seminarski robotika

UVODŠta je robot?

Robot je sprava koju je napravio čovjek da bi ispunjavala ono čemu je predhodno naučena. Postoje roboti koji posjeduju vjestačku inteligenciju i koji mogu da prate dešavanja u svojoj okolini na osnovu njih rade baš ono što su "naučeni" da treba. Primjer je robot koji izgleda kao velika vještačka ruka, koji u fabrikama na trakama za proizvodnju stavlja šarafe na potrebna mjesta. Ali je naučena i da treba da stopira cijeli proces ako analizom podataka iz okoline utvrdi da postoji neka opasnost. Ono što razlikuje ovog robota od obična sata sa alarmom je njegova vještačka intiligencija - dok sat sa alarmom okreće kazaljke na isti način, robot se ne ponaša uvek isto (kada je sve u redu robot će staviti šaraf na predviđeno mjesto, ali ako se pojavi neki problem, robot će stopirati proces).

HISTROIJA RAZVOJA ROBOTIKE

Čovjek od svog postanka teži tome da sebi olakša svakodnevni život. Tokom historije pravio je različite alate kojima se služio prilikom obavljanja svog posla. U doba lovačke kulture pravio je različita oružja za lakši i efikasniji lov a, kada je počeo da obrađuje zemlju pravio je različite alate za obradu zemlje. Veoma brzo je uvidjeo da može koristiti tuđi revoluciju u tehnologiji jer je to bio prva mašina sa unutrašnjom energijom i sad je bilo moguće da jedna mašina uz mali ljudski rad obavi posao za koji su prije trebale desetine ili čak stotine ljudi. To je podstaknulo maštu da rad. Kroz historijska razdoblja koristio je različite izvore tog rada. U ranim danima su taj posao umjesto njega obavljale životinje, u doba ropstva to su bili drugi ljudi s manje sreće, tokovi rijeka, itd. Skupljanjem znanja čovjek je bio u stanju da proizvede sve efikasnije i složenije alate. Pronalazak parne masine početkom 18.stoljeca, predstavljalo je temelj svih robota i da će jednog dana biti moguće napraviti robota koji će u potpunosti zamjeniti čovjeka, to će biti robot koji će biti samostalan i koje će ljudima omogućiti lagodan život uz minimalan rad. Ali od otkrića parne mašine do razvoja prvog samostalnog robota će proći više od jednog stoljeća nakupljanja znanja i iskustva u različitim područjima tehničkih nauka.

Slika 1. Newcomenov parna masina

1- http://proleksis.lzmk.hr/3250/2- http://www.photontide.org/dani-buducnosti-robotika-u-beogradu/ 3- http://www.vsichkipochivki.bg/zabelejitelnosti/muzej-na-tekstilnata-industriq-grad-sliven-o8edbm 4- http://www.roboticsbible.com/robot-drive-systems.html

http://www.vsichkipochivki.bg/zabelejitelnosti/muzej-na-tekstilnata-industriq-grad-sliven-o8edbm

http://www.photontide.org/dani-buducnosti-robotika-u-beogradu/

KORACANJE

Ako se pojam robot shvati kao mašina koja ima ljudske osobine, dakle da je sposobna da radi, da se kreće, uči i misli onda se kao početci razvoja robotike mogu uzeti pokušaji da se razviju mašine koji su sposobne da samostalno hodaju. Taj problem je i danas jako aktuelan. O težini problema najbolje govori činjenica da su se prve konstrukcije hodajućih robota pojavile prij e otprilike 150 godina, a tek su se poslednjih godina pojavili prvi upotrebljivi prototipovi.Jedna od prvih uočljivih osobina hodajućih robota je napredak u radu pokretačkih djelova i zglobova: dok pojedini djelovi služe kao oslonci kojima se tjelo odupire o podlogu, ostali se prebacuju u novi položaj oslanjanja i odupiranja. Mehaničko rješenje tog problema sastoji se od dva zadatka. Prvi je pronalaženje mehanizma noge koji će omogućivati savijanje stopala po određenoj putanji. Drugi zadatak sastoji se u rješavanju promjene stanja svih nogu masine: dok se jednim odupiru, druge noge prebacuju stopala u novi položaj. Poznati ruski matematičar P.L.Čebišev(1821-1894) istraživao je tzv. lambda-mehanizme koji imaju svojstvo generisanja matematičkih funkcija. To svojstvo iskoristio je za kinematičku sintezu noge svoge četvoronožne hodajuće masine. Takva hodajući robot ostvaruje samo osnovne funkcije hoda. Mana mu je u tome što je vrlo neprilagodljiv podlozi po kojoj se krece.

Slika 2. Roboti novije generacije

UČENJE

Jedno od važnih odlika robota je mogućnost učenja. Pojam koji je usko vezan uz pojam učenja je pojam programiranja. Čovek unosi podatke u upravljačkoj jedinici o tome kako se robot mora kretati, a poslije toga robot mora biti u stanju da ponovi to isto. Sama definicija industrijskog robota kaže da je to fleksibilna programirana masina. Prve programirane masine pojavile su se već u 17. veku iako je moguće da je bilo primjera i ranije. Prvi primjer programiranih masina je programirani tkački razboj s perforiranim bubnjem kao nosijocem programiranih podataka kojeg je izradio veliki francuski konstruktor Jaques de Vaucanson(1709.-1782.) 1745 godine. Nešto kasnije izrađen je programirani tkački razboj Francuza Joseph-




Mariea Jacquarda(1752.-1834.), koji je napravljen 1804. za potrebe industrije svile. Ta masina posjedovala je dva osnovna svojstva savremenih programiranih masina: bušena programska kartica kao nosač informacija i mehaničko pojačalo snage koje niskoenergetsku informaciju pretvara u visokoenergetsku izvršnu aktivnost masine. Prednost Jacquardovog rešenja pred Vaucansonovim je u tome što je bubanj imao ograničen broj podataka koji se mogao smjestiti na bubanj dok se ulančavanjem bušenih kartica mogao stvoriti neograničen lanac podataka te lako reprogramiranje i ispravljanje programskih grešaka. Zlatno doba bušenih kartica počeće nakon primene Holeritovog tabulatora(eng. Tabulating Machine) prilikom popisa stanovništva u SAD-u 1890. Bušene kartice bile su prvi korak u konstrukciji današnjih savremenih memorijskih jedinica koje su neophodne za funkcionisanje robota, ali i kompletnog savremenog života.

Slika 3. Jacquardov programirani tkački razboj




PRVI INDUSTRIJSKI ROBOT

Sredinom šezdesetih godina , nakon nepunih deset godina rada na prvom projektu industrijskog robota,dva naučnika Joseph F. Engelberger i George C. Devol mogli su da priušte poslugu putem robota: pićem na šanku poslužio ih je prvi industrijski robot ˝Unimate˝. Godine 1962. korporacije Condec i Pulman osnovale su sestrinsku firmu Unimation, prvo u svijetu poznatu firmu za proizvodnju robota.Važna prethodnica nastanku ˝Unimate˝ robota bio je izum Devolva o bilježenju napretka mehaničkih uređaja na magnetsku traku. Devolve je dve godine pre «Unimate» robota prijavio patent koji bi se mogao nazvati prethodnik savremenih industrijskih robota. To je bio fleksibilni robot, međutim bio je siromašan sa mehaničkog gledista, imao je mali broj zglobova, pa nije ispunjavao uslove modernog robota. Još su dva proizvoda, historijski gledano, mnogo doprinjela davanju konačnog izgleda upravljackog robota. Prvi je daljinski vođeni robot koji se upotrebljavao za rad sa radioaktivnim materijalima. Sa gledišta mehaničke konstrukcije on je imao sve karakteristike robotičke ruke. Drugi proizvod je numerička alatna masina koja je potekla iz vojne avio-industrije.Prvi manipulacijski robot ˝Unimate˝ bio je mehanička ruka , s hidrauličkim pogonom, što mu je omogućavalo veliku nosivost i tačnost pozicioniranja uz malu brzinu kretanja. Bio je namenjen operacijama ˝uzmi i ostavi“). Robot je imao dva osnovna modusa rada: učenje i izvođenje. U modusu učenja koje se sprovodilo po načelu ˝učenje pokazivanjem“, operater robota vodio je ruku kroz određene pokrete i uzastopno snimao te pokrete u memoriju upravljačke jedinice robota. Nakon što bi izveo i snimio sve pokrete, prebacio bi se u modus izvođenja i robotska ruka ponovila bi identične pokrete onima koje je naučila. Industrijski manipulator je dakle playback masina za snimanje i reprodukovanje pokreta ili rada. ˝Unimate˝ je za svoje vrijeme bio poseban po tome što je posjedovao veliku fleksibilnost u poredjenju s konkurentskim proizvodima.. Memorija je bila u obliku komutatorskog diska na koji su se biljeležile naredbe. Američka privreda je hladno primila pojavu novog alata, pa je Engelberger razočaran njihovim odnosom otišao u Japan i njima prodao patentna prava za proizvodnju ˝Unimate˝ robota čime je počelo Japansko ˝robotičko čudo˝. Sredina šezdesetih godina može se slobodno označiti kao početak robotičke revolucije kada se roboti masovno počinju uvoditi u proizvodne hale.

Slika 4. Unimate




UOPSTENO O KARAKTERISTIKAMA ROBOTA

Industrijski roboti se još nazivaju robotske ruke ili elektronski šetač. Najčešća građa je u obliku udova koji su međusobno povezani pokretljivim zglobovima. Upoređujući ih s ljudskom građom možemo reći da se robot sastoji od ramena,nadlaktica, podlaktica i lakta . Na kraju robotske ruke nalazi se završni mehanizam tj. šaka.

„Roboti se mogu podeliti po vrsti pogona

istosmjerni, naizmjenični motor kao pogon, hidraulički pogon, pneumatski pogon“

Važna odlika svakog robota je broj njegovih osovina za rotaciono ili translatorno kretanje. Obično ima šest osovina, ako ima više od šest osovina onda imamo i redukovane osovine.„Roboti se jos mogu podeliti i po generacijama , pa tako imamo :

Roboti I (prve) generacije-programski roboti Roboti II (druge) generacije-adaptivni roboti Roboti III (trece) generacije-inteligentni roboti

1) Roboti I generacije ili programski roboti imaju mogucnost upravljanja sa svakim stepenom slobode (imaju nezavisan pogonski sistem za svaki zglob). Posle programiranja robot ponavlja jedan te isti program,proces.

2) Roboti II generacije, adaptivni roboti, imaju mogucnost fleksibilne izmjene programa kretanja u saglasnosti sa stvarnom situacijom zahvaljujuci ugradjenim raznim mikroprocesorskim sistemima. Isti primaju informacije raznih davaoca, obrade ih i generisu signal adaptivnog upravljanja.

3) Roboti III generacije inteligentni robotski sistemi koji se granice sa elementima vjestackog intelekta.“




Izvori:Osnove robotike - Zdenko Kovačić, Stjepan Bogdan, Vesna Krajčihttps://bs.wikipedia.org/wiki/Robot




seminarski robotika

Documents