|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
HISTOIRE DE LA TECHNOLOGIE, TECHNOLOGIE, OBJETS AUTOUR DE NOUS
Robot. Histoire de l'invention et de la production
Annuaire / L'histoire de la technologie, de la technologie, des objets qui nous entourent Un robot est un appareil automatique créé sur le principe d'un organisme vivant. Agissant selon un programme prédéterminé et recevant des informations sur le monde extérieur à partir de capteurs (analogues des organes sensoriels des organismes vivants), le robot effectue indépendamment la production et d'autres opérations qui sont généralement effectuées par des humains (ou des animaux). Dans ce cas, le robot peut soit avoir une connexion avec l'opérateur (recevoir des commandes de sa part), soit agir de manière autonome.
Un robot est un appareil automatique doté d'un manipulateur - un analogue mécanique de la main humaine - et d'un système de commande pour ce manipulateur. Ces deux composants peuvent avoir une structure différente - de très simple à extrêmement complexe. Le manipulateur se compose généralement de liens articulés, comme une main humaine se compose d'os reliés par des articulations, et se termine par une prise, qui ressemble à la main d'une main humaine.
Les biellettes du manipulateur sont mobiles les unes par rapport aux autres et peuvent effectuer des mouvements de rotation et de translation. Parfois, au lieu d'une pince, le dernier maillon du manipulateur est une sorte d'outil de travail, par exemple une perceuse, une clé, un pulvérisateur de peinture ou une torche de soudage. Le mouvement des liens du manipulateur est assuré par les soi-disant entraînements - analogues des muscles de la main humaine. Typiquement, les moteurs électriques sont utilisés en tant que tels. Ensuite, le variateur comprend également une boîte de vitesses (un système d'engrenages qui réduit le nombre de tours du moteur et augmente le couple) et un circuit de commande électrique qui régule la vitesse de rotation du moteur électrique.
En plus de l'électrique, un entraînement hydraulique est souvent utilisé. Son action est très simple. Dans le cylindre 1, dans lequel se trouve le piston 2, relié au moyen d'une tige au manipulateur 3, un fluide entre sous pression, qui déplace le piston dans un sens ou dans l'autre, et avec lui le "bras" du robot . La direction de ce mouvement est déterminée par la partie du cylindre (dans l'espace au-dessus du piston ou en dessous) dans laquelle le liquide pénètre en ce moment. L'entraînement hydraulique peut informer le manipulateur et le mouvement de rotation. L'entraînement pneumatique fonctionne de la même manière, seul l'air est utilisé ici au lieu du liquide. C'est en général le dispositif du manipulateur. Quant à la complexité des tâches qu'un robot particulier peut résoudre, elles dépendent largement de la complexité et de la perfection du dispositif de contrôle. De manière générale, il est d'usage de parler de trois générations de robots : industriels, adaptatifs et robots à intelligence artificielle. Les tout premiers échantillons de robots industriels simples ont été créés en 1962 aux États-Unis. Il s'agissait de Versatran d'AMF Versatran et d'Unimate d'Union Incorporated. Ces robots, ainsi que ceux qui les ont suivis, agissaient selon un programme rigide qui ne changeait pas pendant le fonctionnement et étaient conçus pour automatiser des opérations simples dans un état inchangé de l'environnement.
Par exemple, un "tambour programmable" pourrait servir de dispositif de commande pour de tels robots. Il a agi comme ceci: sur un cylindre entraîné en rotation par un moteur électrique, les contacts des entraînements du manipulateur étaient placés et autour du tambour, il y avait des plaques métalliques conductrices qui fermaient ces contacts lorsqu'ils les touchaient. L'emplacement des contacts était tel que lorsque le tambour tourne, les entraînements du manipulateur s'allument au bon moment et le robot commence à effectuer les opérations programmées dans l'ordre souhaité. De la même manière, le contrôle pourrait être effectué à l'aide d'une carte perforée ou d'une bande magnétique. Évidemment, même le moindre changement dans l'environnement, la moindre défaillance dans le processus technologique, conduit à une violation des actions d'un tel robot. Cependant, ils présentent également des avantages considérables - ils sont bon marché, simples, facilement reprogrammables et peuvent très bien remplacer une personne lors d'opérations lourdes et monotones. C'est dans ce type de travail que les robots ont été utilisés pour la première fois. Ils ont bien fait face aux opérations répétitives technologiques simples : ils ont effectué le soudage par points et à l'arc, chargé et déchargé, entretenu les presses et les matrices. Le robot Unimate, par exemple, a été conçu pour automatiser le soudage par points par résistance des carrosseries de voitures particulières, tandis que le robot SMART a installé des roues sur les voitures particulières. Cependant, l'impossibilité fondamentale de fonctionnement autonome (sans intervention humaine) de la première génération de robots a rendu très difficile leur introduction massive en production. Les scientifiques et les ingénieurs ont constamment essayé d'éliminer cette lacune. Le résultat de leurs travaux a été la création de robots adaptatifs de deuxième génération beaucoup plus complexes. Une caractéristique distinctive de ces robots est qu'ils peuvent modifier leurs actions en fonction de l'environnement. Ainsi, lors de la modification des paramètres de l'objet manipulé (son orientation angulaire ou son emplacement), ainsi que de l'environnement (par exemple, lorsque certains obstacles apparaissent sur le chemin du manipulateur), ces robots peuvent concevoir leurs actions en conséquence. Il est clair que, travaillant dans un environnement changeant, le robot doit constamment recevoir des informations à son sujet, sinon il ne pourra pas naviguer dans l'espace environnant. À cet égard, les robots adaptatifs ont un système de contrôle beaucoup plus complexe que les robots de première génération. Ce système est divisé en deux sous-systèmes : 1) sensoriel (ou détection) - il comprend les dispositifs qui collectent des informations sur l'environnement extérieur et l'emplacement dans l'espace de diverses parties du robot ; 2) Un ordinateur qui analyse ces informations et, en fonction de celles-ci et d'un programme donné, commande le mouvement du robot et de son manipulateur. Les dispositifs sensoriels comprennent les capteurs tactiles tactiles, les capteurs photométriques, les capteurs à ultrasons, les capteurs de localisation et divers systèmes de vision. Ces derniers revêtent une importance particulière. La tâche principale de la vision technique (en fait, les "yeux" du robot) est de convertir des images d'objets environnementaux en un signal électrique compréhensible pour un ordinateur. Le principe général des systèmes de vision technique est que les informations sur l'espace de travail sont transmises à l'ordinateur à l'aide d'une caméra de télévision. L'ordinateur le compare avec les "modèles" en mémoire et sélectionne un programme adapté aux circonstances. En cours de route, l'un des principaux défis de la construction de robots adaptatifs était d'apprendre à la machine à reconnaître des modèles. Parmi les nombreux objets, le robot doit sélectionner ceux dont il a besoin pour effectuer une action. Autrement dit, il doit être capable de distinguer les caractéristiques des objets et de classer les objets en fonction de ces caractéristiques. Cela est dû au fait que le robot a en mémoire les prototypes des images des objets recherchés et compare avec eux ceux qui tombent dans son champ de vision. Habituellement, la tâche de "reconnaître" l'objet désiré est divisée en plusieurs tâches plus simples : le robot recherche l'objet désiré dans l'environnement en changeant l'orientation de son regard, mesure la distance aux objets d'observation, ajuste automatiquement la vidéo sensible capteur en fonction de l'éclairement de l'objet, compare chaque objet à un "modèle", qui est stocké dans sa mémoire, selon plusieurs critères, c'est-à-dire qu'il met en évidence les contours, la texture, la couleur et d'autres caractéristiques. À la suite de tout cela, la "reconnaissance" de l'objet se produit. La prochaine étape dans le travail d'un robot adaptatif est généralement une sorte d'action avec cet objet. Le robot doit s'en approcher, l'attraper et le déplacer à un autre endroit, et pas seulement au hasard, mais d'une certaine manière. Pour effectuer toutes ces manipulations complexes, la seule connaissance de l'environnement ne suffit pas : le robot doit contrôler précisément chacun de ses mouvements et, pour ainsi dire, se "sentir" dans l'espace. A cet effet, en plus d'un système de capteurs qui reflète l'environnement extérieur, le robot adaptatif est équipé d'un système complexe d'informations internes : des capteurs internes transmettent en permanence des messages à l'ordinateur sur l'emplacement de chaque maillon du manipulateur. Ils donnent en quelque sorte à la voiture un "sentiment intérieur". En tant que tels capteurs internes, par exemple, des potentiomètres de haute précision peuvent être utilisés.
Le potentiomètre de haute précision est un dispositif similaire au rhéostat bien connu, mais avec une plus grande précision. Dans celui-ci, le contact tournant ne saute pas de tour en tour, comme lorsque la poignée d'un rhéostat conventionnel est déplacée, mais suit les tours du fil eux-mêmes. Le potentiomètre est monté à l'intérieur du manipulateur, de sorte que lorsqu'une liaison est tournée par rapport à l'autre, le contact mobile se déplace également et, par conséquent, la résistance de l'appareil change. En analysant l'ampleur de son changement, l'ordinateur juge l'emplacement de chacun des liens du manipulateur. La vitesse de déplacement du manipulateur est liée à la vitesse de rotation du moteur électrique dans l'entraînement. Disposant de toutes ces informations, l'ordinateur peut mesurer la vitesse du manipulateur et contrôler son mouvement. Comment le robot « planifie-t-il » son comportement ? Il n'y a rien de surnaturel dans cette capacité - "l'esprit" de la machine dépend entièrement de la complexité du programme compilé pour elle. La mémoire informatique d'un robot adaptatif contient généralement autant de programmes différents que de situations différentes peuvent se présenter. Tant que la situation ne change pas, le robot fonctionne selon le programme de base. Lorsque des capteurs externes informent l'ordinateur d'un changement de situation, celui-ci l'analyse et sélectionne le programme le plus adapté à cette situation. Disposant d'un programme général de "comportement", d'une réserve de programmes pour chaque situation individuelle, d'informations externes sur l'environnement et d'informations internes sur l'état du manipulateur, l'ordinateur contrôle toutes les actions du robot. Les premiers modèles de robots adaptatifs sont apparus presque simultanément avec les robots industriels. Le prototype pour eux était un manipulateur à fonctionnement automatique, développé en 1961 par l'ingénieur américain Ernst et appelé plus tard "la main d'Ernst". Ce manipulateur avait un dispositif de préhension équipé de divers capteurs - photoélectriques, tactiles et autres. Avec l'aide de ces capteurs, ainsi que de l'ordinateur de contrôle, il a trouvé et pris des objets placés au hasard qui lui ont été donnés. En 1969, à l'Université de Stanford (États-Unis), un robot plus complexe "Sheiki" a été créé. Cette machine avait également une vision technique, pouvait reconnaître les objets environnants et les faire fonctionner selon un programme donné.
Le robot était entraîné par deux moteurs pas à pas entraînés indépendamment par des roues de chaque côté du chariot. Dans la partie supérieure du robot, qui pouvait tourner autour d'un axe vertical, une caméra de télévision et un télémètre optique ont été installés. Au centre se trouvait une unité de contrôle qui distribuait les commandes provenant de l'ordinateur aux mécanismes et dispositifs qui implémentaient les actions correspondantes. Des capteurs ont été installés le long du périmètre pour obtenir des informations sur la collision du robot avec des obstacles. "Sheiki" pouvait se déplacer le long du chemin le plus court vers un emplacement donné dans la pièce, tout en calculant la trajectoire de manière à éviter une collision (il percevait des murs, des portes, des portes). L'ordinateur, en raison de ses grandes dimensions, était séparé du robot. La communication entre eux se faisait par radio. Le robot pouvait sélectionner les éléments souhaités et les déplacer en "poussant" (il n'avait pas de manipulateur) au bon endroit. Plus tard, d'autres modèles sont apparus. Par exemple, en 1977, Quasar Industries a créé un robot capable de balayer les sols, d'épousseter les meubles, de faire fonctionner un aspirateur et d'éliminer l'eau qui s'était renversée sur le sol. En 1982, Mitsubishi annonce la création d'un robot si habile qu'il peut allumer une cigarette et capter un combiné téléphonique. Mais le plus remarquable était le robot américain créé la même année, qui, à l'aide de ses doigts mécaniques, d'une caméra oculaire et d'un ordinateur cérébral, résolvait le Rubik's cube en moins de quatre minutes. La production en série de robots de deuxième génération a commencé à la fin des années 70. Il est particulièrement important qu'ils puissent être utilisés avec succès dans les opérations d'assemblage (par exemple, lors de l'assemblage d'aspirateurs, de réveils et d'autres appareils électroménagers simples) - ce type de travail était jusqu'à présent difficile à automatiser. Les robots adaptatifs sont devenus une partie importante de nombreuses industries automatisées flexibles (s'adaptant rapidement aux nouvelles versions de produits). La troisième génération de robots - des robots à intelligence artificielle - est toujours en cours de conception. Leur objectif principal est un comportement délibéré dans un environnement complexe et mal organisé, de plus, dans des conditions telles qu'il est impossible de prévoir toutes les options pour le changer. Ayant reçu une tâche générale, un tel robot devra lui-même développer un programme pour sa mise en œuvre pour chaque situation spécifique (rappelons qu'un robot adaptatif ne peut choisir qu'un seul des programmes proposés). En cas d'échec de l'opération, le robot IA pourra analyser l'échec, compiler un nouveau programme et réessayer. Auteur : Ryzhov K.V.
Une nouvelle façon de contrôler et de manipuler les signaux optiques
05.05.2024 Clavier Primium Sénèque
05.05.2024 Inauguration du plus haut observatoire astronomique du monde
04.05.2024
▪ Tissu pour vous garder au frais dans la chaleur ▪ Les abeilles ont la capacité de se cloner ▪ Solutions MAXIM pour la transmission de données sur le réseau électrique ▪ Les bienfaits des vibrations ▪ Comment les fourmis gèrent-elles les embouteillages ?
▪ section du site Électricien dans la maison. Sélection d'articles ▪ article Chaadaev Petr Yakovlevitch. Aphorismes célèbres ▪ article Quelle était la vitesse du vainqueur des premières courses aux USA ? Réponse détaillée ▪ article de Surepits. Légendes, culture, méthodes d'application ▪ article Monnaie et pinceau. Concentrer le secret
Page principale | bibliothèque | Articles | Plan du site | Avis sur le site
www.diagramme.com.ua |
Nous recommandons des articles intéressants section 
Voir d'autres articles section 
Dernières nouvelles de la science et de la technologie, nouvelle électronique :
Toutes les langues de cette page