ROBOT? HUMANOID?

Sebuah robot humanoid adalah sebuah robot dengan penampilan secara keseluruhan, berdasarkan bahwa dari tubuh manusia , sehingga interaksi dengan-untuk-alat buatan manusia atau lingkungan. Dalam robot humanoid umumnya memiliki tubuh dengan kepala, dua lengan dan dua kaki, meskipun beberapa bentuk robot humanoid mungkin model hanya bagian dari tubuh, misalnya, dari pinggang ke atas. Beberapa robot humanoid mungkin juga memiliki 'wajah', dengan 'mata' dan 'mulut'. androids adalah robot humanoid dibangun untuk estetis menyerupai manusia.

Sebuah robot humanoid adalah robot otonom , karena dapat beradaptasi dengan perubahan dalam lingkungan atau dirinya sendiri dan terus untuk mencapai tujuannya. Ini adalah perbedaan utama antara jenis humanoid dan robot. Dalam konteks ini, beberapa kapasitas robot humanoid dapat mencakup, antara lain:

• perawatan diri (seperti pengisian sendiri)
• belajar otonom (belajar atau mendapatkan kemampuan baru tanpa bantuan dari luar, menyesuaikan strategi berdasarkan lingkungan dan beradaptasi dengan situasi baru)
• menghindari situasi berbahaya bagi manusia, properti, dan dirinya sendiri
• aman berinteraksi dengan manusia dan lingkungan

Seperti robot mekanis lainnya, humanoid mengacu pada komponen dasar berikut terlalu: Sensing, Actuating dan Perencanaan dan Pengendalian. Karena mereka mencoba untuk mensimulasikan struktur dan perilaku manusia dan mereka adalah sistem otonom, umumnya robot humanoid lebih kompleks dibandingkan jenis robot lainnya.

Kompleksitas ini mempengaruhi semua skala robot (mekanik, ruang, waktu, kepadatan kekuasaan, sistem dan kompleksitas komputasi), tetapi lebih terlihat pada densitas daya dan skala kompleksitas sistem. Di tempat pertama, yang paling humanoids saat ini tidak cukup kuat bahkan untuk melompat dan ini terjadi karena kekuatan / perbandingan berat tidak sebaik seperti dalam tubuh manusia. The dinamis menyeimbangkan Dexter dapat melompat, tapi buruk sejauh ini. Di sisi lain, ada algoritma yang sangat baik untuk beberapa bidang konstruksi humanoid, tapi sangat sulit untuk menggabungkan semuanya menjadi satu sistem yang efisien (sistem kompleksitas sangat tinggi). Saat ini, ini adalah kesulitan utama yang robot humanoid pembangunan harus berurusan dengan.

Humanoid robot diciptakan untuk meniru beberapa tugas fisik dan mental yang sama bahwa manusia menjalani setiap hari. Para ilmuwan dan spesialis dari berbagai bidang termasuk teknik , ilmu kognitif , dan linguistik menggabungkan upaya mereka untuk menciptakan robot yang mirip manusia mungkin. Tujuan pencipta mereka 'untuk robot adalah bahwa suatu hari ia akan dapat memahami kedua kecerdasan akal, manusia dan bertindak seperti manusia. Jika humanoids mampu melakukannya, mereka akhirnya bisa bekerja dalam kohesi dengan manusia untuk menciptakan masa depan yang lebih produktif dan berkualitas tinggi. Manfaat lain yang penting untuk mengembangkan androids adalah untuk memahami tubuh manusia biologis dan proses mental, dari yang sederhana tindakan yang tampaknya berjalan dengan konsep kesadaran dan spiritualitas.

Saat ini ada dua cara untuk model robot humanoid. Yang pertama model robot seperti kumpulan link kaku , yang dihubungkan dengan sendi. Struktur semacam ini mirip dengan salah satu yang dapat ditemukan di robot industri. Meskipun pendekatan ini digunakan untuk sebagian besar robot humanoid, yang baru muncul dalam beberapa karya penelitian yang menggunakan pengetahuan yang diperoleh pada biomekanik . Dalam satu ini, garis bawah robot humanoid adalah sebuah kemiripan dari kerangka manusia.

Humanoid robot digunakan sebagai alat penelitian di beberapa wilayah ilmiah.

Peneliti perlu memahami struktur tubuh manusia dan perilaku (biomekanik) untuk membangun dan belajar robot humanoid. Di sisi lain, upaya untuk mensimulasikan tubuh manusia mengarah ke pemahaman yang lebih baik dari itu.

kognisi manusia adalah bidang studi yang difokuskan pada bagaimana manusia belajar dari informasi sensorik dalam rangka memperoleh keterampilan persepsi dan motor. Pengetahuan ini digunakan untuk mengembangkan model komputasi perilaku manusia dan telah meningkatkan dari waktu ke waktu.

Ia telah mengemukakan bahwa robotika sangat maju akan memfasilitasi peningkatan manusia biasa. Lihat transhumanism .

Meskipun tujuan awal dari penelitian humanoid adalah untuk membangun lebih baik orthosis dan protesa bagi manusia, pengetahuan telah ditransfer antara kedua disiplin. Beberapa contoh adalah: kaki prostesis powered untuk neuromuscularly gangguan, orthosis kaki-kaki, prosthesis kaki biologis realistis dan lengan palsu.

Selain itu penelitian, robot humanoid yang dikembangkan untuk melakukan tugas-tugas manusia seperti bantuan pribadi, di mana mereka harus dapat membantu pekerjaan sakit dan lanjut usia, dan kotor atau berbahaya. Regular pekerjaan seperti menjadi resepsionis atau pekerja dari garis manufaktur otomotif juga cocok untuk humanoids. Pada intinya, karena mereka dapat menggunakan alat-alat dan mengoperasikan peralatan dan kendaraan yang dirancang untuk bentuk manusia, humanoids teoritis dapat melakukan tugas setiap manusia bisa, asalkan mereka memiliki tepat perangkat lunak . Namun, kompleksitas melakukannya adalah menipu besar.

Mereka menjadi semakin populer untuk memberikan hiburan juga. Sebagai contoh, Ursula, sebuah robot perempuan, menyanyikan, tarian, dan berbicara kepada penonton dia di Universal Studios. Beberapa tempat-tempat Disney mempekerjakan penggunaan animatrons, robot yang melihat, bergerak, dan banyak bicara seperti manusia, dalam beberapa acara mereka taman tema. Animatrons ini terlihat begitu realistis yang bisa sulit untuk menguraikan dari jarak apakah mereka benar-benar manusia. Meskipun mereka memiliki pandangan yang realistis, mereka tidak memiliki kognisi atau otonomi fisik. Berbagai robot humanoid dan kemungkinan aplikasi dalam kehidupan sehari-hari yang ditampilkan dalam sebuah film dokumenter independen yang disebut Plug & Berdoalah , yang dirilis pada tahun 2010.

Humanoid robot, terutama dengan kecerdasan buatan algoritma , bisa berguna untuk masa depan yang berbahaya dan / atau jauh ruang eksplorasi misi , tanpa perlu untuk menghidupkan kembali sekitar lagi dan kembali ke Bumi setelah misi selesai.

 

Sensor

Sebuah sensor adalah sebuah perangkat yang mengukur beberapa atribut dunia. Menjadi salah satu dari tiga primitif robotika (selain perencanaan dan pengendalian), sensing memainkan peran penting dalam paradigma robot .

Sensor dapat diklasifikasikan menurut proses fisik dengan mana mereka bekerja atau sesuai dengan jenis informasi pengukuran yang mereka berikan sebagai output. Dalam hal ini, pendekatan kedua digunakan.

 

Proprioseptif Sensor

Proprioseptif sensor merasakan posisi, orientasi dan kecepatan humanoid's tubuh dan sendi.

Pada telinga bagian dalam manusia digunakan untuk mempertahankan keseimbangan dan orientasi. robot Humanoid menggunakan akselerometer untuk mengukur percepatan, dari mana kecepatan dapat dihitung dengan integrasi; sensor kemiringan untuk mengukur kecenderungan; sensor gaya ditempatkan di Teman-tangan robot dan kaki untuk mengukur gaya kontak dengan lingkungan, sensor posisi, yang menunjukkan posisi aktual dari robot (dari mana kecepatan dapat dihitung dengan turunan) atau bahkan kecepatan sensor.

 

Exteroceptive Sensor

Array tactels dapat digunakan untuk menyediakan data tentang apa yang telah tersentuh. The Hand Shadow menggunakan sebuah array 34 tactels diatur di bawah nya poliuretan kulit pada setiap ujung jari. sensor taktil juga memberikan informasi tentang kekuatan dan torsi ditransfer antara robot dan benda lainnya.

Visi mengacu pada pengolahan data dari setiap modalitas yang menggunakan spektrum elektromagnetik untuk menghasilkan gambar. Dalam robot humanoid ini digunakan untuk mengenali objek dan menentukan sifat mereka. Visi sensor bekerja paling mirip dengan mata manusia. Sebagian besar robot humanoid menggunakan CCD kamera sebagai sensor penglihatan.

Sound sensor memungkinkan robot humanoid untuk mendengar pidato dan suara lingkungan, dan tampil sebagai telinga manusia. Mikrofon yang biasanya digunakan untuk tugas ini.

Actuators

Aktuator adalah motor bertanggung jawab untuk gerak dalam robot.

Humanoid robot yang dibangun sedemikian rupa sehingga mereka meniru tubuh manusia, sehingga mereka menggunakan aktuator yang melakukan seperti otot-otot dan sendi , meskipun dengan struktur yang berbeda. Untuk mencapai efek yang sama seperti gerakan manusia, robot humanoid menggunakan aktuator terutama rotari. Mereka dapat berupa listrik, pneumatik , hidrolik , piezoelektrik atau ultrasonik .

Hidrolik dan aktuator listrik memiliki perilaku yang sangat kaku dan hanya dapat dibuat untuk bertindak dengan cara yang sesuai dengan menggunakan strategi umpan balik relatif kompleks kontrol. Sementara listrik aktuator motor tanpa biji lebih cocok untuk kecepatan tinggi dan aplikasi beban rendah, yang hidrolik beroperasi dengan baik pada kecepatan rendah dan aplikasi beban tinggi.

aktuator piezoelectric menghasilkan gerakan kecil dengan kemampuan kekuatan tinggi ketika tegangan diberikan. Mereka dapat digunakan untuk penentuan posisi ultra-tepat dan untuk menghasilkan dan penanganan kekuatan tinggi atau tekanan dalam situasi statis atau dinamis.

aktuator ultrasonik dirancang untuk menghasilkan gerakan dalam urutan mikrometer pada frekuensi ultrasonik (lebih dari 20 kHz). Mereka berguna untuk mengendalikan getaran, aplikasi positioning dan switching cepat.

Pneumatic actuator beroperasi atas dasar gas kompresibilitas . Karena mereka meningkat, mereka memperluas sepanjang sumbu, dan karena mereka mengempis, mereka kontrak. Jika salah satu ujung adalah tetap, yang lain akan bergerak dalam linier lintasan . Aktuator ini dimaksudkan untuk kecepatan rendah dan aplikasi beban rendah / menengah. Antara aktuator pneumatik ada: silinder , bellow , mesin pneumatik, motor stepper pneumatik dan otot-otot buatan pneumatik .

Perencanaan dan Pengendalian

Dalam perencanaan dan pengendalian perbedaan penting antara humanoids dan jenis lain dari robot (seperti industri yang) adalah bahwa gerakan robot harus menyerupai manusia, dengan menggunakan penggerak berkaki, terutama biped kiprah . Perencanaan ideal untuk gerakan humanoid saat berjalan normal harus menghasilkan konsumsi energi minimum, seperti itu terjadi dalam tubuh manusia. Untuk alasan ini, studi tentang dinamika dan kontrol dari jenis struktur menjadi lebih dan lebih penting.

Untuk menjaga keseimbangan dinamis selama berjalan , robot membutuhkan informasi tentang gaya kontak dan saat ini dan gerakannya yang diinginkan. Solusi untuk masalah ini bergantung pada konsep utama, Zero Moment Point (ZMP).

Karakteristik lain tentang robot humanoid adalah bahwa mereka bergerak, mengumpulkan informasi (menggunakan sensor) pada "dunia nyata" dan berinteraksi dengan itu, mereka tidak tinggal tetap seperti manipulator pabrik dan robot lain yang bekerja di lingkungan yang sangat terstruktur. Perencanaan dan Pengendalian harus fokus tentang self-collision detection, perencanaan jalur dan penghindaran rintangan untuk memungkinkan humanoids untuk bergerak dalam lingkungan yang kompleks.

Ada fitur dalam tubuh manusia yang tidak dapat ditemukan di humanoids belum. Mereka mencakup struktur dengan fleksibilitas variabel, yang memberikan keselamatan (untuk robot itu sendiri dan kepada orang-orang), dan redundansi gerakan, yaitu, lebih derajat kebebasan dan karena itu ketersediaan tugas lebar. Meskipun karakteristik ini diinginkan untuk robot humanoid, mereka akan membawa kerumitan yang lebih dan masalah baru untuk perencanaan dan kontrol.