人工智能-机器人

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机器人学是人工智能的一个领域，致力于研究创建智能且高效的机器人。

什么是机器人？

机器人是在现实世界环境中行动的人工代理。

客观的

机器人的目的是通过感知、拾取、移动、修改物体的物理属性、破坏物体或产生效果来操纵物体，从而将人力从重复的功能中解放出来，而不会感到无聊、分心或疲惫。

什么是机器人？

机器人学是人工智能的一个分支，由电气工程、机械工程和计算机科学组成，用于设计、建造和应用机器人。

机器人技术的各个方面

• 机器人具有设计用于完成特定任务的机械结构、形式或形状。

• 它们具有为机械提供动力和控制的电气元件。

• 它们包含一定程度的计算机程序，决定机器人做什么、何时以及如何做某事。

机器人系统与其他人工智能程序的区别

这是两者之间的区别 -

机器人运动

运动是使机器人能够在其环境中移动的机制。有多种类型的运动 -

• 有腿的
• 轮式
• 腿式和轮式运动的组合
• 履带式滑移/滑移

腿式运动

• 这种类型的运动在演示步行、跳跃、小跑、跳跃、爬上或爬下等时会消耗更多的能量。

• 它需要更多数量的电机来完成运动。它适用于崎岖和光滑的地形，不规则或太光滑的表面会使其消耗更多的轮式运动动力。由于稳定性问题，实施起来并不困难。

• 它有一腿、二腿、四腿和六腿等多种。如果机器人有多条腿，那么腿部协调对于运动是必要的。

机器人可以行走的可能步态总数（每条腿的抬起和释放事件的周期性序列）取决于其腿的数量。

如果机器人有 k 条腿，则可能发生的事件数 N = (2k-1)!。

对于两足机器人（k=2），可能事件的数量为 N = (2k-1)！= (2*2-1)! = 3！= 6。

因此有六种可能的不同事件 -

• 抬起左腿
• 松开左腿
• 抬起右腿
• 释放右腿
• 双腿并拢抬起
• 将双腿并拢松开

如果 k=6 条腿，则有 39916800 个可能的事件。因此，机器人的复杂性与腿的数量成正比。

轮式运动

它需要更少数量的电机来完成运动。实施起来并不容易，因为如果车轮数量较多，稳定性问题就会较少。与腿式运动相比，它的功率效率更高。

• 标准轮- 绕轮轴和触点旋转

• 脚轮- 绕轮轴和偏置转向节旋转。

• 瑞典 45 ^o和瑞典 90 ^o轮- 全向轮，围绕接触点、轮轴和滚轮旋转。

• 滚珠或球形轮- 全向轮，技术上难以实现。

打滑/打滑运动

在这种类型中，车辆像坦克一样使用履带。机器人通过以不同速度沿相同或相反方向移动履带来转向。由于轨道与地面的接触面积较大，因此具有稳定性。

机器人的组成部分

机器人的构造如下 -

• 电源- 机器人由电池、太阳能、液压或气动电源供电。

• 执行器- 它们将能量转化为运动。

• 电动机（交流/直流） - 旋转运动需要它们。

• 气动空气肌- 当空气被吸入时，它们收缩近 40%。

• 肌肉线- 当电流通过时，它们收缩 5%。

• 压电电机和超声波电机- 最适合工业机器人。

• 传感器- 它们提供有关任务环境的实时信息的知识。机器人配备了视觉传感器来计算环境的深度。触觉传感器模仿人类指尖触摸感受器的机械特性。

计算机视觉

这是机器人可以看到的人工智能技术。计算机视觉在安全、安保、健康、访问和娱乐领域发挥着至关重要的作用。

计算机视觉自动从单个图像或图像阵列中提取、分析和理解有用信息。这个过程涉及开发算法来完成自动视觉理解。

计算机视觉系统硬件

这涉及 -

• 电源
• 摄像头等图像采集设备
• 一个处理器
• 一个软件
• 一种用于监控系统的显示装置
• 相机支架、电缆和连接器等配件

计算机视觉的任务

• OCR - 在计算机领域，光学字符阅读器是一种将扫描文档转换为可编辑文本的软件，与扫描仪一起使用。

• 面部检测- 许多最先进的相机都具有此功能，可以读取面部并拍摄完美表情的照片。它用于让用户在正确匹配的情况下访问软件。

• 物体识别- 它们安装在超市、摄像头、宝马、通用汽车和沃尔沃等高端汽车中。

• 估计位置- 估计物体相对于相机的位置，如人体肿瘤的位置。

计算机视觉的应用领域

• 农业
• 自动驾驶汽车
• 生物识别技术
• 字符识别
• 取证、安全和监视
• 工业质量检验
• 人脸识别
• 手势分析
• 地球科学
• 医学影像
• 污染监测
• 过程控制
• 遥感
• 机器人技术
• 运输

机器人技术的应用

机器人技术在各个领域发挥了重要作用，例如 -

• 行业- 机器人用于搬运材料、切割、焊接、彩涂、钻孔、抛光等。

• 军事- 自主机器人可以在战争期间到达难以进入和危险的区域。由国防研究与发展组织 (DRDO) 开发的一款名为Daksh的机器人能够安全地摧毁危及生命的物体。

• 医学- 机器人能够同时进行数百项临床测试，使永久性残疾人康复，并进行复杂的手术，例如脑肿瘤。

• 探索- 用于太空探索的机器人攀岩机、用于海洋探索的水下无人机等等。

• 娱乐- 迪士尼的工程师已经创造了数百个用于电影制作的机器人。