介紹機器人技術(shù)

發(fā)布時(shí)間:2010-2-23 15:20    發(fā)布者:嵌入式公社
關(guān)鍵詞: 機器人技術(shù)
Darrick Addison 是一個(gè)在數據庫、網(wǎng)絡(luò )、用戶(hù)界面和嵌入式系統方面具有豐富經(jīng)驗的開(kāi)發(fā)人員,他介紹了機器人技術(shù)領(lǐng)域和與機器人系統有關(guān)的問(wèn)題。他談到了機械設計、傳感系統、電子控制和軟件。他還討論了微控制器系統,包括串行接口連接和存儲映象接口連接,并談到了某些可供選擇的開(kāi)放源代碼軟件。

“機器人(Robot)”一詞起源于捷克語(yǔ),意為強迫勞動(dòng)力或奴隸。這個(gè)詞是由劇作家 Karel Capek 引入的,他虛構創(chuàng )作的機器人很象 Frankenstein 博士的怪物-由化學(xué)和生物學(xué)方法而不是機械方法創(chuàng )造的生物。但現在流行文化中的機械機器人和這些虛構的生物創(chuàng )作物沒(méi)多大區別;旧,一個(gè)機器人包括:

* 機械設備,如可以與周?chē)h(huán)境進(jìn)行交互的車(chē)輪平臺、手臂或其它構造。
* 設備上或周?chē)?a href="http://selenalain.com/keyword/傳感器" target="_blank" class="relatedlink">傳感器,可以感知周?chē)h(huán)境并向設備提供有用的反饋。
* 根據設備當前的情況處理傳感輸入,并按照情況指示系統執行相應動(dòng)作的系統。

在制造業(yè)領(lǐng)域,機器人的開(kāi)發(fā)集中在執行制造過(guò)程的工程機器人手臂上。在航天工業(yè)中,機器人技術(shù)集中在高度專(zhuān)業(yè)的一種行星漫步者上。不同于一臺高度自動(dòng)化的制造業(yè)設備,行星漫步者在月亮黑暗的那一面工作- 沒(méi)有無(wú)線(xiàn)電通訊 -可能碰到意外的情況。至少,一個(gè)行星漫步者必須具備某種傳感輸入源、某種解釋該輸入的方法和修改它的行動(dòng)以響應改變著(zhù)的世界的方法。此外,對感知和適應一個(gè)部分未知的環(huán)境的需求需要智能(換句話(huà)說(shuō)就是人工智能)。

從軍事科技和空間探索到健康產(chǎn)業(yè)和商業(yè),使用機器人的優(yōu)勢已經(jīng)被認識到了這種程度- 它們正在成為我們集體經(jīng)驗和日常生活的一部分。

它們能把我們從危險和枯燥中解脫出來(lái):

* 安全:機器人技術(shù)已經(jīng)被開(kāi)發(fā)用于處理核能和放射性化學(xué)制品的很多不同用途,包括核武器、電廠(chǎng)、環(huán)境清潔和某些藥品的處理。
* 不愉快的事:機器人執行很多乏味、不愉快但必需的任務(wù),如焊接和看門(mén)工作。
* 重復和精度:裝配線(xiàn)工作已經(jīng)成為機器人技術(shù)工業(yè)的一個(gè)中流砥柱。機器人被廣泛地用于制造業(yè),而且,在強調最小維護需求的空間探索中,使用機器人更具有吸引力。

機械平臺 -硬件基礎

一個(gè)機器人包括兩個(gè)主要部分:機器人的身體和某種形式的人工智能(artificial intelligence,AI)系統。很多不同的身體部分都可以叫做機器人。關(guān)節手臂被用于焊接和上漆;起重機和傳送帶系統在工廠(chǎng)中運送零件;巨型機器人機器搬運礦井深處的泥土。一般說(shuō)來(lái),機器人最有趣的一個(gè)方面是它們的行為,這需要一種形式的智能。機器人最簡(jiǎn)單的行為是移動(dòng)。典型地,輪子被作為讓機器人從一點(diǎn)移動(dòng)到下一點(diǎn)的基本機械裝置。還需要某種力(如電力)讓輪子在命令時(shí)轉動(dòng)。

電動(dòng)機

很多種電動(dòng)機向機器人提供能源,讓它們用不同的編程動(dòng)作搬運材料、零件、工具或專(zhuān)用設備。電動(dòng)機的效率等級表明多少消耗的電量轉化成機械能。讓我們看看現代機器人技術(shù)中目前被使用的一些機械設備。

直流電機: 永久磁鐵,直流(Permanent-magnet,direct-current,PMDC)電機只需要兩根導線(xiàn),使用固定磁鐵、電磁鐵(定子和轉子)和開(kāi)關(guān)。這些組成一個(gè)換向器來(lái)通過(guò)旋轉的磁場(chǎng)產(chǎn)生運動(dòng)。

交流電機 交流電機在輸入導線(xiàn)循環(huán)能源,連續地運動(dòng)磁場(chǎng)。直流電機和交流電機在收到一個(gè)信號時(shí)會(huì )全速運轉。

步進(jìn)電機 步進(jìn)電機就像沒(méi)有電刷的直流或交流電機。它通過(guò)按順序(步進(jìn)地)向電動(dòng)機中不同的磁鐵提供能源使其運轉。步進(jìn)電機設計的目的是更好的控制,它不會(huì )只在命令時(shí)旋轉,還能夠以任意的“步/每秒”(最高到它的最大速度)的速度旋轉。

伺服電動(dòng)機 伺服電動(dòng)機是閉合線(xiàn)圈設備。在收到信號時(shí),它可以自我調整直到與該信號匹配。伺服電動(dòng)機用于無(wú)線(xiàn)電控制的飛機和汽車(chē)。它是有傳動(dòng)裝置和反饋控制系統的簡(jiǎn)單的直流電動(dòng)機。

驅動(dòng)機制

齒輪和鏈條: 齒輪和鏈條是機械平臺,它提供了一種向另一個(gè)地方傳送轉動(dòng)動(dòng)作的強大而精確的途徑(可能在傳送的時(shí)候改變了動(dòng)作)。兩個(gè)齒輪之間速度的改變取決于每個(gè)齒輪上齒的數目。當加電的齒輪旋轉一周時(shí),它根據齒輪上的齒數來(lái)拉動(dòng)鏈條。

滑輪和皮帶: 滑輪和皮帶是機器人所使用的兩種另外的機械平臺,工作的方式與齒輪和鏈條一樣;喪禽喚売邪疾鄣妮喿,皮帶是可以放進(jìn)這個(gè)凹槽的橡皮圈。

變速箱: 變速箱運轉的原理與齒輪和鏈條一樣,不過(guò)沒(méi)有鏈條。變速箱需要更精密的公差配合,因為不是使用一條又大又松的鏈條來(lái)傳送力量,也不用調整錯位,齒輪之間直接和對方嚙合。變速箱的示例可以在汽車(chē)的傳動(dòng)裝置、落地大座鐘的定時(shí)機制和打印機的送紙裝置中找到。

電源

電源一般通過(guò)兩種電池提供。一次電池使用過(guò)一次就被丟棄;二次電池以一種(通常是)可逆的化學(xué)反應工作,可以多次充電。一次電池有較高的容量和較低的自放電率。二次(可充電)電池比一次電池電量小,但可以重復充電,按化學(xué)反應和環(huán)境的不同可以多達一千次。一般可充電電池第一次使用可以為電器或機器人提供 4 小時(shí)連續工作的能源。

理論上機器人可以使用幾百種不同類(lèi)型和形式的電池。電池按化學(xué)反應和規格分類(lèi),按電壓和電量分級。電池的電壓由電池的化學(xué)反應決定,容量由化學(xué)反應和規格兩者共同決定。請參閱表 1 了解電池規格。

表 1. 電源

規格                          NEDA                          IEC                          描述            
AAA24ALR03普通規格中最小的
AA15ALR6最普遍使用的小電池,一般用 2 節或 4 節
C14ALR14手電筒小電池,可用于大玩具
D13ALR20最大的普通電池
9v1604A6L-R61方形,上有可用夾子夾住的的連接器


機器人平臺靠?jì)山M獨立的電池運行,它們共享一根地線(xiàn)。這樣,電動(dòng)機可以用一組電池,而電子設備可以用另一組電池。電子設備和電動(dòng)機還可以在不同的電壓下工作。

電子控制

機器人中有兩個(gè)主要的硬件平臺。非調節電壓、電力和反電動(dòng)勢峰的機械平臺以及干凈電源和 5 伏信號的電子平臺。這兩個(gè)平臺需要順序橋接,目的是讓數字邏輯控制機械系統。經(jīng)典的組件是橋式繼電器。一個(gè)控制信號在繼電器的線(xiàn)圈產(chǎn)生磁場(chǎng),物理地閉合開(kāi)關(guān)。例如 MOSFET,它是高效率的硅開(kāi)關(guān),有很多種規格,象晶體管一樣可以作為固態(tài)繼電器控制機械系統。

另一方面,更大的機器人可能需要 PMDC 電動(dòng)機,這樣 MOSFET 的“接通”電阻 Rd(on)會(huì )導致芯片熱量的極大散發(fā),從而顯著(zhù)地降低芯片的發(fā)熱溫度。MOSFET 中結點(diǎn)的溫度、MOSFET 封裝和散熱片的傳導系數是 PMDC 電動(dòng)機的其它重要的特征。

晶體管廣義地分為兩種:雙極結晶體管(bipolar junction transistors,BJT)和場(chǎng)效應晶體管(field-effect transistors,FET)。在 BJT 器件中,基極小的電流調節發(fā)射極和接收極之間大得多的電流。在 FET 器件中,柵極電場(chǎng)的存在會(huì )調節源極和漏極之間的電流。

傳感器

機器人根據瞬間測量作出反應,這需要不同種類(lèi)的傳感器。

多數系統中對時(shí)間的感知是通過(guò)電路和編程中內建的。要想在實(shí)際中讓這個(gè)具有生產(chǎn)性,機器人必須有感知硬件和軟件,還要能快速地更新。不管傳感器硬件或軟件如何,感知和傳感器可以被當作與外部事件交互(換句話(huà)說(shuō)就是外部世界)。傳感器測量世界的某個(gè)屬性。變換器(transducer)一詞經(jīng)常與傳感器一詞交替使用。交換器是傳感器的機制或元素,它將測量到的能源轉換成另一種形式的能源。傳感器接收能源并傳送一個(gè)信號到顯示器或計算機。傳感器使用變換器將輸入的信號(聲音、光線(xiàn)、壓力、溫度等)改變成機器人可以使用的模擬或數字形式。

邏輯傳感器: 傳感器的一個(gè)強大的抽象是邏輯傳感器,它是提供一個(gè)對象的傳感單元或模塊。它包括物理傳感器的信號處理和提取感知所需的軟件處理。

本體感受傳感器: 本體感受是航位推測法,機器人可以測量來(lái)自本身的信號。

接近傳感器: 接近傳感器測量環(huán)境中傳感器和對象之間相對的距離。

紅外線(xiàn)(IR)傳感器: 另一種活動(dòng)的接近傳感器是紅外線(xiàn)傳感器。它發(fā)出接近紅外線(xiàn)的能量并測量有沒(méi)有相當多的紅外線(xiàn)返回。

碰撞和觸角傳感器: 另一類(lèi)常見(jiàn)的機器人感知是觸覺(jué)的,或基于觸摸的,用碰撞和觸角來(lái)完成。觸角和觸須由牢固的電線(xiàn)構成。碰撞傳感器通常是機器人上一個(gè)突出的環(huán),包括兩層。

微控制器系統

微控制器(Microcontrollers,MCU)是機器人內部使用的智能電子設備。它提供的功能類(lèi)似于個(gè)人電腦內部的微處理器(中央處理單元或 CPU)所執行的功能。MCU 速度較慢,使用的內存比 CPU 少,設計目的是現實(shí)世界的控制問(wèn)題。CPU 和 MCU 之間的一個(gè)主要區別是運行所需的外部組件的數目。MCU 經(jīng)?梢圆恍枰獠坎考湍苓\行,一般只需要一個(gè)外部晶體或振蕩器。

微控制器有四個(gè)基本方面:速度、容量、存儲器和其它。速度以時(shí)鐘周期指定,通常以每秒百萬(wàn)個(gè)周期(兆赫茲(Megahertz,MHz)計量。周期的使用根據不同的 MCU 而不同,這影響到處理器的可用速度。容量指定 MCU 可以一步處理的信息的字節數 - 它自然的信息簇。MCU 有 4 位、8 位、16 位和 32 位的,8 位的 MCU 是最常見(jiàn)的容量。MCU 在大多數 ROM 中的計數單位是千字節(KB),在 RAM 中是字節。很多 MCU 使用 Harvard 體系,程序保存在內存的一段中(通常是內部的或外部的 SRAM)。然后這就能夠讓處理器更有效地訪(fǎng)問(wèn)獨立的內存。

微控制器的第四個(gè)方面就作為“其它”來(lái)講了,它包括諸如專(zhuān)用的輸入設備的特性,該設備經(jīng)常(但不總是)有一個(gè)小的 LEDLCD 顯示作為輸出。微控制器還從設備獲取輸入并通過(guò)向設備中不同組件發(fā)送信號對其控制。程序計數器也通過(guò)微控制器掌握要執行哪條命令。

R/C 伺服電動(dòng)機: 用于無(wú)線(xiàn)電控制模型(汽車(chē)、飛機等)的伺服電動(dòng)機在很多種較小的機器人中很有用,因為它緊湊而且相當便宜。伺服電動(dòng)機本身有內建的電動(dòng)機、變速箱、位置反饋機制和控制電路。標準的無(wú)線(xiàn)電控制伺服電動(dòng)機在航模、車(chē)模、船模中使用,可用來(lái)制作手臂、腿和其它來(lái)回移動(dòng)而不是轉圈的機械附屬肢體。

氣體力學(xué):  氣體力學(xué)是在大量商業(yè)機器人中使用的流體動(dòng)力的名稱(chēng)。氣體力學(xué)還用于多種仿生系統,這些系統屬于流體動(dòng)力的范疇。流體動(dòng)力的一個(gè)更廣為人知的分支是水力學(xué)。請訪(fǎng)問(wèn)氣體力學(xué) Web 站點(diǎn)(請參閱本文后面部分的 參考資料)以了解補充信息。

開(kāi)放源代碼機器人控制軟件

開(kāi)放機器人控制軟件(Open RObot COntrol Software,OROCOS)是為了開(kāi)始開(kāi)放源代碼機器人控制軟件項目所作的努力。我們開(kāi)展了廣泛的討論,涉及的問(wèn)題有可以重用其它項目的哪些經(jīng)驗代碼和工具,應該在項目中集成哪些開(kāi)放標準,還有什么樣的組織結構最適合這個(gè)項目。該項目的目的是按以下要求開(kāi)發(fā)機器人控制軟件,如下所示:

* 在開(kāi)放源代碼和/或自由軟件的許可下
* 盡量模塊化
* 質(zhì)量最好(從技術(shù)和軟件工程兩種角度)
* 獨立于(但兼容)商業(yè)機器人生產(chǎn)廠(chǎng)商
* 用于各類(lèi)機器人設備和計算機平臺
* 為所有編程語(yǔ)言本地化
* 以運動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)、計劃、傳感、控制和硬件接口等方面的可配置的軟件組件為特點(diǎn)。

項目的目的不只是要復制現存的商業(yè)機器人控制器或機器人模擬/編程軟件包。OROCOS 項目希望開(kāi)發(fā)可共享的庫、獨立組件(有時(shí)候被稱(chēng)為軟件代理程序)和一個(gè)可以消除和控制所有分布式機器人系統的可配置的運行時(shí)環(huán)境。這類(lèi)項目在以下幾種情況有用處:

* 重用代碼
* 作為一個(gè)獨立的子系統使用
* 復制其組織結構
* 從管理一個(gè)開(kāi)放源代碼項目的經(jīng)驗中學(xué)習
* 設計和開(kāi)發(fā)可擴展和可重用的軟件

開(kāi)放源代碼矩陣庫

下面是滿(mǎn)足上面提到的要求的開(kāi)放源代碼矩陣庫。我們推薦 Octave,因為它是 GPL 許可的,而且實(shí)現了所有需要的功能。

GNU Octave: GNU Octave 是一種高級語(yǔ)言,主要用于數字運算。它提供了一種方便的命令行界面,可以數字化地解決線(xiàn)性和非線(xiàn)性問(wèn)題,也可以使用一種與 Matlab 基本上兼容的語(yǔ)言執行其它數字實(shí)驗。通過(guò) Octave 自己的語(yǔ)言編寫(xiě)的用戶(hù)定義函數或使用 C++、C、Fortran 或其它語(yǔ)言編寫(xiě)的動(dòng)態(tài)載入的模塊,它很容易擴展和定制。

GNU Octave 是免費分發(fā)的軟件。您可以重新分發(fā)它,或是修改它,但要符合自由軟件基金(Free Software Foundation)頒布的 GNU 通用公共許可(General Public License,GPL)條款。關(guān)于 GNU Octave 更詳細的信息可以在訪(fǎng)問(wèn) Octave Web 站點(diǎn)時(shí)找到(請參閱 參考資料)。

GSL(GNU 科學(xué)庫) GSL 是為數字運算開(kāi)發(fā)一個(gè)現代的廣泛 ANSI C 語(yǔ)言庫正在進(jìn)行的努力。GNU 科學(xué)庫(GNU ScientificLibrary,GSL)收集了數字運算的例程。這些例程由 GSL 小組用 ANSI C 語(yǔ)言從頭編寫(xiě),旨在為 C 語(yǔ)言程序員提供一種現代應用程序編程接口(Applications Programming Interface,API),同時(shí)允許包裝器為很高級的語(yǔ)言編寫(xiě)。

GSL 是自由軟件。它遵照 GNU 通用公共許可分發(fā)。請訪(fǎng)問(wèn) Red Hat Web 站點(diǎn)(請參閱 參考資料)以了解更多關(guān)于 GSL 的信息。

實(shí)時(shí)內核

實(shí)時(shí) Linux(Real-Time Linux,RTLinux) RTLinux(TM)是一個(gè)可靠的實(shí)時(shí)操作系統,處理對時(shí)間關(guān)鍵的任務(wù),并將 Linux 作為最低優(yōu)先權執行線(xiàn)程運行。在 RTLinux 中,內核與標準 Linux 共享一個(gè)或更多的處理器。這使系統能夠運行執行數據采集的、系統控制和機器人技術(shù)的精確計時(shí)的應用程序,同時(shí)作為標準的 Linux 工作站提供服務(wù)。在 ftp.rtlinux.com(請參閱 參考資料)Web 站點(diǎn)上可以獲得版本 3.0(最終版本)。

RTLinux.org 是開(kāi)放源代碼用戶(hù)和開(kāi)發(fā)人員社區的非商業(yè) RTLinux 站點(diǎn)。其姐妹站點(diǎn) RTLinux.com(請參閱 參考資料)討論商業(yè)支持和開(kāi)發(fā)。

eCos(嵌入式可配置操作系統): eCos 是一個(gè)深度嵌入應用程序的開(kāi)放源代碼實(shí)時(shí)操作系統。它符合 Linux 不能達到的嵌入空間需求。在考慮應用程序和服務(wù)需求之前,Linux 目前內核最小約 500 千字節,占用 1.5 MB 內存。eCos 開(kāi)放源代碼項目可以在它的 Web 站點(diǎn)上找到(請參閱 參考資料)。

RTEMS(GPL 許可): RTEMS 是 C、C++ 和 Ada95 的開(kāi)放源代碼實(shí)時(shí)操作系統和環(huán)境。它遵從 GNU 通用公共許可的條款分發(fā)。

請訪(fǎng)問(wèn) RTEMS 站點(diǎn)(請參閱 參考資料)以下載和獲取更多關(guān)于 RTEMS 的詳細信息。

實(shí)用程序和工具

ROBOOP(一個(gè)機器人技術(shù)面向對象 C++ 軟件包): 本軟件包是一個(gè)關(guān)于機器人模擬的面向對象 C++ 軟件包。技術(shù)參考和下載在 參考資料中提供。

CORBA: 用于嵌入分布式軟件代理的實(shí)時(shí)通信和對象請求中介程序軟件包。每個(gè)獨立的軟件部分通過(guò) IDL(Interface Definition Language,接口定義語(yǔ)言)的方式向 ORB 注冊它本身及其功能。請訪(fǎng)問(wèn)其 Web 站點(diǎn)(請參閱 參考資料)以獲得 COBRA 技術(shù)信息、下載和文檔。

TANGO/TACO: 這個(gè)軟件對控制多設備和多工具的機器人系統也許有用。TANGO 是一個(gè)基于 COBRA 的面向對象控制系統。設備服務(wù)程序可以用 C++ 或 Java 編寫(xiě)。TACO 是面向對象的,因為它將 所有 (物理的和邏輯的)控制系統中的控制點(diǎn)作為分布式環(huán)境中的對象來(lái)對待。所有行動(dòng)都以類(lèi)來(lái)實(shí)現。新的類(lèi)可以以一種分級的方式從現存的類(lèi)構建,這樣可以確保高度的軟件重用。類(lèi)可以用 C++、用 C(使用一種稱(chēng)為 C 中的對象的方法)、用 Python 或用 LabView(使用 G 編程語(yǔ)言)編寫(xiě)。

TACO 設計成可移植的,并能夠在許多平臺(例如 Linux、Solaris、HP-UX、Windows/NT、Windows/95 和 OS9)上運行。要下載源代碼和其它技術(shù)文檔,請訪(fǎng)問(wèn)其 Web 站點(diǎn)(請參閱 參考資料)。

控制器

任務(wù)控制體系: 任務(wù)控制體系(Task Control Architecture,TCA)為移動(dòng)機器人簡(jiǎn)化了任務(wù)級控制系統的建立!叭蝿(wù)級別”指的是完成給定的一套目標(任務(wù))的感知、計劃和實(shí)時(shí)控制的集成和協(xié)調。TCA 提供了一個(gè)通用的控制框架,旨在控制多種機器人。TCA 提供了一種高級的獨立于機器的方法,可以在分布式機器之間發(fā)送消息(包括在 Lisp 和 C 進(jìn)程之間)。TCA 提供了控制功能,如任務(wù)分解、監控和資源管理,這些對很多移動(dòng)機器人應用程序來(lái)說(shuō)是很常見(jiàn)的。 參考資料一節提供了任務(wù)控制體系的技術(shù)參考和下載信息。

EMC(增強的機器控制器): EMC 軟件建立在 NIST 實(shí)時(shí)控制系統(Real time Control System,RCS)方法的基礎之上,使用 NIST RCS 庫編程。RCS 庫使向多種 UNIX 和微軟的平臺移植變得容易,它向操作系統資源提供了一種中性的應用程序編程接口(application programming interface,API),如共享的內存、信號量和計時(shí)器。EMC 軟件用 C 和 C++ 編寫(xiě),而且已經(jīng)被移植到 PC Linux、Windows NT 和 Sun 的 Solaris 操作系統上。

Darwin2K: Darwin2K 是一個(gè)免費的機器人模擬和自動(dòng)化設計開(kāi)放源代碼工具包。它的特性是眾多的模擬功能和一個(gè)改良的運算法則,該法則能夠自動(dòng)地綜合和優(yōu)化機器人設計,使其符合任務(wù)特定的性能目標。

語(yǔ)言

RoboML(機器人標記語(yǔ)言): RoboML 用于與機器人技術(shù)相關(guān)的數據的標準化表達。其設計的意圖是既支持機器人為主的進(jìn)程之間和接口進(jìn)程之間的通信語(yǔ)言,也支持人- 機器人接口代理之間的通信語(yǔ)言,并提供了一種人 -機器人接口代理使用的歸檔數據的格式。

ROSSUM: 一種移動(dòng)機器人的編程和模擬環(huán)境。Rossum 項目試圖幫助收集、開(kāi)發(fā)和分發(fā)機器人應用程序軟件。Rossum 項目希望將類(lèi)似的協(xié)作擴展到機器人軟件的開(kāi)發(fā)。

XRCL(可擴展機器人控制語(yǔ)言,Extensible Robot Control Language): XRCL(發(fā)音為 zircle)是個(gè)相對簡(jiǎn)單、現代的編程語(yǔ)言和環(huán)境,設計成讓機器人技術(shù)研究人員可以通過(guò)共享代碼來(lái)共享他們的想法。它是一個(gè)開(kāi)放源代碼項目,受 GNU Copyleft 的保護。

自動(dòng)化系統內部控制的開(kāi)放系統體系(Open System Architecture for Controls within Automation Systems,OSACA): OSACA 是一個(gè)合作的歐洲項目,旨在增進(jìn)機器工具和控制系統生產(chǎn)廠(chǎng)商在世界市場(chǎng)中的競爭性。項目的主要目標是規定獨立于生產(chǎn)廠(chǎng)商的開(kāi)放控制系統的系統體系。

總結

機器人技術(shù)領(lǐng)域已經(jīng)創(chuàng )造了很多種具有基本的物理和導航功能的機器人。同時(shí),社會(huì )發(fā)展的趨勢也開(kāi)始成為將機器人結合到從娛樂(lè )到衛生保健的日常生活中。而且,機器人可以將很多人從危險的情況中解脫出來(lái),本質(zhì)上就是讓機器人作為人類(lèi)的替代品來(lái)使用。AI 機器人技術(shù)研究人員所研究的很多應用程序已經(jīng)開(kāi)始實(shí)現這種可能了。另外,機器人還可以用于更普通的工作,如看門(mén)工作。然而機器人最初是開(kāi)發(fā)用于骯臟、枯燥和危險的應用程序,現在它們已經(jīng)被看作是人類(lèi)的助手了。不管是什么應用程序,隨著(zhù)未來(lái)科技發(fā)展到一個(gè)新的境界,機器人將會(huì )需要更多而不是更少的智慧,從而會(huì )對我們的社會(huì )形成巨大的影響。


參考資料

* Edwin Wise(Howard W. Sams,2000)的 應用機器人技術(shù)提供了一個(gè)對機器人技術(shù)領(lǐng)域的面向項目的介紹。它指導新手迎接建造一個(gè)工作的機器人的挑戰,并向高級建造者提供新的想法和技術(shù)。
* CORBA 是一個(gè)實(shí)時(shí)通訊和嵌入式軟件代理的對象請求中間人軟件包。
* Darwin2K 是一個(gè)免費的機器人模擬和自動(dòng)化設計開(kāi)放源代碼工具包。
* eCos 是嵌入式可配置操作系統,一個(gè)深度嵌入應用程序的開(kāi)放源代碼實(shí)時(shí)操作系統。
* EMC(增強的機器控制器)軟件建立在 NIST 實(shí)時(shí)控制系統(Real time Control System,RCS)方法的基礎之上,使用 NIST RCS 庫編程。
* GNU Octave 是一種高級語(yǔ)言,主要用于數字運算。
* GSL(GNU 科學(xué)庫)是開(kāi)發(fā)一種現代、廣泛的 ANSI C 語(yǔ)言庫以用于數字運算所作的不間斷的努力。
* Robin R. Murphy(Massachusetts Institute of Technology-MIT,2000)的 介紹人工智能機器人技術(shù)旨在包含所有為人工智能機器人編程的主題,機器人的應用包括傳感、導航、路徑計劃和對非確定事物的導航。
* Orocos(開(kāi)放機器人控制介紹)是開(kāi)始開(kāi)放源代碼機器人控制軟件項目的一個(gè)努力。該項目的第一階段(到 2001 年 9 月為止)開(kāi)發(fā)了一個(gè)戰略性的景象,作出了高級設計決策并制定了庫規范的原型。從那時(shí)起,Orocos 將受到歐盟的一個(gè)授權的部分支持。
* OSACA 是自動(dòng)化系統內部控制的開(kāi)放系統體系。
* 氣體力學(xué)是在很多商業(yè)機器人中使用的流體動(dòng)力的名稱(chēng)。
* roboML(機器人標記語(yǔ)言,RoboticMarkup Language)用于與機器人技術(shù)有關(guān)的數據的標準化表達。
* ROBOOP 是一個(gè)機器人技術(shù)面向對象的 C++ 軟件包。
* Rossum 項目試圖幫助收集、開(kāi)發(fā)和分發(fā)機器人應用程序軟件。
* RTEMS 是 C、C++ 和 Ada95 的開(kāi)放源代碼實(shí)時(shí)操作系統和環(huán)境。
* RTLinux 是一個(gè)硬實(shí)時(shí)操作系統,處理對時(shí)間關(guān)鍵的任務(wù),并將Linux 作為最低優(yōu)先權執行線(xiàn)程運行。還可以獲得 商業(yè)支持和開(kāi)發(fā)。
* TACO 將 所有 (物理的和邏輯的)控制系統中的控制點(diǎn)作為分布式環(huán)境中的對象對待。
* TCA(任務(wù)控制體系)為移動(dòng)機器人簡(jiǎn)化了任務(wù)級控制系統的建立。
* XRCL(發(fā)音為 zircle)是可擴展的機器人控制語(yǔ)言。
* 瀏覽 developerWorks上 更多 Linux 參考資料。
* 瀏覽 developerWorks上 更多開(kāi)放源代碼參考資料。


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Darrick Addison 是 ASC Technologies Inc. 的高級軟件工程師/顧問(wèn)。他從 1993 年就開(kāi)始設計和開(kāi)發(fā)自定義軟件應用程序了。他致力設計和開(kāi)發(fā)的軟件各種各樣,有數據庫應用程序、網(wǎng)絡(luò )應用程序(TCP/IP 客戶(hù)機/服務(wù)器)、GUI 應用程序,還有不同商業(yè)和政府環(huán)境的嵌入式系統,F在他持有計算機科學(xué)學(xué)士學(xué)位,并正在 Johns Hopkins University 完成他的計算機科學(xué)/通信碩士學(xué)位。您可以通過(guò) dtadd95@bellatlantic.net 聯(lián)系 Darrick。他會(huì )歡迎您的意見(jiàn)和問(wèn)題。

來(lái)源:IBM公司,2001 年 9 月 01 日
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