Robotların TemelleriDr. Ahmet Özkurt

Robot:Robot:

Sizce robot nedir?

Robot:

• Tekrar programlanabilenTekrar programlanabilen

• Çok Fonksiyonlu

Ç il kil i li• Çevre ile etkileşimli

Elektromekanik bir araçtır.

Robotların çeşitleri: I JIRA

• Class 1: Manual işleme aracı

• Class2: Sabit işlem RobotuClass2: Sabit işlem Robotu

• *Class3: Değişken işlem Robotu

Cl 4 Pl b k R b• Class4: Playback Robotu

• Class5: Nümerik Kontrol Robotu

• *Class6: Zeki Robotlar

R b tl itl i II AFRRobotların çeşitleri: II AFR

T A l k t llü i l ih l• Type A: manuel kontrollü işleme cihazları

• Type B: Önceden belirlenmiş işlemler için Otomatik işleme ciha larıOtomatik işleme cihazları

• Type C: Programlanabilir, servo kontrollü robotlar

T D Ç il tkil i li T C ih l• Type D: Çevre ile etkileşimli Type C cihazları

Robotların tarihi

~1250Bishop Albertus Magnus holds banquet at which guests were served by metal attendants. Upon seeing this, Saint y p gThomas Aquinas smashed the attendants to bits and called the bishop a sorcerer.

Descartes builds a female automaton which he calls “Ma fille Francine.” She accompanied Descartes on a voyage and was thrown

b d b h i h h h h

1640

overboard by the captain, who thought she was the work of Satan.

1738

Jacques de Vaucanson builds a mechanical duck made of more that 4,000 parts. The duck could quack, bathe, drink water, eat grain, digest it andquack, bathe, drink water, eat grain, digest it and void it. Whereabouts of the duck are unknown today.

1805 Doll, made by Maillardet, that wrote in either French or English and could draw landscapes.

1923Karel Capek coins the term robot in his play Rossum’s Universal Robots (R.U.R). Robot comes from the Czech word robota, which

“ i d f d l b ”means “servitude, forced labor.”

1940 Sparko, the Westinghouse dog, uses both mechanical and electrical components.

1950’s Computer technology advances and control machinery is developed.1950 s -1960’s Questions Arise: Is the computer an immobile robot?

Industrial Robots created. Robotic Industries Association states that an “industrial robot is a re-programmable, multifunctional manipulator designed to move materials, parts, tools, or specialized devices through variable programmed motions to perform a variety of tasks.

1956 Researchers aim to combine “perceptual and problem-solving capabilities,” using computers, cameras, and touch sensors. The idea is to study the types of intelligent actions these robots are

1960 Shakey is made at Stanford Research Institute

the types of intelligent actions these robots are capable of. A new discipline is born: A.I.

1960 Shakey is made at Stanford Research Institute International. It contained a television camera, range finder, on-board logic, bump sensors, camera control unit, and an antenna for a radio link. Shakey was controlled by a computer in a different room.

Information and pictures from the previous five slides can be found in Isaac Asimov’s and Karen A. Frenkel’s book “Robots, Machines in Man’s Image ” © 1985

Robot bilimi….

BilgisayarElektrik

Mühendisliği

SensörlerGörme Algılama

BilimiMühendisliği

KontrolHareket

Görme, Algılama

HareketPlanlama Makina

Mühendisliği

Mekanizmalar Mekanik ve

Mühendisliği

Kinematik

Bir Robotun tasarımında takip edilen adımlar

Algılama

PlanlamaPlanlama

HareketHareket

Robot Nedir o zaman?

Robotun temelleri dersinin içeriğinde bu dönem:

Genel Robot Yapıları

Tenımlar

Sensörler

Motor ve Pistonlar

Lokomosyon

Yapay ZekaYapay Zeka

Hareket Planlama

M bil R b Pl f lMobil Robot Platformları

Kinematics

RobotikteTrendlerKlasik Robotik (70’ler)• Kesin modeller• Sensör gereksinimi yok

Reaktiv Paradigma (80’ler)• Model yok

• Sensör gereksinimi yok

Model yok• Sensörler üzerinde yoğunluk

Hibrid (90’lardan sonra)• Yüksek seviyede modeller• Düşük seviyede reaktiv

Olasılıksal Robotlar (90’ların ortasından sonra)( )•Model ve sensörlerin entegrasyonu

“Zeka” (Intelligence) ne demektir?

• Soru: Zeka nerde başlar nerede biter?

ZEKA

• Diğer insanlarla veya robotlarla • rekabet veya işbirliği yoluyla y ş ğ y y• gerçek dünya problemlerinde

h tt k l b i idi• hayatta kalma becerisidir.

Günümüzün Zeki Robotlarının gelişimiGünümüzün Zeki Robotlarının gelişimi

Robot davranışı

• •Robot davranışları belli bir uyarıcı girişe karşı motorize bir tepki üretirüretir.

• Tasarım paradigmaları – –Etholojik kılavuzlu ve sınırlamalı j– –Durumsal Tepki – –Deneysel sürme

from cs594 at The University of Tennessee at Knoxville

Robotların Avantajları• Robotik yapılar ve otomasyon, bir çok durumda, Üretimi,

güvenliği, etkinliği, kaliteyi ve tutarlılığı artırır.• Robotlar tehlikeli alanlarda çalışabilir.Robotlar tehlikeli alanlarda çalışabilir.• Robotlar çevresel konfor aramaz.• Robotlar insanlar gibi ihtiyaçlar veya hastalıklar olmadan

uzun süre çalışabiliruzun süre çalışabilir.• Robotlar çalışma zamanının tamamında aynı tekrarlanabilir

kaliteyi sunar• Robotlar insanlardan daha fazla hassas çalışabilir• Robotlar insanlardan daha fazla hassas çalışabilir.• Robotlar ve üzerlerindeki sensörler insanlardan daha

etkindir. R b tl bi d f l i l i d bili• Robotlar birden fazla işlevi aynı anda yapabilir.

• Robotlar ekonomik olarak, güç olarak işçilerin yerini alabilir.

Robotların dezevantajlarıRobotların dezevantajları• Robotlar bazı durumlarda kapasite ve tepki

zorluğu yaşayabilir– Uygun olmayan veya yanlış giriş– Karar verme gücü eksikliği– Güç kaybı– Diğer robot veya insanlara hasarDiğer robot veya insanlara hasar

• Robotların bazı sınırları vardır.– Sernestlik derecesi

B i– Beceri– Sensör– Gerçek zaman tepkisi

• Robotlar pahalıdır– Giriş maliyeti– Kurulum maliyeti

Çevresel ekipman gerekliliği– Çevresel ekipman gerekliliği– Eğitim gerekliliği– Programlama ihtiyacı

Robot koordinat SistemleriRobot koordinat Sistemleri

Tipik Çalışma Alanı

Gelecekte robotlar

Yeni bakış açılarıYeni bakış açıları

• Eğlence / Sosyal robotlar ğ y

• İnsansı Robotlar

• Sürü / Dağıtılmış robotlar

• Yeni lokomosyon türleri

• Uygulama özel Robotlar

T bbi b tl• Tıbbi robotlar

• Uzaktan tıp ve mühendislik

YAPAY ZEKA

• •Robotlar bilince sahip olacak mı?

A k i l d b k ll• •Askeri alanda robot kullanımı ne kadar uygun?

• •Robotların insanlara zararRobotların insanlara zarar vermeyeceğinden nasıl emin olabilirsiniz?

Isaac Asimov (1920 -1992) ( )

• •Petrovichi, Russia doğdu • •Brooklyn New Yorkta büyüdü• •Brooklyn, New Yorkta büyüdü • •8 yaşında USA vatandaşı oldu • • B.S., M.S., and Ph.D. sini

Columbia University den aldı• •Biochemistry at Boston University

School of Medicine de uuzn süre eğiticilik yaptı

• • 500 ün üstünde Bilim kurgıu kitabı• • 500 ün üstünde Bilim kurgıu kitabı yazdı

Asimov’un “Robot Yasaları “

K l 1 (H f )• Kural 1 (Human safety): – Robotlar bir insan zarar veremez veya zarar verilmesine

sessiz kalamaz.• Kural 2 (Robots are slaves):

– Robotlar insanların verdiği tüm komutlara birinci kurallaçelişmediği sürece uymak zorundadır.kurallaçelişmediği sürece uymak zorundadır.

• Kural 3 (Robot survival): – Birinci ve ikinci kurallarla çelişmediği sürece kendi

varlığını devam ettirmek için korunmalıdırvarlığını devam ettirmek için korunmalıdır.