Розділ 2.4: Приведення в дію та керування роботом

Приведення в дію та керування роботом є важливими компонентами робототехніки та автоматизації. Активація означає здатність робота переміщувати або маніпулювати об’єктами, тоді як контроль означає здатність керувати цими рухами та координувати їх. Ці технології мають довгу та захоплюючу історію, яка допомогла сформувати розвиток сучасної робототехніки.

Ранні роботи були простими машинами, якими керували за допомогою ряду перемикачів або важелів. Ці машини були розроблені для виконання основних завдань, таких як переміщення об’єктів з одного місця в інше або виконання повторюваної конвеєрної роботи. З розвитком технологій інженери почали розробляти більш складні системи приводу, які дозволяли роботам рухатися більш складними способами.

Однією з головних подій у роботі та керуванні роботами став винахід електродвигуна. Ця технологія дозволила роботам рухатися з більшою точністю та швидкістю, ніж будь-коли раніше. У 1950-1960-х роках дослідники почали експериментувати з гідравлічними та пневматичними системами, які забезпечували ще більший рівень потужності та контролю.

Іншим великим досягненням у роботі та керуванні роботами стала розробка цифрових систем керування. Ці системи використовували комп’ютери для координації рухів роботів, забезпечуючи точніші та ефективніші рухи. У 1970-х і 1980-х роках дослідники почали експериментувати із системами керування зі зворотним зв’язком, які дозволяли роботам реагувати на зміни в навколишньому середовищі в реальному часі.

В останні роки дослідники досліджували нові підходи до приведення в дію роботів і керування ними. Одна з багатообіцяючих технологій відома як м’яка робототехніка, яка передбачає використання гнучких матеріалів і структур для створення роботів, які можуть згинатися, розтягуватися та деформуватися у відповідь на навколишнє середовище. Ще один напрямок досліджень — біоробототехніка, яка передбачає розробку роботів, які імітують структуру та рухи тварин.

Майбутнє активації та керування роботами, ймовірно, буде сформовано прогресом у штучному інтелекті та машинному навчанні. Ці технології дозволять роботам навчатися в навколишньому середовищі та відповідним чином адаптувати свої рухи, роблячи їх більш універсальними та ефективними. Крім того, дослідники досліджують нові матеріали та технології виробництва, які дозволять створювати роботів, які будуть легшими, міцнішими та довговічнішими, ніж будь-коли раніше. Оскільки ці технології продовжують розвиватися, роботи, ймовірно, стануть ще більш досконалими.

Для того, щоб роботи рухалися і точно виконували свої завдання, потрібен точний контроль. Це досягається за допомогою актуаторів, які є пристроями, які перетворюють електричну енергію в механічний рух. У робототехніці використовуються кілька типів приводів, включаючи електродвигуни, гідравлічні приводи та пневматичні приводи.

Електродвигуни є найпоширенішим типом приводу, який використовується в робототехніці, завдяки їх ефективності та точному управлінню. Ці двигуни використовують електричну енергію для створення обертового руху, а їх швидкістю та напрямком можна керувати, змінюючи величину та напрямок струму, що протікає через них.

Гідравлічні приводи використовують рідину для створення руху та часто використовуються у важких умовах, що вимагають великої кількості сили. Пневматичні приводи використовують стиснене повітря для створення руху і часто використовуються в програмах, де потрібні швидкий рух і висока швидкість.

Окрім приводів, роботам також потрібні системи керування, щоб забезпечити точне й ефективне виконання своїх завдань. Система керування отримує вхідні дані від датчиків, які контролюють оточення та положення робота, а потім надсилає сигнали виконавчим механізмам для керування рухом робота.

У робототехніці використовується кілька типів систем керування, включаючи керування з відкритим циклом, замкнутий цикл і керування зі зворотним зв’язком. Системи керування з відкритим контуром працюють без зворотного зв’язку, тобто система керування не регулює свій вихід на основі продуктивності робота. Системи керування із замкнутим циклом використовують зворотний зв’язок від датчиків, щоб регулювати вихідні дані системи керування та гарантувати, що робот точно виконує свої завдання.

Системи керування зі зворотним зв’язком є найбільш часто використовуваним типом систем керування в робототехніці, оскільки вони забезпечують точне керування та точну продуктивність. Ці системи використовують зворотний зв’язок від датчиків, щоб безперервно регулювати рух і положення робота, гарантуючи, що він виконує свої завдання з точністю та ефективністю.

Оскільки робототехніка та автоматизація продовжують розвиватися, ми можемо очікувати появи більш складних і досконалих роботів, які здатні виконувати більш широкий спектр завдань з більшою точністю та ефективністю.