Robotica Si Inteligenta Artificiala

Cuprins:

Capitolul I – Inteligența artificiala:

A. Noțiuni generale;

B. Istoria I.A;

C. Domenii de utilizare;

Capitolul II – Robotica:

A. Noțiuni generale

B. Istorie

C. Arhitectura roboților

D. Clasificarea roboților

E. Utilizări ale roboților

Capitolul III – Robotica și inteligența artificiala

A. Asimo

B. Robot wrex the dowg

Argument

Încă din cele mai vechi timpuri omul a fost însetat de cunoaștere și a încercat cu ajutorul ei sa realizeze diferite unelte pentru ai face munca mai ușoară.

În zilele noastre pentru ca munca oamenilor sa fie mai ușoară oamenii au creat sisteme cu ajutorul Inteligenței artificiale, electronicii si ale mecanicii numite roboți. Roboții sunt folosiți pentru operațiuni industriale greu de realizat, ca pirotehniști pentru siguranța umana, pentru explorarea spațului extraterestru, chiar și pe post de jucării.

Roboții sunt un produs al mecatronicii aceasta ramura științei este formata din mai multe domenii cum ar fi: informatica, inteligența artificiala, electronica și mecanica.

Roboții ne sunt foarte folositori in zilele noastre aproape ca procesul tehnologic in marile uzine nu sar mai putea realiza fără ei gândițivă cat de greu se realizau procesele tehnologice in trecut când oamenii trebuiau sa realizeze totul manual se pierdea foarte mult timp plus ca și sănătatea oamenilor era afectata in anumite domenii de munca astăzi munca oamenilor a fost mult ușurata cu ajutorul roboților, însă industria cinematografica le știrbește imaginea prin filme cum ar fi seria S.F. Terminator și alte filme asemănătoare dar ce este in aceste producții cinematografice nu e decât ficțiune roboții sunt foarte departe de a deveni autonomi și cu atenție din partea noastră nici nu vor deveni.

În aceasta lucrare vreau sa va prezint o introducere despre ce înseamnă conceptul de inteligență artificială (I.A) și robotică, câteva definiții despre acestea un scurt istoric și domeniile de utilizare. Lucrarea este împărțita in trei capitole fiecare având mai multe subcapitole. În primul capitol este prezentată inteligenta artificiala, în al doilea capitol sunt prezentați roboții iar capitolul trei sunt prezentate reușitele celor doua ramuri ale științei.

Capitolul I Inteligenta artificiala (I.A)

ȘI SISTEMELE EXPERT

A. Noțiuni generale

1. Definiție

– Inteligenta artificiala (I.A.) e termenul care face referire la inteligenta mașinilor si la acea ramura a informaticii care încearcă sa o creeze. Marea majoritate a cartilor de specialitate o definesc ca fiind “studiul si proiectarea de agenți inteligenți”, John McCarthy e cel care a introdus termenul de I.A. in 1956, o definește ca fiind “știința si ingineria producerii de mașini inteligente”.

– Un agent inteligent e un sistem care percepe mediul sau si acționează in așa fel incat sa isi mărească șansele de succes.

– I.A se ocupa de studiul si crearea sistemelor de calcul si a programelor care prezintă o forma de inteligenta: sisteme care invata noi concepte, care pot raționa si deduce concepte utile intr-un domeniu al lumii înconjurătoare, sisteme care pot înțelege limbajul natural sau percepe si înțelege o imagine, intr-un cuvânt sisteme care necesita capacitați inteligente specifice omului.

– Un program inteligent este un program care manifesta o comportare similara cu aceea a omului cind este confruntat cu o problema similara. Nu este necesar ca programul sa rezolve sau sa incerce sa rezolve problema in acelasi mod in care ar rezolva-o oamenii.

– Putem spune că, în general, sistemele expert includ limbajul

natural, roboții industriali, precum și computerele inteligente.

Sistemele expert se consideră a fi o combinație a științei cu

tehnologia bazată pe domenii ca știința computerelor, biologie,

psihologie, lingvistică și matematică.

– Scopul sistemelor expert este de a crea computere care pot

gândi, vedea, auzi și chiar dezvolta sentimente. Ca fundament al

sistemelor expert se consideră a fi faptul că dezvoltarea

computerelor este asociată în mod normal cu inteligența umană adică: raționament, învățare, dezvoltarea de probleme.

2. I.A.-ul in mituri, ficțiune si speculații

Un aspect explorat atât de scriitorii de science-fiction cat si de futuriști, e impactul I.A.-ului asupra societatii umane. I.A.-ul a apărut drept servitor (R2D2 din Războiul Stelelor), camarad (Data din Star Trek), o extensie a abilitaților umane (Ghost in the Shell), cuceritor (Matrix), dictator (With Folded Hands), exterminator (Terminator), si ca rasa (Asurans din Stargate Atlantis). La nivel academic s-au luat in considerare anumite consecinte: scăderea cererii pentru munca umana, mărirea abilitaților si experiențelor umane si o redefinire a identitatii umane si a valorilor sale primordiale.

Anumiți futuriști susțin ca I.A.-ul va transcede limitele progresului si va transforma umanitatea intr-un mod fundamental. Folosind legea lui Moore Ray Kurzweil a ajuns la concluzia ca pana in anul 2029 ,calculatoarele personale vor avea aceeași putere de procesare ca si creierul uman, si ca pana in 2045, I.A.-ul va putea sa se autoproiecteze si imbunatateasca singur, acest scenariu a fost definit de Vernir Vinge ca “singularitate a tehnologica”. Edward Fredkin crede ca I.A.-ul este următorul pas evolutiv, o idee propusa si de Samuel Butler in cartea sa, ”Darwin Among the Machines” (1863) , si dezvoltata de George Dyson intr-o carte cu acelasi nume, in fost luata in considerare si ideea ca e posibila o unire a omului cu mașina, apariția unor cyborg-i care sa depaseasca in abilitați, atât pe om, cat si pe mașina. Aceasta idee se numește transumanism, are ca sursa pe Aldous Huxley si Robert Ettinger, mai nou e asociata cu proiectantul de roboti, Hans Moravec, ciberneticianul Kevin Warwick si inventatorul Ray Kurzweil. Transumanismul a fost ilustrat in ficțiune, cel mai bun e exemplu e “Ghost In the Shell”.

B. Istoria Inteligentei Artificiale

1. Prima perioadă – jocurile și demonstrarea de teoreme

Începuturile inteligenței artificiale pot fi văzute imediat după al doilea război mondial, în primele programe care rezolvau puzzle-uri sau care jucau anumite jocuri. Au existat două motive (pe lângă fascinația pe care o exercită asupra multora) pentru care jocurile au fost printre primele domenii de aplicare a inteligenței artificiale – întâi, că performanța programului este ușor de măsurat (de cele mai multe ori, sau câștigi sau pierzi un joc); apoi, că regulile sunt ,în general, simple și puține la număr, deci pot fi ușor descrise și folosite.

Jocurile cu care s-a experimentat îndeobște au fost cele de șah și de dame. Ideea era foarte simplă – fiind dată o poziție pe tablă, se încerca să se genereze toate secvențele posibile de mutări de la acel moment încolo, considerând că adversarul alege întotdeauna mutarea cea mai bună. Dacă o secvență ajungea într-o stare câștigătoare, atunci ea era cea de urmat. Problema practică de care s-a lovit această idee a fost că numărul combinațiilor de explorat era foarte mare (de exemplu, la șah, de ordinul ). Bineînțeles că oamenii, când sunt puși în situația să joace, restrâng numărul combinațiilor posibil câștigătoare folosindu-se de experiența de până atunci (de exemplu, nu mai încearcă, de cele mai multe ori, să calculeze cum ar putea câștiga dacă, fiind la a treia mutare, ar ceda regina pe gratis, ci elimină de la bun început varianta cu pricina). De-aici, concluzia imediată care s-a tras din această perioadă – că până și când este vorba de jocuri, e nevoie ca programul aibă cunoștințe adiționale (altele decât regulile jocului).

Unul din programele de referința din această perioadă a fost programul de jucat dame al lui Samuels. Acest program, pe lângă faptul că juca cu un adversar, își folosea experiența dobândită în partidele anterioare ca să-și îmbunătățească performanțele. El ținea minte anumite poziții ca din start câștigătoare sau dezastruoase și nu le mai calcula secvențele ulterioare de mutări (deci se comporta aproximativ ca omul din exemplul de mai sus, care nu-și mai pune problema să cedeze regina).

Celălalt domeniu care a suscitat interes în această primă perioadă a fost demonstrarea de teoreme. Acest domeniu se aseamănă cu cel al jocurilor prin faptul că performanțele sunt simplu de evaluat (supui spre demonstrare o teoremă clasică). Ceea ce trebuie să i se descrie calculatorului sunt setul de axiome și regulile de inferență (adică, regulile prin care se obțin noi adevăruri din niște adevăruri date). În această arie au fost create mai multe programe interesante, printre care „The Logic Theorist'' al lui Newell, care demonstra teoreme din primul capitol al cărții „Principia mathematica'' de Whitehead și Russell, și un program al lui Gelenter care demonstra teoreme de geometrie.

Trebuie spus că in această primă perioadă (care a ținut cam până în 1965) performanțele pe care le-a obținut inteligența artificială n-au fost amețitoare, în primul rând pentru că nici o problemă cu adevărat semnificativă (adică a cărei soluție să fi ajutat substanțial vreo activitate umană) nu a fost rezolvată. Totuși, două concluzii s-au impus (care concluzii guvernează până astăzi disciplina de care ne ocupăm):

majoritatea problemelor poate fi redusă la o problemă de căutare. Pentru cine nu știe, o problemă de căutare seamănă cu următoarea situație: X vrea să ajungă în orașul A, și se află la o răscruce fără indicatoare; ca să ajungă în A, X o ia pe fiecare din drumurile de la răscruce; dacă orașul de la capătul unui drum nu e A, atunci X se întoarce înapoi și pornește pe un alt drum.

căutarea trebuie să fie călăuzită de anumite cunoștințe despre domeniul problemei. Păstrându-ne în cadrul aceluiași exemplu, am putea spune ca X știe că nici un drum care urcă nu duce el ar putea evita de la bun început drumurile ascendente care pornesc din răscrucea cu pricina, limitându-și căutarea numai la drumurile descendente.

2. A doua perioadă – înțelegerea limbajului natural

Anii 1965-1975 formează cea de a doua perioadă a inteligenței artificiale. Acum lumea se preocupă de „înțelegere'', adică vrea să facă mașina să înțeleagă limbajul natural, în special povestiri și dialoguri.

Un program faimos al timpului a fost ELIZA. ELIZA simula comportamentul unui psiholog, conversând în engleză cu pacienții. Cunoștințele programului despre engleză ca și despre psihologie erau codificate sub forma unui set de reguli simple. Iată un mic dialog cu ELIZA (tradus în românește):

Pacient:

Toți bărbații sunt la fel.

ELIZA:

In ce fel?

Pacient:

Ne plictisesc întotdeauna cu câte ceva.

ELIZA:

Poți să dai un exemplu?

Pacient:

Păi, prietenul meu m-a trimis aici.

ELIZA:

Prietenul tău te-a trimis aici.

Pacient:

Spune că sunt mai tot timpul deprimată.

ELIZA:

Îmi pare rău să aud că ești deprimată.

Pacient:

E adevărat. Sunt nefericită.

ELIZA:

Crezi că venind aici ai putea fi ajutată să nu mai fi nefericită?

Pacient:

Am nevoie de ajutor, măcar asta e clar.

ELIZA:

Ce-ar însemna să primești ajutor?

Pacient:

Poate aș învăța să mă împac cu mama.

ELIZA:

Povestește-mi despre familia ta.

ELIZA știa un set mic de cuvinte cheie, și avea una sau mai multe reguli pentru fiecare dintre ele. Când întâlnea un astfel de cuvânt în propozițiile pacientului său, folosea una din regulile corespunzătoare cuvântului respectiv. De exemplu, oricărei propoziții care conținea cuvintele „mamă'', „tată'' etc., i se răspundea cu „Povestește-mi despre familia ta.'' Procedeul ELIZEI se numește „nu-nțelege dar le potrivește'' („pattern matching'' în engleză).

Un amănunt mai special despre ELIZA este impactul pe care ea l-a avut asupra pacienților săi umani. Autorul ei, Weizenbaum, a fost uimit să constate „cât de rapid și de puternic oamenii au ajuns să se implice emoțional în comunicarea cu calculatoeul ELIZEI se numește „nu-nțelege dar le potrivește'' („pattern matching'' în engleză).

Un amănunt mai special despre ELIZA este impactul pe care ea l-a avut asupra pacienților săi umani. Autorul ei, Weizenbaum, a fost uimit să constate „cât de rapid și de puternic oamenii au ajuns să se implice emoțional în comunicarea cu calculatorul și cât de mult și-l imaginau ca pe o ființa umană''. Însăși secretara sa, care îl văzuse lucrând la program, i-a cerut să plece din cameră în timp ce discuta cu mașina.

Un exemplu mai neobișnuit de program a fost PARRY. PARRY simula un bolnav de paranoia, iar motivul pentru care a fost construit era să testeze un model psihologic al paranoicului. Când mai mulți medici au fost invitați să-l consulte, în jumătate din cazuri PARRY a fost recunoscut ca un pacient autentic.

Alt program interesant este SHRDLU, considerat de bună seamă una din culmile epocii. El era în stare să priceapă comenzi date in engleză. Aceste comenzi erau folosite pentru a modifica o lume de cubulețe, asemănătoare celor pe care copii le folosesc la joacă. De asemenea, SHRDLU răspundea unor întrebări legate de configurația blocurilor (de tipul „Ce culoare are blocul de sub piramida roșie?''). Mai mult, SHRDLU putea să construiască planuri ca să îndeplinească comenzi de tipul „Pune piramida albastră peste blocul verde''. Imaginați-vă că peste blocul verde mai erau așezate alte două blocuri. În cazul acesta, programul le îndepărta, ca să facă loc piramidei albastre!

Din păcate, lumea blocurilor era prea simplă, și ca atare SHRDLU n-a adus prea mare folos imediat în rezolvarea vreunei probleme concrete.

Un program mai ambițios s-a numit MYCIN. El își propunea să diagnosticheze bolile infecțioase de sânge și, de asemenea, să recomande tratamente. Cum cei mai mulți oameni nu pot face acest lucru, neavând cunoștințele necesare, un astfel de sistem s-ar fi putut dovedi mult mai util decât celelalte programe de până atunci. MYCIN se folosea cunoștințe prealabile care înglobau cunoștințele de diagnoză pe care un medic le-ar fi putut poseda. Aceste cunoștințe erau exprimate sub forma unor reguli de tipul: „Dacă temperatura corpului este 38, atunci boala este meningită'' (exemplul este simplificat, și fără pretenții de exactitate științifică).

Într-un test care compară analiza făcută de MYCIN unui număr de cazuri cu cea a unor medici de diferite nivele de calificare și experiență, judecătorii au considerat ca preferabilă sau echivalentă soluția dată de MYCIN fața de cea a adevăraților medici.

Deși MYCIN n-a fost niciodată folosit efectiv, el arată că probleme care până atunci fuseseră lăsate exclusiv în seama experților umani pot fi rezolvate de mașină. De altfel, MYCIN a deschis calea unei lungi serii de sisteme expert, adică sisteme care se comportă ca niște experți umani în domenii foarte limitate. Ele sunt capabile să treacă, de cele mai multe ori, așa-numitele teste Turing restrînse, cu întrebări exclusiv din aria pe care se presupune că ar trebui să o stăpânească.

3. A treia perioadă – sisteme expert evoluate

Această perioadă se întinde cam din 1975 până în zilele noastre. Se poate spune că inteligența artificială a devenit mai lucidă, mai critică cu privire la ea însăși, și într-o anumită măsură, mai pragmatică. Entuziasmele cu iz psihologic legate de înțelegere s-au mai temperat, și, în același timp, au apărut primele sisteme expert eficiente și cu folosire rentabilă în industrie. Interesul cade mai mult pe o reprezentare compactă și uniformă a cunoștințelor; lumea începe să se îndoiască de oportunitatea unor metode generale de rezolvare a problemelor.

Prin anii fost creat unul din primele sisteme expert folosite în industrie – R1 (acum numit XCON), construit Mellon, S.U.A cu colaborarea DEC (Digital Equipment Corporation). R1 se ocupă de configurarea unor sisteme de calcul (orice calculator VAX fabricat de DEC e configurat cu R1). El a fost pus în producție, și de atunci interesul lumii pentru inteligența artificială a crescut considerabil. Ca urmare, informaticienii din această sfera s-au împărțit în „implementatori'' de tehnici de inteligența artificială și în cercetători.

Tot acum s-au făcut unele progrese în domeniul învățării automate. De pildă, programul AM (Automated Mathematician – Matematicianul Automatizat), proiectat să descopere legi matematice, reușește să inducă concepte precum cardinalitatea și aritmetica întregilor, având drept cunoștințe inițiale conceptele și axiomele teoriei mulțimilor. AM este selectiv în sensul că reține numai cunoștințe „interesante''; de asemenea, el își modifică gradual cunoștințele.

C. Domeniile de utilizare I.A si a sistemelor expert :

Domeniile de utilizare a sistemelor expert includ:

1. aplicații în domeniul științelor cognitive

2. aplicații în știința computerelor

3. interfețe naturale

4. robotică

1. Aplicații în domeniul științelor cognitive

Acest domeniu al sistemelor expert este fundamentat pe cercetările din domeniul biologiei, neurologiei, psihologiei, matematicii și a altor discipline conexe. Aceste cercetări se concentrează asupra modului în care lucrează creierul și se desfășoară procesul de gândire și învățare.

Aplicațiile din această zonă includ:

a. sistemele expert propriu zise

b. sistemele de învățare adaptivă

c. sistemele care utilizează logica fuzzy

a. sistemele expert

Un sistem expert este un sistem informatic care utilizează cunoștințele într-un domeniu și foarte specializat, domeniu în care sunt utilizați de obicei consultanți umani. Aceste sisteme sunt alcătuite dintr-o bază de cunoștințe și niște modele software care apelează la informațiile din baza de date și în urma prelucrării transmit (oferă) răspunsuri la întrebările utilizatorului.

b. sistemele de învățare adaptivă

Un sistem de acest tip este definit ca un sistem informatic care își poate schimba comportamentul în funcție de informațiile primite din mediul în care operează.

c. sistemele care utilizează logica fuzzy

Sistemele fuzzy sunt sisteme informatice care pot prelucra date incomplete sau parțial corecte. Aceste sisteme pot rezolva probleme nestructurate care nu dispun de cunoștințe complete oferind răspunsuri în același mod ca oamenii.

2. Aplicații în știința computerelor

Aceste se concretizează asuprea hardware-ului și softwareului

de sistem necesar pentru a dezvolta supercomputere necesare

utilizării în aplicațiile cu utilizează sisteme expert .

Domeniile de dezvoltare sunt:

• arhitecturi ce permit procesarea paralelă – adică executarea de mai multe instrucțiuni în același timp.

• procesarea la nivel simbolic – în loc de procesare numerică

• rețelele neuronale – care sunt reprezentate de computere a căror arhitectură este bazată pe modelul minții umane (structura neuronilor). Aceste rețele pot prelucra mai multe informații simultan dar și pot învăța să recunoască modele și să rezolve sigure

anumite probleme.

3. Interfețele naturale

Sunt aplicații care implică cercetări în domeniul lingvistic, filozofic, științei computerelor și altor discipline în scopul de a asigura o comunicare naturală, într-un limbaj obișnuit cu computerul. Aici se regăsesc:

a) limbajele naturale

b) interfețele multisenzoriale

c) recunoașterea vocală

d) realitatea virtuală

a) limbajele naturale

Sunt limbaje de programare foarte apropiate de limbajul uman, fiind considerate limbaje de nivel foarte înalt.

b) interfețele multisenzoriale

Sunt facilitate de posibilitățile computerelor de a recunoaște o serie de mișcări umane și pe această bază de a opera.

c) recunoașterea vocală

Este reprezentată de capacitatea sistemului (hardware+software) de a recunoaște vocea utilizatorului și de a executa comenzi pe baza acesteia.

d) realitatea virtuală

Aceasta este definită de utilizarea de interfețe multisenzoriale om-computer care oferă posibilitatea utilizatorului uman să experimenteze relații cu obiecte simulate de computer, entități, spații sau “lumi” ca și cum ar exista în mod real – denumite și cyberspațiu sau realitate artificială.

Potrivit acestei teorii, termenul de comunicație este utilizat pentru a descrie orice procedură prin care o persoană afectează, influențează creierul altei persoane (comunicația scrisă sau orală,

limbajul corpului etc.)

Teoria informației pune accentul pe trei dimensiuni importante în evaluarea comunicației:

– dimensiunea tehnică – care se referă la acuratețea informației

– dimensiunea semantică – se referă la precizia cu care un anumit înțeles este preluat de informație.

– dimensiunea efectivă – se referă la efectul informației asupra recipientului.

Redundanța reprezintă un alt aspect în teoria informației prin care se înțelege repetiția unei părți sau a întregului mesaj. În acest sens trebuie avut în vedere că:

– un mesaj poate conține informație în plus

– redundanța poate crește eficiența sistemului în cazul în care mesajul este înțeles corect

– redundanța poate scădea eficiența sistemului în cazul în care se transmite mai multă informație decât este necesar.

Alte aspecte importante se referă la acuratețea informației care are și o dimensiune semantică și una efectivă, deoarece chiar și un mesaj cu un conținut clar poate fi interpretat greșit.

4. Robotica

Inteligența artificială, ingineria și filozofia sunt disciplinele de bază ale roboticii. Acestea permit construcția de mașini care dispun de sisteme expert și sunt controlate de computer desfășurând activități umane. Aplicațiile includ percepția vizuală, mișcarea, dexteritatea și navigația

Capitolul II Robotica

A. Noțiuni generale

1.Ce este robotul?

Isaac Asimov publica în anul 1942 în nuvela numită "Runaround" trei legi:

Legea I. Un robot nu poate afecta existența umană sau datorit ă inacțiunii sale să permit ă existenței umane să meargă către distrugere.

Legea II. Un robot trebuie s ă îndeplinească sarcinile date de om cu excepția celor care vin în conflict cu prima lege.

Legea III. Un robot trebuie s ă se protejeze singur contra distrugerii cu excepția cazurilor ce fac obiectul legii întâi sau legii a doua.

Dar cine sunt acești roboti care trebuie să se supună unor legi atât de radicale?

1. Diferite definiții ale roboților:

Nu exista o definiție unanim acceptată a robotului. După unii specialiști acesta este legat de noțiunea de mișcare, iar alții asociază robotul noțiunii de flexibilitate a mecanismului, de posibilitatea lui de a fii utilizat pentru activități diferite sau de noțiunea de adaptabilitate, de posibilitatea funcționării lui intr-un mediu imprevizibil. Fiecare din aceste noțiuni luate separat nu reușesc sa caracterizeze robotul decât in mod parțial.

Definițiile robotului se referă la mișcare sau la funcționarea într-un mediu anume:

– conform specialiștilor japonezi robotul este un dispozitiv mecanic acționat cu forțe motrice cu comandă inteligentă și care acționează conform voinței umane;

– Institutul Francez de Standardizare definește robotul ca fiind un manipulator automat reprogramabil și polivalent, capabil să realizeze poziționarea și reorientarea pieselor printr-o mișcare variabilă și programabilă a brațelor terminale, prin intermediul unor dispozitive;

– Institutul American de Robotică consideră robotul ca fiind un operator reprogramabil și multifuncțional pentru deplasarea obiectelor

pe traiectorii stabilite anterior în realizarea unor sarcini concrete;

– În literatura românească de specialitate robotul este definit ca fiind un echipament automat, adaptabil prin reprogramare la condițiile de mediu în care acționează.

Robotul este un produs al mecatronicii care combină tehnologia mecanică cu cea electronică fiind o componetă evaluată de automatizare care înglobează electronica de tip calculator cu sistemele avansate de acționare pentru a realiza un echipament independent de mare flexibilitate.

In accepțiune actuală, robotul poate fii definit ca un sistem sau un echipament cu funcționare automată, adaptabilă prin programarea condițiilor unui mediu complex și variabil in care acționează, înlocuind sau amplificând una sau mai multe din funcțiunile umane in acțiunea acestuia asupra mediului.

In cazul roboților industriali concepuți pentru a fi folosiți in procesele tehnologice industriale, definiția anterioară se restrânge in sensul ca un robot industrial este un echipament fizic programabil cu funcționare automată capabil să efectueze anumite operațiuni orientate in special spre manipularea și transportul pieselor, sculelor sau altor mijloace de producție pentru a îndeplinii sarcini specifice de fabricație.

Robotica este o știință în plină dezvoltare. Rapida evoluție a construcției și aplicațiilor roboților pe de o parte, pe de altă parte timpul scurt care a trecut de la apariția acestui domeniu nou de știință, nu a permis încă clarificarea univocă a tuturor noțiunilor cu care operează și codificarea acestora. Această stare de fapt se reflectă chiar în definirea noțiunii de robot. Ea este codificată în mod diferit în diverse standarde sau formulări ale unor instituții de specialitate.

2. Robotii de la ficțiune la realitate

In urma cu 25 de ani, in anul 1984, industria americana de film dădea publicului cinefil din toata lumea fiori reci, aducând pe marile si pe micile ecrane imaginea apocaliptica a “Terminatorului”. Robotul metalic umanoid, întors din viitor cu misiunea precisa de a-l ucide inca din pântece pe cel care mai târziu avea sa devina un important lider al rezistentei împotriva mașinilor, i-a fascinat deopotrivă pe spectatorii obișnuiți si pe oamenii de știința. Totuși, daca pentru amatorii genului fascinația a fost una de natura strict ludica, in cazul cercetătorilor impactul a capatat ecourile unei preocupări cat se poate de științifice.

De la Terminator 

Știința robotica a existat si înainte de momentul “Terminator”, insa inițiativa cinematografica hollywoodiana a avut rolul de catalizator de care oamenii de știința aveau nevoie pentru a fi stimulați in direcția obținerii unor performante asemănătoare celor expuse in film. Nu avem inca un Terminator si cu atât mai puțin un război intre oameni si mașini, dar tendințele tehnologice actuale evoluează mai mult sau mai puțin explicit in aceasta direcție, cu roboti precum ASIMO, care au deja aspect si comportament umanoide si cu supercomputere inteligente si autonome, capabile de puteri de calcul uriașe si de luarea unor decizii.

De asemenea, mijloacele de transport moderne, aparatura electronica si electrocasnica si mai tot ceea ce începe sa ne marcheze stilul de viata devin automate, robotice si autonome. Pentru moment ne este bine, iar scenariul unei revolte a mașinilor este departe de ceea ce putem lua in serios acum.

B. Istorie

Noțiunea de robot datează de peste 4 mii de ani. Omul și-a imaginat dispozitive mecanizate inteligente care să preia o parte însemnată din efortul fizic depus. Astfel a construit jucării automate și mecanisme inteligente sau și-a imaginat roboții in desene, cărți, filme "SF" etc.

Termenul "robot" a fost folosit în 1920 de cehul Karel Capek într-o piesă numită "Robotul universal al lui Kossum". Ideea era simplă: omul face robotul după care robotul ucide omul. Multe filme au continuat să arate că roboții sunt mașinării dăunătoare și distrugătoare.

În 1941 Isaac Asimov a folosit cuvântul "robotizare" pentru descrierea tehnologiei roboților și a prezis creșterea unei industrii robotice puternice. În luat ființa prima companie ce realiza roboți industriali, iar in 1961 Compania de automobile "Genral Motors" "angaja" primul robot industrial. Începând cu 1980 asistăm la o expansiune a roboților industriali în diverse industrii.

Primele cercetări în domeniul roboticii au fost inițiate începând cu anul 1960. După un avânt substanțial al aplicațiilor roboticii în domeniul industrial, cu precădere în industria automobilelor, după 1990 s-au conturat multiple aplicații in domeniile neindustriale (nemanufacturiere).

Această dezvoltare, chiar spectaculoasă, în direcția aplicațiilor neindustriale justifică trecerea în revistă a principalelor subdomenii în care roboții nemanufacturieri sau roboții de serviciu își pot găsi aplicabilitate

C. Arhitectura roboților:

Arhitectura internă a unui robot conține cinci sisteme importante, fiecare dintre acestea aparținând unui domeniu al tehnicii clasice:

– sistemul mecanic de susținere și al articulațiilor (cuplelor de rotație și de translație);

– sistemul de acționare (hidraulic, pneumatic electric sau mixt);

– sistemul de transmisie al mișcării;

– sistemul senzorial (intern și extern);

– sistemul decizional.

1.Sistemul senzorial al roboților

– senzori interni (interiorceptivi) – plasați pe buclele interne de reglare și ajută la descrierea traiectoriei segmentelor mecanice componente;

– senzori externi (exteriorceptivi) – se utilizează pe buclele externe pentru coordonarea traiectoriei generale a ansamblului;

– senzori de securitate – utilizați pe buclele interne sau externe de reacție pentru sesizarea pericolelor (ciocniri, creșterea temperaturii, etc.).

Funcțiile sistemului senzorial sunt:

– realizarea reglajului de poziție, viteză, deplasare, accelerație, efort;

– modelează o serie de funcții senzoriale umane: tactilă, vizuală;

– de tip releu pentru evitarea coliziunilor și securitate.

a) Senzorii interni sunt în general de tip poziție și deplasare. Cei mai utilizați în acest caz sunt senzorii de tip potențiometric (rezistivi) și cei de tip optic. Sistemele senzoriale de tip optic conțin un generator de flux luminos (de regulă un LED) și un element receptor (fototranzistor sau fotocelulă). Pentru poziționări precise se utilizează senzori inductivi.

b) Senzorii externi sunt senzori de efort (în general au la bază mărci tensometrice plasate pe concentratoare de efort), senzori de alunecare sau senzori tactili.

O categorie aparte de astfel de senzori o reprezintă piele artificială ce are la bază proprietățile reflexiei și refracției luminii. Este vorba de senzorul cu fibră optică și senzorii cu ghid optic tangențial cei mai utilizați dintre variantele constructive ce folosesc fascicole luminoase.

c) Sistemul senzorial de securitate are rolul de a evita coliziunile când apar regimuri deficitare de funcționare sau obstacole neprevăzute. Noii algoritmi inteligenți de recunoaștere a paternului împreună cu tehnologiile de realizare a camerelor digitale de luat vederi (CCD) de înaltă rezoluție dau valențe noi acestui sistem senzorial permițând luarea deciziilor și stabilirea traiectoriilor de deplasare.

Cei mai utilizați senzori datorită raportului preț – precizie de poziționare sunt senzorii optici în infraroșu și senzorii cu ultrasunete, formați dintr-un emițător de undă și un receptor

comandat în fază cu emițătorul. Funcționarea acestor senzori este

puternic influențată de caracteristicile mediului (praf, fum,

suprafețe reflectorizante, etc.).

Ca senzori de proximitate se mai folosesc senzori fluidici (cu jet de aer), capacitivi sau inductivi, senzori ce comandă relee sau

micro-întrerupătoare ce decuplează în situații critice alimentarea sistemului de acționare. Acești senzori au prioritate în nivelul de întreruperi a sistemului decizional.

2. Structura mecanică a unui robot

Batiu – deplasabil

– consola

– portal

Mecanismul

Generator – de alunecare

De translație

– de alunecare

A. Cuple Cinematice

DISPOZITIVUL – cu coroana

DE GHIDARE De rotație – cu reductor

– cu curea

– cu șurub – roata

melcata

– cu mișcare independenta

a) Tipul mișcării – cu mișcare dependenta

– cu trompă de elefant

– roboti cu balansare

– roboți standard

Mecanismul de – roboti articulați

Orientare se b) Principiul constructiv – roboți modulari

clasifică după – roboți paraleli

– roboti master -slave

– roboti articulați

– roboti de tip piston (braț)

c) Formă – roboti de tip turela

– roboti de tip coloana

– roboti cadru

– ventuză

Unilaterale

– electromagnet

B.

DISPOZITIVUL

DE PREHENSIUNE – cu forță de acționare constantă in timp (pentru obiecte f

(Trebuie sa permită Bilaterale fragile)

Poziționarea, centrarea – cu forță de acționare crescătoare in timp (pentru piese

și fixarea) cu abateri mici)

– gonflabile

– cu elasticitate mărită

Multilaterale – cu elemente elastice

– cu rondele excentrice

3. Sisteme de acționare și transmisie a roboților

Sistemul de acționare se alege în funcție de clasa de operații ce trebuie executate, în funcție de modul de lucru, de viteza de deplasare, de viteza de deplasare, de sarcină și de spațiul de mișcare precum și de

precizia de poziționare. Astfel există:

– sisteme de acționare electrică (aproximativ 30% din numărul acestora),

– sisteme de acționare pneumatice (cam 21% din cazuri),

– sisteme de acționare hidraulice pentru sarcini mari și deplasări limitate în spațiu.

– sisteme de acționare mixte (9% din variantele constructive) – de tip

electropneumatic sau electrohidraulic.

Motoarele de acționare ale roboților trebuie să îndeplinească următoarele condiții:

– să dezvolte cupluri ridicate;

– să aibă gabarit și masă reduse;

– să fie caracterizat printr-un moment de inerție scăzut pentru a permite poziționarea precisă;

– să fie compatibil cu sistemul de comandă și cu sistemul senzorial;

– să fie insensibil la perturbații.

În robotică se folosesc 3 tipuri de motoare: motoare de curent continuu, motoare pas cu pas și motoare servo tip RC (radiocomandă). Cât de mare, de puternic, ce tip trebuie să folosim?
Ce tip de motor e mai potrivit pentru un anume fel de robot?

Dacă alegem varianta de deplasare a robotului cu roți, avem mai multe posibilități:
– 2 roti motoare conectate la un singur motor realizează propulsia și alte 2 roți pentru direcție, ca o mașină
– 2 roți motoare conectate la un singur motor și o roată pentru direcție
– 2 roți motoare conectate fiecare la câte un motor și una sau 2 roți pivotante pentru echilibrare (cea mai comună variantă), ca un tanc pe roți
Șenilele sunt asemănătoare cu ultima variantă, dar mai dificil de construit.
Dacă ne hotărâm pentru picioare, mai întâi trebuie să alegem numărul acestora, de la 2 (cel mai greu) la 6 sau mai multe. Apoi trebuie să alegem gradele de libertate, acest număr determinând numărul de motoare de care avem nevoie.
Dacă clasificăm motoarele după putere, avem:
– Motoare de curent continuu cu reductor. Cele mai puternice, se folosesc la aproape orice tip de robot
– Servo Hobby (RC). Se folosesc la roboți sub și la roboți cu picioare.
– Motoare pas cu pas. Cele mai slabe, se folosesc la roboți mici și ușori.

a). Motorul de curent continuu.
Avantaje:
– se găsesc ușor
– o mare varietate
– cele mai puternice
– ușor de interfațat
– neapărat de folosit la roboți de talie mare
Dezavantaje:
– prea rapide, au nevoie de reductor de turație
– consumă mult
– dificil de montat roți
– mai scumpe
– comandă de control complexă (PWM)
Cel mai bun pentru:
– roboți de talie mare
b). RC Servo:
Avantaje:
– reductor de turație inclus
– mare varietate
– viteză bună pentru interior
– mai puțin scump
– putere bună pentru roboți mici
– ușor de montat
– ușor de montat roți
– ușor de interfațat
– consum mediu
Dezavantaje:
– nu sunt bune pentru greutate mare
– controlul de viteza destul de redus
Cel mai bun pentru:
– roboți mici
– roboți cu picioare
c). Motoare pas cu pas:
Avantaje:
– control precis
– mare varietate
– viteză bună pt. interior
– ușor de interfațat
– ieftine
Dezavantaje:
– grele pentru puterea dezvoltată
– consumă mult
– masive ca mărime
– greu de montat roți
– nu sunt bune pentru greutate mare
– nu sunt prea puternice
– comandă de control complicată
Cel mai bun pentru:
– urmărire de linie
– rezolvare de labirint

Mersul biped

Avantaje :

– mobilitatea mai mare pe terenuri accidentate,

– facilitatea de a se deplasa în medii construite pentru oameni,

– punctul înalt al sistemului de vedere,

– posibilitatea utilizării picioarelor și în alte scopuri decât pentru deplasare

– facilitarea utilizării membrelor anterioare pentru operații de manipulare.

Astfel roboții umanoizi pot lovi o minge, pot acționa pedalele unui vehicul, pot urmări podeaua, utilizând picioarele, sau pot deschide uși, pot manevra obiecte de pe rafturi, pot acționa butoane și comutatoare cu mâna. În ceea ce privește viteza, mobilitatea, stabilitatea sau complexitatea, mersul cu patru sau mai multe picioare este mult mai eficient.

Dezavantaje:

– centru de greutate înalt cu o suprafață mică de contact cu solul,

– echilibru mic ( instabil) al corpului,

Ciclul de control pentru mișcările picioarelor unui robot biped :

Pornește de la informațiile primite de la senzori (senzorii interni măsoară poziția și orientarea tuturor elementelor robotului, iar senzorii externi furnizează informații despre forma și structura mediului și terenului înconjurător), care sunt utilizate de algoritmul de control pentru generarea noilor tipare de mers, executate de actuatorii robotului

Noutatea în domeniul acționărilor o constituie fibra musculară artificială, foarte utilizată în cazul androizilor. Acești mușchi artificiali modelează grosier funcționarea fibrei musculare umane dar pe lângă viteza de acționare scăzută, timpul mare de răspuns și limitarea posibilităților de deplasare spațială a brațului astfel acționat există și dezavantajul unei sarcini manipulate de valoare mică.

Mușchi artificiali. Sunt actuatori care simulează comportarea mușchilor naturali, cu posibilitatea de a comuta între două stări de operare: relaxat și contractat.

În consecință, pentru fiecare cuplă sunt necesari doi sau mai mulți mușchi pentru realizarea mișcării dorite.

Mușchii cu aer sunt accesibili în comerț și sunt constituiți din tuburi de cauciuc, care se contractă când se introduce aer comprimat. Sunt ușori și dezvoltă forțe și viteze mari, dar au precizii scăzute, proprietăți elastice și necesită aer comprimat.

Alte soluții au la bază mușchi electrochimici, dar sunt încă în faza de cercetare:

mușchii din compoziții polimer ionic/metal sunt fâșii de polimer, care se contractă când se aplică o tensiune electrică;

mușchii din poliacrylonitril se contractă când se modifică valoarea PH-ului; mușchii electro-activi funcționează pe baza stimulării materialelor elastomerice electro-active etc.

Manipularea și prinderea

Un robot, umanoid sau de alt tip, trebuie să interacționeaze cu mediul său înconjurător.

În această interacțiune un rol important revine funcțiilor de

manipulare, care servesc la prinderea, transportul și manipularea obiectelor.

Nu toți roboții umanoizi au nevoie de brațe și mâini sofisticate; mulți se pot descurca cu sisteme de prindere cu două bacuri, care se închid și deschid, sau cu mâini cu 2-3 degete mai simple.

Mâna Utah/MIT

Este constituită din 3 degete cu câte 4 grade de mobilitate și un deget mare, cu alte 4 grade de mobilitate.

Articulațiile sunt acționate cu ajutorul unor mușchi artificiali pneumatici, de mare viteză, prin intermediul unor tendoane rezistente din polietilenă.

Pentru fiecare articulație se folosesc 2 mușchi și 2 tendoane, rezultând un total de 32 de mușchi și 32 de tendoane.

Este unul din modele cele mai apropiate de mâna umană.

Mâna lui Salisbury

Are 3 degete, cu câte 3 grade de mobilitate. Primele două articulații ale fiecărui deget permit curse de câte 90°, în timp ce a treia articulație asigură deplasări de ±135°.

Acționarea articulațiilor unui deget se face cu două motoare, prin intermediul unor cabluri de oțel.

Pozițiile și vitezele din articulații sunt determinate cu ajutorul senzorilor incrementali montați pe axele motoarelor.

Mâna Hitachi

Este constituită din 3 degete, cu câte 3 segmente, care permit mișcări multiple, asigurând 12 grade de mobilitate.

Acționarea segmentelor se face cu 12 actuatori cu memorie a formei din aliaj de nichel-titan.

Acești actuatori își modifică forma când sunt parcurși de curenți electrici (încălziți), iar deplasările determinate de deformarea lor sunt transmise la segmente prin intermediul unor cabluri. Revenirea segmentelor este asigurată de arcuri.

4. Sistemul de comanda al roboților

Sistemul de comandă are sarcina de a deplasa structura robotului pentru îndeplinirea obiectivelor, cu controlul poziției, vitezei, forțelor și protecția robotului pentru asigurarea integrității sale.

Traiectoriile de mișcare sunt gene-rate automat conform programului ținându-se seama de prezența obstacolelor. Legea de comandă trebuie să fie cât mai simplă, să elimine perturbațiile externe și să fie versatilă.

5. Sistemul decizional al roboților

Robotii pot lua decizii la nivel minimal cu ajutorul inteligenței artificiale despre care sa vorbit in Capitolul I

D. Clasificarea roboților

1. Din punctul de vedere al gradul ui de mobilitate se cunosc roboți ficși si roboți mobili

2. din punct de vedere al informației de intrare și metodei de instruire există:

– roboți acționați de om;

– roboți cu sistem de comandă cu relee (secvențial);

– roboți cu sistem secvențial cu program modificabil;

– roboți repetitori (cu programare prin instruire);

– roboți inteligenți;

3. Din punct de vedere al sistemului de coordonate roboții sunt în sistem de coordonate carteziene (18%), cilindrice (33%) și sferice (40%);

4. Din punct de vedere al sistemului de comandă:

– comandă punct cu punct (unde nu interesează traiectoria propriu-zisă) ;

– comandă pe contur (im plică coordonarea mișcării axelor);

– comandă pe întreaga traiectorie (implică toți parametrii de mișcare);

5. Din punct de vedere al sarcinii manipulate ;

6. Din punct de vedere al sistemului de acționare: hidraulică (40%), electrică (3 0%), pneumatică (21%), mixtă ;

7. Din punct de vedere al preciziei de poziționare: sub 0 ,1mm, (0,1 ÷ 0 ,5 )mm, (0 ,5 ÷ 1 )mm, (1 ÷ 3 )mm, peste 3mm;

8. Din punctul de vedere al tipului de programare :

– cu programare rigidă (fără posibilități de corecție );

– cu programare flexibil ă (există posibilitatea modificării

programului);

– cu programare adaptivă (există posibilitatea adaptării automate a

programului în timpul funcționării);

9. În funcție de dimensiuni se clasifica macro-, micro- și nano-roboți.

10. în funcție de mediul în care acționează:

– roboți tereștri – se deplasează pe sol, roboți

– subacvatici – în apă,

– roboți zburători – în aer,

– roboți extratereștri – pe solul altor planete sau în spațiul cosmic;

11. în funcție de sistemul care le permite deplasarea în mediul în care acționează,există, de exemplu, pentru deplasarea pe sol:

– roboți pe roți sau șenile;

– roboți pășitori: bipezi, patrupezi, hexapozi, miriapozi;

– roboți cățărători:

– roboți târâtori: care imită mișcarea unui șarpe, care imită mișcarea unei râme etc;

– roboți săritori, care imită deplasarea broaștelor, cangurilor roboți de formă sferică (se deplasează prin rostogolire) etc.

12. în funcție de sistemul care le permite deplasarea în mediul în care acționează,există, de exemplu, pentru deplasarea pe sol:

– roboți pe roți sau șenile;

– roboți pășitori: bipezi, patrupezi, hexapozi, miriapozi;

– roboți cățărători:

– roboți târâtori: care imită mișcarea unui șarpe, care imită mișcarea unei râme etc;

– roboți săritori, care imită deplasarea broaștelor, cangurilor – roboți de formă sferică (se deplasează prin rostogolire) etc.

E. Utilizări ale roboților – exemple

1. Micro roboții își găsesc utilizarea în medicină, fiind capabili să se deplaseze de-a lungul vaselor și tuburilor corpului omenesc, în scopul investigațiilor, intervențiilor chirurgicale, dozării și distribuirii de medicamente

2. Macro-roboții :

În domeniul industrial, agricol, forestier: în domeniul industrial roboții mobili sunt reprezentați de AGV-uri (Automated-Guided Vehicles), vehicule pe roți, cu ghidare automată, care transportă și manipulează piese, constituind o alternativă flexibilă la benzile de montaj; în agricultură există tractoare și mașini agricole fără pilot, capabile să execute singure lucrările pe suprafețele pentru care au fost programate; în domeniul forestier roboții mobili pot escalada copacii înalți pentru asanarea lor de crengile uscate etc.;

În domeniul militar: este luată în considerare de către armata americană perspectiva înlocuirii soldaților combatanți cu roboți, pentru a reduce riscul pierderilor umane în luptă; roboți mobili de cele mai ingenioase și robuste configurații sunt aruncați în clădiri și incinte din zone de conflict, în scopuri de investigare și chiar anihilare a inamicului;

În domeniul utilităților publice: inspectarea conductelor de combustibili gazoși și lichizi și a canalelor de canalizare. De exemplu, rețeaua de canalizare a Germaniei însumează , iar inspectarea și curățirea acesteia este presupune costuri de 3¸6 Euro pe metru. Numai 20% din conducte sunt accesibile, iar utilizarea roboților poate reduce costurile cu un sfert. Problemele pe care le au de rezolvat astfel de roboți sunt complexe, într-un mediu parțial necunoscut, modificat permanent prin sedimentare, surpare, coroziune, racorduri ilegale;

În domeniul distractiv și recreativ: sunt roboții-jucării, roboții pentru competiții etc.;

În domeniul serviciilor: Există posibilități deosebit de largi de implementare. Sunt roboți pentru: deservirea bolnavilor în spitale; ajutorarea persoanelor bătrâne sau cu diferite handicapuri; ghidarea și informarea publicului în muzee; aspirarea și curățirea încăperilor; spălarea geamurilor și a pereților clădirilor; executarea de activități casnice.

În domeniul securității: Multe operații de inspectare și dezamorsare a unor obiecte și bagaje suspecte sunt executate de roboți;

În domeniul operațiilor de salvare: Roboții salvatori (Rescue robots) sunt utilizați în operațiile de salvare a victimelor unor calamități: cutremure, incendii, inundații.

Capitolul III – Robotica și Inteligența artificiala

Robotica împreuna cu inteligenta artificiala au reușit sa fabrice împreuna numeroși roboti inteligenți unii practici, unii mai puțini practici iar alții in stadiul de proiect.

Unul dintre cei mai mediatizați roboți este celebrul Asimo produs de compania Honda.

Asimo

Asimo – privire generala asupra ultimilor generații de roboti umanoizi Honda

Dezvoltarea robotului care merge ca un om, interacționează cu oamenii si este un bun asistent pentru aceștia este recunoscuta ca fiind una din cele mai mari provocări tehnologie ale secolului 21.  Pe primul loc al acestor încercări de a escalada acest “Everest științific” este ASIMO – cea mai noua generație Honda de roboti umanoizi. 
Recunoscut de către mulți academicieni de top ca fiind un pas important înainte în domeniul roboticii umanoide, ASIMO a fost introdus pentru prima data în comunitatea științifica europeana la un simpozion intitulat “From High Tech to Intelligence – The Challenge of Humanoid Robots” ținut din Darmstadt pe 30 Iunie 2003.

Începând din acel moment, ASIMO a calatori prin toata Europa făcând un tur ce a inclus multe evenimente prestigioase, științifice si robotice.  A fost, de asemenea, utilizat pe scara larga pentru a inspira tinerii în ceea ce privește știința si ingineria, prin participarea la evenimente precum “Researcher’s Night” organizat de Comisia Europeana in Bruxel si Summit-ul Youth Engineering din Marea Britanie.
Europa însăși, prin intermediul Institutului European de Cercetări Honda, are o contribuție majora la dezvoltarea generațiilor următoare de ASIMO, care este axata pe îmbunatatirea inteligentei roboților. Institutul de Cercetare Honda (Europa), cu sediul in Offenbach, Germania, lucrează în prezent în parteneriat cu 17 universitați europene si centre de cercetare în domeniul sistemelor inteligente si a inteligentei cognitive.
Prezentarea noului ASIMO în Septembrie 2007 este un punct important de referință pentru ASIMO în Europa si evidențiază angajamentul continuu al Honda pentru împartasirea tuturor dezvoltărilor înregistrate în cadrul programului R&D privind robotica umanoida.

2. Asimo – de ce sa cream un robot umanoid?

Angajamentul Honda, pe termen lung, pentru dezvoltarea de roboti umanoizi se întinde pe o perioada de doua decenii si își are rădăcinile în dorința asociaților (angajaților) de a accepta provocarea unica în domeniul mobilității.   Compania a realizat primul robot ce mergea pe doua picioare în anul 1986. Programul  avangardist ce a fost adoptat ulterior a fost inspirat de angajamentul celor de privind inovația si de dezvoltarea de produse avansate va oferi lumii adevărate beneficii acum si în viitor.
Viziunea Honda este dezvoltarea unui robot umanoid capabil sa interacționeze si sa îi ajute pe oameni pentru a le face viata mai ușoara si mai plăcută.  Deși trebuie parcurs un drum lung înainte ca roboților umanoizi sa li se atribuie roluri specifice, ar putea fi posibil ca ei sa poată oferi asistenta si sa ofere o mai mare independenta persoanelor cu dizabilitati sau persoanelor în vârsta.

Deși potențialul pieței si utilizarea lui ASIMO se afla în continua dezvoltare, Honda a înregistrat o serie de beneficii.   în primul rând le-a oferit un cadru unic si impunător tehnologiilor si tehnicilor Honda, ceea ce a permis companiei sa-si atingă obiectivele de a recruta cei mai buni ingineri si specialiști R&D.  Anumite tehnologii obținute prin cercetarea si dezvoltarea lui ASIMO vor fi, de asemenea, aplicate si în alte domenii, cum ar fi tehnologia privind sistemele de siguranța ale vehiculelor.  Acestea vor include controlul poziției, tehnologii de recunoaștere si, de asemenea, producerea obiectelor cu dimensiuni mici si greutate redusa.  În plus, Honda crede ca întâmpinarea pozitiva a lui Asimo la nivel mondial, mai ales de către tineri, va inspira următoarea generație de ingineri. 

3. ASIMO – cei mai avansați roboti umanoizi

ASIMO (Advanced Step in Innovative MObility) este privit de multe persoane ca fiind cea mai avansata generație de roboti umanoizi cu doua picioare din lume. În ceea ce privește mișcarea lui ASIMO, Honda a studiat si utilizat drept model mișcările complexe si coordinate ale corpului uman.  Dimensiunile ASIMO si pozițiile sale seamănă cu cele ale unei ființe umane si, în multe privințe, deține o gama de mișcări ce pot fi comparate cu ale oamenilor. Folosind o tehnologie avansata de mișcare dezvoltata de Honda, ASIMO se poate mișca înainte si înapoi, dar se si poate întoarce, poate curca sau coborî scări si poate coti.  Prin urmare, ASIMO este robotul ce imita mersul natural al persoanelor.

Elementul central este reprezentat de tehnologia inteligenta Honda de deplasare ce permite ASIMO sa se deplaseze în mod flexibil în timp real.   Realizează acest lucru prin permiterea robotului sa prezică si sa își controleze mișcările în mod corespunzător.   Spre exemplu, exact ca o persoana atunci când cotește se va înclina pentru a-si regla centrul de gravitate către interior, astfel încât ASIMO prezice si următorii pași si își reglează centrul de greutate corespunzător.  Aceasta capacitate de a prezice următoarea mișcare în timp real îi permite lui ASIMO sa se deplaseze continuu.  Nu trebuie sa se oprească înainte, sa se întoarcă si apoi sa meargă după colt; în schimb, obține acest lucru într-o singura mișcare, neîntrerupta.

În decembrie 2005, Honda a anunțat o serie de dezvoltări tehnologice extraordinare si avangardiste pentru „Noul ASIMO”, generația ASIMO ce, în prezent, face turul Europei.  Acestea includ: Abilitatea de a căra un număr de sarcini cheie în mediul real, precum transportarea si primirea obiectelor; manevrarea unui cărucior si funcționarea automata în colaborare cu persoanele. Mobilitatea acestui „nou ASIMO” a fost îmbunatatita în mod simțitor, făcându-l capabil sa alerge cu 6 km/ora si 5 km/ora în cerc. În schimb, ASIMO este acum recunoscut ca fiind cel mai rapid robot umanoid din lume.

4. Asimo – un robot inteligent

Pe lângă elementele mecanice avansate, programul Honda de cercetare se axează pe dezvoltarea comportamentului inteligent al lui ASIMO. 
Honda definește inteligenta ca fiind „abilitatea de a dezvolta strategii ce soluționează problemele pentru a obține un obiectiv specific prin recunoaștere si analizare, asociere si combinare, planificare si luarea deciziilor”.  Honda este prima care recunoaște ca ASIMO este departe de a avea toate aceste aptitudini, dar crede ca au fost înregistrate progrese. 
Pentru obținerea acestui scop, ASIMO a fost echipat cu o serie de caracteristici tehnologice inteligente. Acestea includ abilitatea de a recunoaște persoanele, obiectele si gesturile, calcula distantele si direcție miscarii anumitor obiecte si crearea unor rute flexibile.  Aceasta informație vizuala este înregistrata, interpretata si tradusa în acțiuni.  Acest lucru oferă o gama de abilitați, de la evitarea obiectelor din drum la recunoașterea faptului ca cineva dorește sa îi strângă mâna si reacționarea prin oferirea unei strângeri de mâna.
Într-o anumita măsura, ASIMO poate auzi si vorbi.  Poate identifica voci, poate distinge între sunete si cuvântul vorbit, poate răspunde la anumite instrucțiuni si poate schimba propoziții simple cu o persoana.  În prezent, ASIMO poate înțelege circa 50 de apelări si salutari precum si 30 comenzi diferite, si poate reacționa la acestea în mod corespunzător.
Totuși, drumul către un comportament inteligent este în continuare lung. Modelul inteligentei – creierul – trebuie, întâi de toate sa fie înțeles înainte ca principiile de procesare sa poată fi aplicate roboților umanoizi. În timp ce Honda continua sa progreseze în acest domeniu de cercetare, se anticipează ca vor trece cel puțin 10-15 ani până când inteligenta ASIMO se va conforma nivelului existent de mobilitate.
Pentru a dezvolta aceasta înțelegere a sistemelor inteligente, Honda a stabilit trei institute de cercetare pe întreg mapamondul. Aceste centre, ce sunt localizate în Japonia, America si Germania, vor colabora cu un număr de instituții ce au acelasi obiectiv. Într-adevăr, în Europa doar Institutul de cercetare Honda (Germania) colaborează cu 17 universitati si institute de cercetare independente pentru a înțelege aceasta inteligenta.

5. Istoria Asimo

Elemente cheie ale dezvoltării
1.    Introducerea tehnologiei inteligente a mersului flexibil si în timp real
2.    Un design atrăgător, ce include reducerea greutății si înălțimii
3.    Mărirea razei de funcționare a brațelor
Primul stadiu evolutiv al ASIMO (Decembrie 2002) Abilitate de comunicare avansata datorita tehnologiei de recunoaștere:
1. Recunoașterea obiectelor în mișcare
2. Recunoașterea poziției/gesturilor
3. Recunoașterea mediului
4. Recunoașterea sunetelor
5. Recunoaștere faciala
Integrare în rețea:
1. Integrare în rețeaua utilizatorului
2. Conectivitate Internet
Al doilea stadiul evolutiv al ASIMO – „Următoarea generație ASIMO”: (Decembrie 2004)
1.   Tehnologia „controlului poziției” ce face posibila alergarea într—un mod natural.
2. Tehnologia „mișcarea continua autonoma” ce permite deplasarea flexibila.
3.   Tehnologii avansate, vizuale si ale senzorului de forța, ce permit interacționarea cu persoanele

Al treilea stadiul evolutiv al ASIMO – „Noul ASIMO” (decembrie 2005)
1. Abilitate de a efectua sarcini în mod automat ca si persoanele; spre exemplu, mers de mâna cu o persoana
2. Abilitate noua de a transporta obiecte folosind un cărucior
3. Funcție alergare îmbunatatita.  ASIMO poate acum alerga cu o viteza de 6km/h si poate alerga în cerc.

Specificații cheie ale „noului Asimo”:

B. Robot Wrex the Dawg

Caracteristici Robot Wrex the Dawg

Stările lui RS Wrex the Dawg (Fericit, Supărat sau Nebunatic) si dorințele (Exercițiu, Chemarea Naturii si Foame) sunt exprimate de ochii săi comici, rotitori de tip “jackpot”! Ochiul stâng reflecta stările, iar ochiul drept reflecta dorințele ;

Starea lui RS Wrex the Dawg se schimba cu ajutorul butonului de stare de pe telecomanda intuitiva sau prin atingerea nasului-buton care resetează ochii tip “jackpot”. Permite-i sa-si schimbe starea si de unul singur ;

Datorita construcției sale din “resturi” si “deșeuri”, RS Wrex the Dawg funcționează ocazional “anapoda”. Când începe animațiile corespunzătoare “defectării” lui, este sarcina ta sa-l resetezi folosind codul de programare. Daca nu introduci codul la timp, va intra in regimul DEZMEMBRARE si nu va putea face nimic altceva pana nu introduci codul corespunzător de resetare ;

Exista mai multe coduri posibile de resetare, pe care le poți introduce: încearcă sa-i dai o personalitate de pisica sau sa-l faci sa nu asculte comenzile tale! Poți sa-l reprogramezi chiar si cu personalitatea lui Robosapien™ ;

Capabil sa execute anumite trucuri: da laba, o face pe mortul, dansează, etc! Poți selecta o anumita “pozna” cu ajutorul butonului de trucuri de pe telecomanda. Fiecărei stări ii corespunde un set unic de trucuri ;

Vine cu o telecomanda “asortata” cu originea sa de câine din deșeuri; iți da posibilitatea sa accesezi toate caracteristicile robotului folosind cadrane cu mici însemne reprezentative ;

Se deplasează rapid cu ajutorul roților din spate si labelor articulate din fata ;

Are urechi rotative, falca mobila si o coada care scartaie ;

Selectează regimul PAZA si te va avertiza la apropierea străinilor ;

Selectează opțiunea “Fara lesa” cu butonul de stări si va explora casa de unul singur ;

Regimul economic permite prelungirea duratei de viata a bateriilor ;

Funcția opționala de detectare a marginilor ii permite lui RS Wrex the Dawg sa evite marginile si obstacolele si sa știe daca a fost ridicat de pe sol ;

Programează secvențe de pana la 80 pași si RS Wrex the Dawg le va executa ireproșabil ;

RS Wrex the Dawg poate “ vedea” in fata lui; el va reacționa la mișcările si obstacolele din câmpul sau vizual ;

In regimul demonstrativ, va arata câteva dintre mișcările caracteristice si personalitatea sa ;

9 motoare ;

16 combinații de imagini ale ochilor tip “jackpot” ;

Senzori IR ;

Boxe ;

Telecomanda cu 3 trepte de volum .

Conținut cutie:

1 RS Wrex the Dawg,

1 telecomanda,

manualul utilizatorului (romana)

Baterii robot: + 2AA (nu sunt incluse)
Baterii telecomanda: 3 AAA (nu sunt incluse)
Vârsta recomandata: 8+

C. Dragonfly

FlyTech Dragonfly este prima insecta radio-controlata din lume. Cu aripile duble cu design diferit, extrem de ușoare si cu structura sa ultraflexibila si rezistenta la lovire, libelula este o minune aeronautica. Libelula poate fi dirijata sa zboare in interiorul sau in exteriorul locuinței, la viteze, pe inaltimi si direcții diferite.
E controlata cu ajutorul telecomenzii pe 2 canale digitale radio. Este distinsa cu 3 premii internaționale datorita tehnologiei pe care aceasta o înglobează.

Anexe.

ROBOTUL ASIMO-HONDA

ROBOTUL SUMO-FUJITSU

ROBOT DE COMPANIE

ROBOTUL DIN SERIA S.F TERMINATOR

ROBOT UMANOID

Bibliografie:

O introducere in lumea roboților și in tehnica realizării lor – Societatea științifică Cygnus – centrul pentru studii complexe

Roboți informații generale despre roboți industriali, sisteme bionice, umanoizi http://www.solfinder.ro/index.php/inginerie/34-general/50-informatii-generale-despre-robot

Inteligența artificiala – Ștefan Trăușan Matu

Robot Manipulators Mathemetics Programing and Control- Paul R.P

Situl http://facultate.regielive.ro/cursuri/inteligenta_artificiala/roboti_industriali-34120.html

Inteligența Artificiala – Adina Magda Florea – Universitatea Politehnică București

Bibliografie:

O introducere in lumea roboților și in tehnica realizării lor – Societatea științifică Cygnus – centrul pentru studii complexe

Roboți informații generale despre roboți industriali, sisteme bionice, umanoizi http://www.solfinder.ro/index.php/inginerie/34-general/50-informatii-generale-despre-robot

Inteligența artificiala – Ștefan Trăușan Matu

Robot Manipulators Mathemetics Programing and Control- Paul R.P

Situl http://facultate.regielive.ro/cursuri/inteligenta_artificiala/roboti_industriali-34120.html

Inteligența Artificiala – Adina Magda Florea – Universitatea Politehnică București

Anexe.

ROBOTUL ASIMO-HONDA

ROBOTUL SUMO-FUJITSU

ROBOT DE COMPANIE

ROBOTUL DIN SERIA S.F TERMINATOR

ROBOT UMANOID