AI-机器人

机器人技术是人工智能中的一个领域，涉及创建智能高效机器人的研究。

什么是机器人？

机器人是在现实世界环境中起作用的人工代理。

目的

机器人旨在通过感知、拾取、移动、修改物体的物理特性、破坏物体或产生效果来操纵物体，从而将人力从重复性功能中解放出来，而不会感到无聊、分心或筋疲力尽。

什么是机器人技术？

机器人是人工智能的一个分支，由电气工程、机械工程和计算机科学组成，用于机器人的设计、建造和应用。

机器人技术的各个方面

• 机器人具有旨在完成特定任务的机械结构、形式或形状。

• 它们具有为机器提供动力和控制的电气组件。

• 它们包含一定程度的计算机程序，用于确定机器人做什么、何时以及如何做某事。

机器人系统与其他AI程序的区别

这是两者之间的区别 -

人工智能程序	机器人
它们通常在计算机刺激的世界中运行。	它们在真实的物理世界中运行
AI 程序的输入以符号和规则形式存在。	机器人的输入是语音波形或图像形式的模拟信号
他们需要通用计算机才能运行。	他们需要带有传感器和效应器的特殊硬件。

机器人运动

运动是使机器人能够在其环境中移动的机制。有各种类型的运动 -

• 腿
• 轮
• 腿式和轮式运动的组合
• 履带滑/滑橇

腿部运动

• 这种类型的运动在演示步行、跳跃、小跑、跳跃、向上或向下爬等时消耗更多动力。

• 它需要更多的电机来完成运动。它适用于崎岖和光滑的地形，其中不规则或太光滑的表面使其为轮式运动消耗更多动力。由于稳定性问题，实施起来并不困难。

• 它带有一条腿、两条腿、四条腿和六条腿的各种。如果机器人有多条腿，那么腿协调对于运动是必要的。

机器人可以行进的可能步态总数（每个总腿的定期升力和释放事件序列）取决于其腿的数量。

如果机器人有 k 条腿，则可能的事件数 N = （2k-1）！。

对于双足机器人（k=2），可能的事件数为N = （2k-1）！= （2*2-1）！= 3！= 6。

因此，有六种可能的不同事件 -

• 抬起左腿
• 松开左腿
• 抬起右腿
• 松开右腿
• 将双腿并拢抬起
• 松开双腿一起

在 k=6 条腿的情况下，39916800可能的事件。因此，机器人的复杂性与腿的数量成正比。

轮式运动

它需要较少数量的电机来完成运动。它不容易实现，因为在车轮数量较多的情况下稳定性问题较少。与腿式运动相比，它具有功率效率。

• 标准车轮 − 绕轮轴和触点旋转

• 脚轮 − 围绕轮轴和偏置转向接头旋转。

• 瑞典 45 o 和瑞典 90^o 车轮 - 全向轮，围绕接触点、轮轴和滚轮旋转。

• 球形或球形轮 − 全向轮，技术上难以实现。

滑动/滑移运动

在这种类型中，车辆使用像坦克一样的履带。机器人通过沿相同或相反方向移动不同速度的轨道来操纵。由于轨道和地面的接触面积大，它提供了稳定性。

机器人的组件

机器人由以下几部分构成−

• 电源 - 机器人由电池、太阳能、液压或气动电源供电。

• 执行器 - 它们将能量转化为运动。

• 电动机 （AC/DC） − 它们是旋转运动所必需的。

• 气动空气肌肉 - 当空气被吸入时，它们收缩近40%。

• 肌肉线 − 当电流通过它们时，它们会收缩 5%。

• 压电电机和超声波电机 - 最适合工业机器人。

• 传感器 - 它们提供有关任务环境的实时信息的知识。机器人配备了视觉传感器，用于计算环境中的深度。触觉传感器模仿人类指尖触摸感受器的机械特性。

计算机视觉

这是一种机器人可以看到的人工智能技术。计算机视觉在安全、安保、健康、访问和娱乐领域发挥着至关重要的作用。

计算机视觉自动从单个图像或图像数组中提取、分析和理解有用的信息。这个过程涉及算法的开发，以实现自动视觉理解。

计算机视觉系统硬件

这涉及到——

• 电源
• 相机等图像采集设备
• 一个处理器
• 一个软件
• 用于监控系统的显示设备
• 相机支架、电缆和连接器等配件

计算机视觉的任务

• OCR - 在计算机领域，光学字符阅读器，一种将扫描的文档转换为可编辑文本的软件，随附扫描仪。

• 人脸检测 - 许多最先进的相机都具有此功能，可以读取面部并拍摄完美表情的照片。它用于让用户在正确匹配的情况下访问软件。

• 物体识别 − 它们安装在超市、摄像头、宝马、通用和沃尔沃等高端汽车中。

• 估计位置 - 它是估计物体相对于相机的位置，就像人体肿瘤的位置一样。

计算机视觉的应用领域

• 农业
• 自动驾驶汽车
• 生物测定学
• 字符识别
• 取证、安全和监视
• 工业质量检验
• 人脸识别
• 手势分析
• 地球科学
• 医学影像
• 污染监测
• 过程控制
• 遥感
• 机器人
• 运输

机器人的应用

机器人技术在各个领域都发挥了重要作用，例如 -

• 工业 − 机器人用于搬运材料、切割、焊接、彩色涂层、钻孔、抛光等。

• 军事 - 自主机器人可以在战争期间到达无法进入的危险区域。由国防研究与发展组织（DRDO）开发的名为Daksh的机器人具有安全摧毁危及生命的物体的功能。

• 医学 - 机器人能够同时进行数百项临床试验，使永久残疾的人康复，并进行复杂的手术，如脑肿瘤。

• 探索 - 用于太空探索的机器人攀岩器，用于海洋探索的水下无人机仅举几例。

• 娱乐 - 迪士尼的工程师创造了数百个用于电影制作的机器人。