Copyright: Lejla Banjanović-Mehmedovićlejla-bm.com.ba/PDS-Robotika/MR_1_Uvod_Mobilna_Robotika.pdf · roboti - inteligentne kreature, koje mogu hodati, ggjovoriti, slušati, misliti,

JU Univerzitet u Tuzli Fakultet elektrotehnikeFakultet elektrotehnikePostdiplomski studij, 2013.Modul: Automatika i RobotikaP d t R b tik M h t ik i A t ti ij 2013Predmet: Robotika, Mehatronika i Automatizacija, 2013.

Mobilna robotikaMobilna robotika

Predavač:

Vanr. Prof. dr. Lejla Banjanović-Mehmedović

Copyright: Lejla Banjanović-Mehmedović

Sadržaj kursaSadržaj kursa1

Sadržaj kursaSadržaj kursa1. Uvod u mobilnu robotiku. Primjeri primjene.

S ik i l k ij bil ih b t2. Senzorika i lokomocija mobilnih robota. 3. Lokalizacija i mapiranje mobilnih robota. 4. Upravljanje kretanjem mobilnih robota. 5. Planiranje kretanja mobilnih robota. Algoritmi izbjegavanja

prepreka i pretraživanja prostora. 6 Multirobotski kooperativni sistemi6. Multirobotski kooperativni sistemi. 7. Primjeri primjene mobilnih robota


LiteraturaLiteraturaLiteraturaLiteratura1. Jasmin Velagić: Mobilna robotika, Sarajevo, 2012.2. U. Nehmzow, Mobile Robotics: A Practical

Introduction, Springer Verlag, Heidelberg, Germany, 20062006

3. R. Siegwart, I. Nourbakhsh, Introduction to Autonomous Mobile Robots, MIT Press, Cambridge, Massachusetts, USA, 2004

4. G. Dudek, M. Jenkin, Computational Principles of Mobile Robotics Cambridge University Press Mobile Robotics, Cambridge University Press, Cambridge, UK, 2000


Šta je mobilna robotika ?Šta je mobilna robotika ?

Mobilna robotika je višedisciplinarno područje tehnike, koje se bavi razvojem i izvedbom (autonomnih) mobilnih robota

Integrira veliki broj naučnih disciplina:◦ Mašinstvo - konstrukcija MR-a posebno pogonskog mehanizma senzorikaMašinstvo - konstrukcija MR-a, posebno pogonskog mehanizma, senzorika

◦ Elektroenergetika - sistem napajanja, energetski pretvarači, pogonski motori

◦ Elektronika - upravljačka i komunikacijska elektronikaElektronika - upravljačka i komunikacijska elektronika

◦ Automatika - planiranje i upravljanje kretanjem MR-a, interpretacija i fuzija senzorskih informacija

◦ Računarstvo - obrada slike obrada govora projekt softweraRačunarstvo obrada slike, obrada govora, projekt softwera

◦ Matematika, umjetna inteligencija - složena strategija odlučivanja

◦ Kognitivna psihologija, percepcija, neurologija - daju uvid kako biološki organizmi rješavaju slične problemeorganizmi rješavaju slične probleme


Šta je mobilni robot ? Šta je mobilni robot ? Šta je mobilni robot ? Šta je mobilni robot ?

Mobilni robot (MR) je:( ) j◦ svaki robot koji se kreće kroz prostor,

◦ odnosno svaki sistem koji je:bil ij li i k ć k mobilan – cijeli sistem se kreće kroz prostor

u određenom stepenu autonoman – ograničena interakcija sa čovjekom

inteligentan – snima prostor i djeluje na njega i u njemu


Šta se mobilni robot ? Šta se mobilni robot ? Šta se mobilni robot ? Šta se mobilni robot ?

Mobilni robot je mobilan, manipulativan fizički sistem, koji se kreće kroz nestrukturirani prostor, ostvarujući j p , jinterakciju sa ljudskim bićima ili autonomno obavljajući neki posao za njih ili umjesto njih.


Mobilna robotikaMobilna robotika--kratki istorijatkratki istorijatMobilna robotikaMobilna robotika kratki istorijatkratki istorijat 1206. -rani čovjekoliki automati 1495. godine Leonardo da Vinci je

planski kreirao čovjekolikog robota, kojeg je realizovao Jacques de kojeg je realizovao Jacques de Vaucanson 1739. godine.

1898. - kroz industrijsko doba civilizacije, mnogo praktičnije rješenje je ponudio Nikola Tesla., kada je dizajnirao radio-upravljani j j p jtorpedo.


Sojourner, Sojourner, prvi robotprvi robot nnaa MarsMars1

Sojourner, Sojourner, prvi robotprvi robot nnaa MarsMars

1997. godine – misija na Mars

Teleoperacije sa Zemlje

Neki senzori na samoj platfomi omogućavali izbjeganje preprekaizbjeganje prepreka


NOMAD, Carnegie Mellon / NASANOMAD, Carnegie Mellon / NASA

1

NOMAD, Carnegie Mellon / NASANOMAD, Carnegie Mellon / NASA


TourTour--Guide Robot Guide Robot (EPFL @ expo 02)(EPFL @ expo 02)

1

TourTour Guide Robot Guide Robot (EPFL @ expo.02)(EPFL @ expo.02)


GuideCane, University of MichiganGuideCane, University of Michigan1

y gy ghttp://www.engin.umich.edu/research/mrl/http://www.engin.umich.edu/research/mrl/


Primjer mobilne robotske platformePrimjer mobilne robotske platforme

1

Primjer mobilne robotske platformePrimjer mobilne robotske platforme

Courtesy of Sebastian Thrun


Značaj mobilne robotike je izražen kroz moguće Značaj mobilne robotike je izražen kroz moguće primjeneprimjenep jp j

Gdje se koriste vozila sa vozačem

Kopanje i iskopavanje ruda

G đ i ki d ivozačem Gdje se koriste transportne

trake Medicinske usluge

Građevinski radovi

Istraživanje svemira, podmorja

Osobna pomoć hendikepiranim Medicinske usluge Komercijalno čišćenje Poljoprivredni i šumski radovi

P l d j i k t ih

osobama, pomoć u kućanskim poslovima, autonomna invalidska kolica

Pregledavanje riskantnih zona Zabava (robotski nogomet)


Primjena mobilnih robotaPrimjena mobilnih robotaMedicinske usluge: pomoć ljekarima,bolesnicima,apotekarima,hendikepiranim i starim os…Čišćenje aerodroma, fabrika, supermarketa, šetališta, itd.:

tretman podova (pranje, metenje, brisanje, ribanje, …), kupatila, prozora, tapaciranje, itd.prodaja u supermarketima usluživanje i naplaćivanje hrane uServisna industrija: prodaja u supermarketima, usluživanje i naplaćivanje hrane u restoranima, punjenje rezervoara automobila …

Poljoprivreda i šumarstvo:rad na plantažama, primjene herbicida i insekticida, đubrenje, rezanje, košenje trave, sjetva i žetva, branje voća i povrća, plijevljenje korova, rezanje ili potkresivanje stabala, pošumljavanje…

Održavanje nogometnih i golf terena

košenje, poravnavanje isl.

Opasni poslovi i dodir sa strujom:

rad u minskim poljima, pregled nuklearnih centrala, parnih generatora,opasnih cjevovoda, rezervoara, opasnog otpada, dalekovoda…

Rudarstvo: eksploatacija površinskih kopova, prevoz rude…Građevinski radovi: automatizirani kranovi, isporuka i ugradnja betona.Svemir: kopneno ispitivanje svemirskih vozila, planetarna istraživanja.

Podvodni svijet: inspekcija bušenja sa platformi, prekookeansko postavljanje kablova i Podvodni svijet: njihovo održavanje, podvodna istraživanja - arheološka i naučna …Vojne svrhe: izviđanje, prevoz ranjenika, snabdijevanje trupa…Prevoz, skladištenje, rukovanje materijalima:

utovar i istovar kamiona, vozova, brodova i aviona, održavanje skladišta u fabrikama.

O i j i likih kl diš d ki ih ž i dOsiguranje: prismotra velikih skladišta, zgrada, parkirnih garaža, itd.Civilni prevoz: inspekcija aviona, upravljanje vozilima na autoputu…Zabava robot-pas, robotski nogomet…


Motivi razvoja i opravdanost korištenja mobilnih robotaMotivi razvoja i opravdanost korištenja mobilnih robotaot oj op d ost o šte j ob obotot oj op d ost o šte j ob obot

Pristup sredinama koje su čovjeku djelimično ili u potpunosti

d t

- sredine opasne za čovjeka,- sredine bez zraka ili sa prevelikim atmosferskim pritiskom,- sredine koje su jako udaljene i zahtijevaju dosta vremena za savladavanje razdaljine (npr. Mars),

nedostupne:j j ( p ),

- nedostupne sredine, odnosno mikroskopski prostori.

S j j šk

- proizvodnje, zbog niske cijene zaposlenih robota,- opštih, zbog smanjenja administracije, potrebnog prostora…Smanjenje troškova: opštih, zbog smanjenja administracije, potrebnog prostora…- održavanja, uslijed jednoličnog i umjerenog tretmana opreme i samog robota.

- veća raspoloživost robota, budući da nemaju propisano radnoPovećanje produktivnosti:

veća raspoloživost robota, budući da nemaju propisano radno vrijeme,

- manipuliranje većim teretima i brži rad u odnosu na čovjeka,- smanjenje upotrebe skupih resursa.


Klasifikacija mobilnih robotaKlasifikacija mobilnih robotaKlasifikacija mobilnih robotaKlasifikacija mobilnih robota prema prenosnom mediju

- kopneni mobilni roboti,- vodeni i podvodni mobilni roboti, - zračni mobilni roboti,zračni mobilni roboti,- svemirski mobilni roboti.


Klasifikacija mobilnih robotaKlasifikacija mobilnih robotaKlasifikacija mobilnih robotaKlasifikacija mobilnih robota prema vrsti lokomocije (kretanja)p j j- mobilni roboti sa kotačima (engl. wheeled),-mobilni roboti sa nogama – hodajući mob. roboti (engl. legged)legged),- gusjeničari (engl. tracked),- zmijoliki (pužući) roboti (engl. serpentine).


Klasifikacija mobilnih robotaKlasifikacija mobilnih robotaKlasifikacija mobilnih robotaKlasifikacija mobilnih robota prema tipu pogona

-diferencijalni, -sinkroni, -automobilski ili Ackerman-ov,automobilski ili Ackerman ov, -bicikl pogon i -svesmjerni (engl. omnidirectional) pogon.


Klasifikacija mobilnih robotaKlasifikacija mobilnih robotaKlasifikacija mobilnih robotaKlasifikacija mobilnih robota prema vrsti terena koju savladavaju- mobilni roboti za kretanje unutrašnjim (zatvorenim) prostorima- mobilni roboti za kretanje vanjski prostorima.mobilni roboti za kretanje vanjski prostorima.


Klasifikacija mobilnih robotaKlasifikacija mobilnih robotaKlasifikacija mobilnih robotaKlasifikacija mobilnih robota prema fleksibilnosti tijela robotap f j- jedno i višetjelesni mobilni roboti,- mobilni roboti sa elastičnim ili krutim tijelom.


Klasifikacija mobilnih robotaKlasifikacija mobilnih robotaKlasifikacija mobilnih robotaKlasifikacija mobilnih robota prema nivou autonomije- kreću se od teleoperatora do mobilnih robota sa punom autonomijom.


Klasifikacija mobilnih robotaKlasifikacija mobilnih robotaKlasifikacija mobilnih robotaKlasifikacija mobilnih robota prema obliku tijela robota- mobilni roboti sa jednostavnom ili složenom strukturom, - roboti u obliku insekata, itd..


Klasifikacija mobilnih robotaKlasifikacija mobilnih robotaKlasifikacija mobilnih robotaKlasifikacija mobilnih robota prema načinu nastankap- mobilni roboti nastali kao modernizirana stara vozila, - mobilni roboti nastali kao nova vozila.


Forme današnjih robotaForme današnjih robota Manipulatori Manipulatori Mobilni roboti

H id i b ti Humanoidni roboti Bio-inspirisani roboti

N b i ( iji) Nano-roboti (naniji)


RRoboti budućnostioboti budućnostiRRoboti budućnostioboti budućnosti

To su personalni roboti ili evolucioni proboti - inteligentne kreature, koje mogu hodati, govoriti, slušati, misliti, osjećati.g j

EATR roboti koji će se u budučnosti koristiti za nanotehnologiju


Upravljenje mnoštvom robotaUpravljenje mnoštvom robotaUpravljenje mnoštvom robotaUpravljenje mnoštvom robota

Swarm robotics


Generacije robotaGeneracije robotaGeneracije robotaGeneracije robota 1997. – Moravec termin "generacije robota". 1 generacija će doseći nivo inteligencije guštera oko

2010. godine, II generacija će imati sposobnosti učenja i pojavit će se II generacija će imati sposobnosti učenja i pojavit će se

2020. sa inteligencijom miša, III generacija - sa inteligencijom majmuna. IV generacija imat će ljudsku inteligenciju oko 2040-

2050. godine.


Documents

Copyright: Lejla Banjanović-Mehmedovićlejla-bm.com.ba/PDS-Robotika/MR_1_Uvod_Mobilna_Robotika.pdf · roboti - inteligentne kreature, koje mogu hodati, ggjovoriti, slušati, misliti,