Robotyka

Robotyka-jest to dziedzina nauki i techniki, która zajmuje się problemami mechaniki, sterowania, projektowania, pomiarów, zastosowań oraz eksploatacji manipulatorów i robotów. Obszar zastosowania manipulatorów i robotów jest bardzo duży. Jedynym ograniczeniem są względy ekonomiczne, hamują one bowiem proces robotyzacji przemysłu (J. Craig 1993, s. 251). W dzisiejszych czasach roboty znalazły zastosowanie w transporcie, medycynie, produkcji przemysłowej, budownictwie oraz środowiskach nieprzyjaznych człowiekowi, czyli w kosmosie i głębinach morskich. Mianem robotyki określamy także kierunek badań łączących informatykę i technikę, których celem jest zaprojektowanie inteligentnych maszyn. Podstawowe pojęcia związane z robotyką to:

• Robot-mianem tym określamy urządzenie techniczne, które jest przeznaczone do realizacji niektórych funkcji manipulacyjnych i lokomocyjnych człowieka. Robot posiada określony poziom energetyczny, informacyjny i inteligencji maszynowej. Inteligencja ta to autonomia działania w pewnym środowisku.
• Manipulator - jest to mechanizm cybernetyczny, który służy do realizacji wybranych funkcji kończyny górnej człowieka. Manipulator ma dwa rodzaje funkcji manipulacyjną i wysięgnikową. Pierwsza z nich wykonywana jest przez chwytak. Natomiast druga przez ramię manipulatora.
• Maszyna cybernetyczna-mianem tym określamy sztuczne urządzenie, które jest przeznaczone do częściowego lub całkowitego zastępowania funkcji intelektualnych, fizjologicznych i energetycznych człowieka. Mechanizm cybernetyczny jest to maszyna zastępująca czynności ruchowe człowieka.

TL;DR

Robotyka to dziedzina nauki i techniki zajmująca się robotami i manipulatorami. Roboty znajdują zastosowanie w różnych dziedzinach, takich jak transport, medycyna, przemysł czy kosmos. Istnieje podział robotów na generacje, w zależności od ich funkcji i możliwości. Klasyfikacja robotów obejmuje roboty sekwencyjne, adaptacyjne, teleoperowane, inteligentne i realizujące zadaną trajektorię. Roboty mają szerokie zastosowanie w różnych dziedzinach, a rynek robotów przemysłowych rozwija się dynamicznie.

Generacje robotów

Roboty dzielimy na szereg grup w zależności od ich przeznaczenia, przynależności do poszczególnych generacji, a także pod względem różnorodnych parametrów charakteryzujących sposób i techniczne możliwości ich działania (P. Kozłowski 2003, s. 161). Przynależność do generacji robotów:

• Roboty I generacji-są one zaprogramowane na określoną sekwencję czynności. Można dokonać przeprogramowania. W przypadku tych robotów, stosuje się otwarty układ sterowania. Roboty tej generacji realizują zadane programy ruchowe. Ponadto mogą samodzielnie wykonywać i powtarzać proste czynności.
• Roboty II generacji-zostały wyposażone w zamknięty układ sterowania i czujniki, które służą do badania podstawowych parametrów stanu robota i otoczenia. Posiadają one system sensoryczny czyli zmysły. Dzięki temu mogą reagować na dotyk i sygnały dźwiękowe a ponadto rozróżniać kolory i kształty.
• Roboty III generacji-w przypadku tych robotów informacje o otoczeniu są odbierane poprzez sensory wizyjne i przekazywane do komputera. Posiadają system wizyjny dzięki temu obserwują środowisko. Roboty tej generacji mają techniczny układ sztucznej inteligencji.
• Roboty IV generacji-są to roboty, które mają sterowanie adaptacyjne.
• Roboty V generacji-to roboty inteligentne.

Klasyfikacja robotów

Istnieje klasyfikacja ogólna robotów według, której wyróżniamy:

• Robot sekwencyjny-posiada sekwencyjny układ sterowania
• Robot adaptacyjny-ma sensoryczny, adaptacyjny lub uczący się układ sterowania
• Robot-teleoperator-jest to rodzaj robota, który ma zdalne sterowanie realizowane przez operatora lub komputer
• Robot inteligentny-jest to robot, który nie ma zaprogramowanych faz wykonania zadania, natomiast dostaje określoną czynność
• Robot realizujący zadaną trajektorie-zajmuje się realizowaniem ustalonej procedury ruchów, które są sterowane według instrukcji

Zastosowanie robotów

Obserwując rozwój robotyki przemysłowej można stwierdzić, iż ta dziedzina podlega bardzo szybkim zmianom. Wiele firm oferuje nowoczesne roboty w urozmaiconych wersjach i z różnym dodatkowym oprzyrządowaniem. Bardzo wiele dużych znanych firm takich jak np. Mitshubishi, Sony, Epson, Yamaha, Honda, które kojarzą się z produktami elektronicznymi i samochodowymi również oferują swoje roboty. Rynek robotów przemysłowych jest duży jednak często ceny robotów mogą się wydawać stosunkowo wysokie zwłaszcza dla mniejszych firm (E. Jezierski 2005, s. 102). Rozwiązaniem tego problemu zajmują są firmy które sprzedają i dostarczają używane roboty. Ze względu na przeznaczenie robotów możemy wyróżnić:

• Roboty do badań naukowych
• Roboty do celów szkoleniowych
• Roboty do celów przemysłowych
• Roboty do celów badawczych pod wodą lub w przestrzeni kosmicznej.

Robotyka — artykuły polecane

Drukarka 3D — CAD — Typizacja — Kod kreskowy — Laboratorium — Automatyka — Inżynieria odwrotna — Robot przemysłowy — Algorytm przetwarzania

Bibliografia

• Craig J. (1993), Wprowadzenie do robotyki: Mechanika i sterowanie, Warszawa
• Jezierski E. (2005), Dynamika robotów, Warszawa
• Kozłowski P. (2003), Modelowanie i sterowanie robotów, Warszawa
• Nawrat Z. (2012), Robotyka medyczna w Polsce, Medical Robotics Reports, nr 1
• Rygałło A. (2008), Robotyka dla mechatroników, Plan rozwoju Politechniki Częstochowskiej
• Tchoń K., Muszyński R. (2018), Robotyka, Katedra Cybernetyki i Robotyki, Wydział elektroniki, Politechnika Wrocławska

Autor: Klaudia Szczygieł