    1.8. Взаимодействие внешняя среда — робот

    1.9. Взаимодействия и ограничения

    1.10. Способы учета вида взаимодействия

    1.11. Взаимодействие робот—внешняя среда и очувствление робота

    1.12. Искусственный интеллект и избыточность информации

    1.13. Заключение

Глава 2. Действие силы тяжести. Взаимодействие с жидкой средой и транспортируемым грузом

    2.1. Действие силы тяжести

    2.2. Взаимодействие робота с жидкостью, в которую он погружен

    2.3. Взаимодействие робота с переносимым грузом

    2.4. Заключение

Глава 3. Взаимодействия, возникающие при физическом контакте между роботом и внешней средой. Определение усилий

    3.1. Определение усилий. Предварительные замечания

    3.2. Определение положения точки взаимодействия по силе и ее моментам относительно осей системы координат R0

    3.3. Стратегии взаимодействия.

    3.4. Принципы измерения усилий, возникающих между многозвенным роботом и внешней средой

    3.5. Использование измерения усилий, возникающих между роботом н внешней средой

    3.6. Заключение

Глава 4. Взаимодействия, возникающие при физическом контакте между роботом и внешней средой. Тактильное обнаружение

    4.1. Размещение тактильных датчиков на роботе

    4.2. Использование некоторых тактильных датчиков для распознавания геометрии внешней среды

    4.3. Использование матричных тактильных датчиков

    4.4. Обработка тактильной информации

    4.5. Заключение

Глава 5. Взаимодействие на расстоянии. Локационное обнаружение

    5.1. Классификация дальнометрических датчиков

    5.2. Некоторые типы активных датчиков

    5.3. Характеристики сигнала с инфракрасных датчиков локации

    5.4. Обнаружение объекта

    5.5. Измерение расстояния

    5.6. Распознавание объекта

    5.7. Взаимодействие робота с внешней средой при автоматическом захвате объектов с помощью дальнометрических датчиков

    5.8. Заключение

Глава 6. Взаимодействие на расстоянии. Искусственное зрение

    6.1. Что значит «видеть»?

    6.2. Что такое изображение?

    6.3. Распознавание объектов и особенности его применения к роботам

    6.4. Расположение датчиков изображения на роботе

    6.5. Датчики и восстановление вида объекта

    6.6. Датчики изображения

    6.7. Заключение

Глава 7. Взаимодействие на расстоянии. Искусственное зрение. Представление информации, содержащейся в изображении

    7.1. Что такое представление изображения?

    7.2. Улучшение изображения

    7.3. Новые виды кодирования изображения

    7.4. О выборе способа представления

    7.5. Заключение

Глава 8. Взаимодействие на расстоянии с использованием искусственного зрения. Информация, содержащаяся в представлении изображения

    8.1. Задача, представление изображения и обучение

    8.2. Объем эталонного представления

    8.3. Стратегии сравнения эталонного и измеряемого представлений

    8.4. Стратегии принятых решений. Разделяющие функции

    8.5. Расстояние и принятие решений о присвоении

    8.6. Метод дерева принятия решений

    8.7. Существенные для задачи элементы

    8.8. Оптические иллюзии и «понимание» роботом изображений

    8.9. Распределение информации

    8.10. Возврат к разделяющим функциям

    8.11. Камера для промышленных роботов

    8.12. Заключение

Глава 9. Работы, посвященные системам искусственного зрения для промышленных роботов

    9.1. Работы, иллюстрирующие метод 2D

    9.2. Работы, касающиеся рельефа поверхности объектов

    9.3. Заключение. Какую систему необходимо выбирать?

Литература

Предметный указатель

Предисловие, краткое описание

В настоящее время в пашей стране и за рубежом все шире разрабатываются и внедряются в производство роботы второго поколения. Эти роботы называются адаптивными, так как они наделены элементами искусственного интеллекта и способны перестраиваться в зависимости от изменений внешней среды. По принципу работы они все больше приближаются к возможностям человека, что позволяет автоматизировать многие ручные операции и создать качественно новые технологические процессы.

Предлагаемая книга дает общее представление о технических средствах, позволяющих проводить подобную адаптацию, и конкретные рекомендации и примеры. Отметим, что книги подобной тематики немногочисленны. В нашей стране они выходят в серии «Автоматические манипуляторы и робототехнические системы». Из последних публикаций назовем сборник под редакцией чл. корр. АН СССР И. М. Макарова, Д. Е. Охонимского и Е. П. Попова «Микропроцессорные системы управления» (М.: Наука, 1984), где обсуждаются многие актуальные проблемы построения систем очувствления и адаптации и даются ссылки на другие работы.

Данная монография выделяется широтой охвата темы и практической направленностью. В ней рассмотрены различные физические явления, сопровождающие функционирование робота во внешней среде, которая может быть жидкой или газообразной, состоять из различных препятствий (столкновений с которыми робот должен избегать), деталей и заготовок, подлежащих обработке, а также может быть представленной внешними силовыми полями, например полем силы тяжести. Под взаимодействием робота с этой средой понимается восприятие ее роботом с помощью систем очувствления, обработка полученной информации, на основании которой формируются траектории манипулятора, и проведение исполнительных действий. Все указанные этапы осуществления взаимодействия подробно освещены в книге Особый интерес представляет глава 4, которая посвящена тактильному искусственному чувству робота и иллюстрирована схемами устройств различных датчиков-тензометров, датчиков на пьезоэлектрических элементах, матричных датчиков и т. д. В гл. 6—9 приведен обширный материал по техническому зрению роботов, при изложении которого акцент делается на использование классических методов распознавания образов в математическом обеспечении конкретных робототехнических систем. В гл. 9 дан краткий обзор работ по использованию за рубежом адаптивных робототехнических систем для выполнения производственных операций. В книге освещено не только текущее состояние исследований, но и перспективы развития подобных систем.

Книга рассчитана на широкий круг инженеров и на специалистов по разработке систем технического зрения роботов.

Перевод выполнили М. С. Фанченко (предисловие автора, введение, гл. 1—4, 8, 9) и М. Б. Блеер (гл. 5—7).

А. Б. Мещеряков

Скачать книгу:
Взаимодействие робота с внешней средой — Куафе Ф.