Robot mobile - Mobile robot

« Mobot » redirige ici. Pour la pose de victoire du coureur de fond Mo Farah, voir Mo Farah § "Mobot" .

Un robot mobile , est un robot capable de se déplacer dans l'environnement (locomotion). La robotique mobile est généralement considérée comme un sous-domaine de la robotique et de l' ingénierie de l'information .

Un robot espion est un exemple de robot mobile capable de se déplacer dans un environnement donné.

Les robots mobiles ont la capacité de se déplacer dans leur environnement et ne sont pas fixés à un emplacement physique. Les robots mobiles peuvent être "autonomes" (AMR - robot mobile autonome ), ce qui signifie qu'ils sont capables de naviguer dans un environnement non contrôlé sans avoir besoin de dispositifs de guidage physiques ou électromécaniques. Alternativement, les robots mobiles peuvent s'appuyer sur des dispositifs de guidage qui leur permettent de parcourir un itinéraire de navigation prédéfini dans un espace relativement contrôlé. En revanche, les robots industriels sont généralement plus ou moins stationnaires, constitués d'un bras articulé (manipulateur multi-lié) et d'un ensemble de préhension (ou effecteur terminal ), attachés à une surface fixe. Les bras articulés sont contrôlés par un actionneur linéaire ou un servomoteur ou un moteur pas à pas.

Les robots mobiles sont devenus plus courants dans les environnements commerciaux et industriels. Les hôpitaux utilisent des robots mobiles autonomes pour déplacer des matériaux depuis de nombreuses années. Les entrepôts ont installé des systèmes robotiques mobiles pour déplacer efficacement les matériaux des étagères de stockage aux zones de traitement des commandes. Les robots mobiles sont également un axe majeur de la recherche actuelle et presque toutes les grandes universités ont un ou plusieurs laboratoires qui se concentrent sur la recherche sur les robots mobiles. Les robots mobiles sont également présents dans les environnements industriels, militaires et de sécurité.

Les composants d'un robot mobile sont un contrôleur, des capteurs, des actionneurs et un système d'alimentation. Le contrôleur est généralement un microprocesseur, un microcontrôleur embarqué ou un ordinateur personnel (PC). Les capteurs utilisés dépendent des exigences du robot. Les exigences pourraient être l' estime , la détection tactile et de proximité , la télémétrie par triangulation, l'évitement des collisions, la localisation de la position et d'autres applications spécifiques. Les actionneurs font généralement référence aux moteurs qui déplacent le robot qui peuvent être à roues ou à jambes. Pour alimenter un robot mobile, nous utilisons généralement une alimentation CC (qui est une batterie) au lieu de CA.

Classification

Les robots mobiles peuvent être classés par :

Navigation robotique mobile

Il existe de nombreux types de navigation robotique mobile :

Télécommande manuelle ou télé-op

Un robot téléopéré manuellement est totalement sous le contrôle d'un conducteur à l'aide d'un joystick ou d'un autre dispositif de contrôle. Le dispositif peut être branché directement sur le robot, peut être un joystick sans fil ou peut être un accessoire d'un ordinateur sans fil ou d'un autre contrôleur. Un robot télé-op est généralement utilisé pour garder l'opérateur hors de danger. Des exemples de robots à distance manuels incluent ANATROLLER ARI-100 et ARI-50 de Robotics Design, Talon de Foster-Miller, PackBot d'iRobot et MK-705 Roosterbot de KumoTek.

Télé-opération surveillée

Un robot télé-op gardé a la capacité de détecter et d'éviter les obstacles mais naviguera autrement comme conduit, comme un robot sous télé-op manuel. Peu ou pas de robots mobiles n'offrent que la télé-opération surveillée. (Voir l'autonomie coulissante ci-dessous.)

Voiture de suivi de ligne

Certains des premiers véhicules à guidage automatique (AGV) étaient des robots mobiles suiveurs de ligne. Ils peuvent suivre une ligne visuelle peinte ou encastrée dans le sol ou le plafond ou un fil électrique dans le sol. La plupart de ces robots utilisaient un simple algorithme de « garder la ligne dans le capteur central ». Ils ne pouvaient pas contourner les obstacles ; ils se sont juste arrêtés et ont attendu quand quelque chose a bloqué leur chemin. De nombreux exemples de tels véhicules sont encore vendus, par Transbotics, FMC, Egemin, HK Systems et de nombreuses autres sociétés. Ces types de robots sont encore très populaires dans les sociétés robotiques bien connues en tant que première étape vers l'apprentissage des coins et recoins de la robotique.

Robot randomisé de manière autonome

Les robots autonomes avec un mouvement aléatoire rebondissent essentiellement sur les murs, que ces murs soient détectés.

Robot à guidage autonome

Les développeurs de robots utilisent des bases et des logiciels autonomes prêts à l'emploi pour concevoir rapidement des applications de robot. Des coquillages en forme de personnes ou de personnages de dessins animés peuvent recouvrir la base pour la déguiser. Avec l'aimable autorisation de MobileRobots Inc

Un robot guidé de manière autonome connaît au moins quelques informations sur l'endroit où il se trouve et comment atteindre divers objectifs et/ou points de cheminement en cours de route. La « localisation » ou connaissance de son emplacement actuel, est calculée par un ou plusieurs moyens, à l'aide de capteurs tels que des encodeurs moteurs, la vision, la stéréopsie , les lasers et les systèmes de positionnement global. Les systèmes de positionnement utilisent souvent la triangulation, la position relative et/ou la localisation Monte-Carlo/Markov pour déterminer l'emplacement et l'orientation de la plate-forme, à partir de laquelle elle peut planifier un chemin vers son prochain waypoint ou objectif. Il peut collecter des lectures de capteurs horodatées et horodatées. Ces robots font souvent partie du réseau d'entreprise sans fil, interfacé avec d'autres systèmes de détection et de contrôle dans le bâtiment. Par exemple, le robot de sécurité PatrolBot répond aux alarmes, actionne les ascenseurs et avertit le centre de commande lorsqu'un incident survient. Parmi les autres robots guidés de manière autonome, citons le SpeciMinder et les robots de livraison TUG pour l'hôpital.

Autonomie coulissante

Article principal : Cartographie robotique
Voir aussi : Robot autonome

Des robots plus performants combinent plusieurs niveaux de navigation sous un système appelé autonomie coulissante. La plupart des robots guidés de manière autonome, tels que le robot hospitalier HelpMate, offrent également un mode manuel qui permet au robot d'être contrôlé par une personne. Le système d'exploitation du robot autonome Motivity, qui est utilisé dans l'ADAM, le PatrolBot, le SpeciMinder, le MapperBot et un certain nombre d'autres robots, offre une autonomie de glissement complète, du mode manuel au mode surveillé en passant par le mode autonome.

Histoire

Date Développements
1939-1945 Au cours de la Seconde Guerre mondiale, les premiers robots mobiles ont émergé à la suite d'avancées techniques dans un certain nombre de domaines de recherche relativement nouveaux comme l' informatique et la cybernétique . Il s'agissait pour la plupart de bombes volantes. Les exemples sont les bombes intelligentes qui n'explosent que dans une certaine distance de la cible, l'utilisation de systèmes de guidage et de contrôle radar. Les roquettes V1 et V2 avaient un « pilote automatique » rudimentaire et des systèmes de détonation automatique. Ils étaient les prédécesseurs des missiles de croisière modernes .
1948-1949 W. Gray Walter construit Elmer et Elsie , deux robots autonomes appelés Machina Speculatrix car ces robots aimaient explorer leur environnement. Elmer et Elsie étaient chacun équipés d'un capteur de lumière. S'ils trouvaient une source de lumière, ils se dirigeaient vers elle, évitant ou déplaçant les obstacles sur leur chemin. Ces robots ont démontré qu'un comportement complexe pouvait découler d'une conception simple. Elmer et Elsie n'avaient que l'équivalent de deux cellules nerveuses.
1961-1963 L'Université Johns Hopkins développe « Beast ». La bête a utilisé un sonar pour se déplacer. Lorsque ses batteries étaient faibles, il trouvait une prise de courant et se branchait.
1969 Mowbot a été le tout premier robot à tondre automatiquement la pelouse.
1970 Le suiveur de ligne Stanford Cart était un robot mobile capable de suivre une ligne blanche en utilisant une caméra pour voir. C'était une radio reliée à un gros ordinateur central qui faisait les calculs.
À peu près à la même époque (1966-1972), le Stanford Research Institute construit et fait des recherches sur Shakey the Robot , un robot nommé d'après son mouvement saccadé. Shakey avait une caméra , un télémètre , des capteurs de bosses et une liaison radio. Shakey a été le premier robot à pouvoir raisonner sur ses actions. Cela signifie que Shakey pourrait recevoir des commandes très générales et que le robot déterminerait les étapes nécessaires pour accomplir la tâche donnée.
L'Union soviétique explore la surface de la Lune avec Lunokhod 1 , un rover lunaire.
1976 Dans son programme Viking, la NASA envoie deux engins spatiaux sans pilote sur Mars .
1980 L'intérêt du public pour les robots augmente, résultant en des robots qui pourraient être achetés pour un usage domestique. Ces robots servaient à des fins de divertissement ou d'éducation. Les exemples incluent le RB5X , qui existe encore aujourd'hui et la série HERO .
Le Stanford Cart est désormais capable de se frayer un chemin à travers des parcours d'obstacles et de faire des cartes de son environnement.
Début des années 1980 L'équipe d' Ernst Dickmanns de l' Université Bundeswehr de Munich construit les premières voitures robotisées, roulant jusqu'à 55 mph dans des rues désertes.
1983 Stevo Bozinovski et Mihail Sestakov contrôlent un robot mobile par programmation parallèle, en utilisant le système multitâche de l'ordinateur IBM Series/1.
1986 Stevo Bozinovski et Gjorgi Gruevski contrôlent un robot à roues à l'aide de commandes vocales. Le projet a été soutenu par l'Association macédonienne pour les activités scientifiques.
1987 Hughes Research Laboratories présente la première carte de cross-country et le fonctionnement autonome basé sur des capteurs d'un véhicule robotique.
1988 Stevo Bozinovski, Mihail Sestakov et Liljana Bozinovska contrôlent un robot mobile à l'aide de signaux EEG.
1989 Stevo Bozinovski et son équipe contrôlent un robot mobile à l'aide de signaux EOG.
1989 Mark Tilden invente la robotique BEAM .
années 90 Joseph Engelberger , père du bras robotique industriel, travaille avec des collègues pour concevoir les premiers robots hospitaliers mobiles autonomes disponibles dans le commerce, vendus par Helpmate. Le département américain de la Défense finance le projet MDARS-I, basé sur le robot de sécurité intérieure Cybermotion.
1991 Édo. Franzi , André Guignard et Francesco Mondada ont développé Khepera , un petit robot mobile autonome destiné aux activités de recherche. Le projet a été soutenu par le laboratoire LAMI-EPFL.
1993-1994 Dante I et Dante II ont été développés par l'Université Carnegie Mellon. Tous deux étaient des robots ambulants utilisés pour explorer des volcans vivants.
1994 Avec des invités à bord, les véhicules robots jumeaux VaMP et VITA-2 de Daimler-Benz et Ernst Dickmanns d'UniBwM parcourent plus de mille kilomètres sur une autoroute parisienne à trois voies dans une circulation dense standard à des vitesses allant jusqu'à 130 km/h. Ils démontrent la conduite autonome dans les voies libres, la conduite en convoi et les changements de voie à gauche et à droite avec dépassement autonome d'autres voitures.
1995 ALVNN semi-autonome a conduit une voiture d'un océan à l'autre sous contrôle informatique sur presque 50 des 2850 milles. L'accélérateur et les freins, cependant, étaient contrôlés par un conducteur humain.
1995 La même année, l'une des voitures-robots d' Ernst Dickmann (avec accélérateur et freins commandés par robot) a parcouru plus de 1 000 milles de Munich à Copenhague et vice -versa, dans la circulation, jusqu'à 120 mph, exécutant occasionnellement des manœuvres pour dépasser d'autres voitures ( ce n'est que dans quelques situations critiques qu'un conducteur de sécurité a pris le relais). La vision active a été utilisée pour faire face à des scènes de rue en évolution rapide.
1995 Le robot mobile programmable Pioneer devient disponible dans le commerce à un prix abordable, permettant une augmentation généralisée de la recherche en robotique et des études universitaires au cours de la prochaine décennie, la robotique mobile devenant une partie standard du programme universitaire.
1996 Cyberclean Systems [4] développe le premier robot aspirateur entièrement autonome qui charge automatiquement, actionne les ascenseurs et aspire les couloirs sans intervention humaine.
1996-1997 La NASA envoie le Mars Pathfinder avec son rover Sojourner sur Mars . Le rover explore la surface, commandé depuis la terre . Sojourner était équipé d'un système d'évitement des dangers. Cela a permis à Sojourner de trouver son chemin de manière autonome à travers un terrain martien inconnu.
1999 Sony présente Aibo , un chien robotique capable de voir, de marcher et d'interagir avec son environnement. Le robot mobile militaire télécommandé PackBot est présenté.
2001 Début du projet Swarm-bots. Les robots d'essaim ressemblent à des colonies d'insectes. Typiquement, ils se composent d'un grand nombre de robots simples individuels , qui peuvent interagir les uns avec les autres et effectuer ensemble des tâches complexes. [5]
2002 Apparaît Roomba , un robot domestique mobile autonome qui nettoie le sol.
2002 Nevena Bozinovska, Gjorgi Jovancevski et Stevo Bozinovski ont effectué un contrôle de robot basé sur Internet dans un cours de robotique à distance. Un robot mobile aux États-Unis, la South Carolina State University, était contrôlé par des étudiants européens, Sts. Université Cyrille et Méthode.
2003 Axxon Robotics achète Intellibot , fabricant d'une gamme de robots commerciaux qui nettoient , aspirent et balaient les sols des hôpitaux, des immeubles de bureaux et d'autres bâtiments commerciaux. Les robots d'entretien des sols d'Intellibot Robotics LLC fonctionnent de manière totalement autonome, cartographiant leur environnement et utilisant un ensemble de capteurs pour la navigation et l'évitement d'obstacles.
2004 Robosapien , un robot jouet biomorphique conçu par Mark Tilden est disponible dans le commerce.
Dans 'The Centibots Project', 100 robots autonomes travaillent ensemble pour créer une carte d'un environnement inconnu et rechercher des objets dans l'environnement.
Lors de la première compétition DARPA Grand Challenge , des véhicules entièrement autonomes s'affrontent sur un parcours désertique.
2005 Boston Dynamics crée un robot quadrupède destiné à transporter de lourdes charges sur un terrain trop accidenté pour les véhicules.
2006 Sony arrête de fabriquer Aibo et HelpMate arrête la production, mais un système de robot de service autonome personnalisable PatrolBot à moindre coût devient disponible alors que les robots mobiles continuent de lutter pour devenir commercialement viables. Le département américain de la Défense abandonne le projet MDARS-I, mais finance MDARS-E, un robot de terrain autonome. TALON-Sword, le premier robot disponible dans le commerce avec lance-grenades et autres options d'armes intégrées, est lancé. Asimo de Honda apprend à courir et à monter les escaliers.
2007 Dans le DARPA Urban Grand Challenge, six véhicules effectuent de manière autonome un parcours complexe impliquant des véhicules habités et des obstacles. Les robots de Kiva Systems prolifèrent dans les opérations de distribution ; ces rayonnages automatisés se trient en fonction de la popularité de leur contenu. Le remorqueur devient un moyen populaire pour les hôpitaux de déplacer de grandes armoires de stock d'un endroit à l'autre, tandis que le Speci-Minder [6] avec Motivity commence à transporter du sang et d'autres échantillons de patients des postes d'infirmières vers divers laboratoires. Seekur, le premier robot de service extérieur non militaire largement disponible, tire un véhicule de 3 tonnes à travers un parking, conduit de manière autonome à l'intérieur et commence à apprendre à naviguer à l'extérieur. Pendant ce temps, PatrolBot apprend à suivre les gens et à détecter les portes entrouvertes .
2008 Boston Dynamics a publié une séquence vidéo d'un BigDog de nouvelle génération capable de marcher sur un terrain glacé et de retrouver son équilibre lorsqu'il est frappé sur le côté.
2010 Le Multi Autonomous Ground-Robotic International Challenge permet à des équipes de véhicules autonomes de cartographier un vaste environnement urbain dynamique, d'identifier et de suivre les humains et d'éviter les objets hostiles.
2016 Le suivi de trajectoire d' un robot mobile autonome à l'aide de balises RFID passives est une nouvelle méthode pour suivre la trajectoire à l'aide de balises RFID. Il est prouvé que le robot atteint toujours la destination aussi près que l'erreur de mesure de distance même si les mesures de distance et d'angle ne sont pas exactes. Il est également capable de choisir le bon chemin parmi plusieurs chemins.
2016 Le robot multi-fonctions agile télécommandé (MARCbot) est pour la première fois utilisé par la police américaine pour tuer un tireur d'élite qui a tué 5 policiers à Dallas , au Texas , ce qui soulève des questions éthiques concernant l'utilisation de drones et de robots par la police comme instruments. de force meurtrière contre un agresseur.

Au cours du défi du centenaire du robot de retour d'échantillons de la NASA, un rover, nommé Cataglyphis, a démontré avec succès des capacités de navigation, de prise de décision et de détection, de récupération et de retour d'échantillons autonomes.

2017 Dans le cadre du défi ARGOS, les robots sont développés pour fonctionner dans des conditions extrêmes sur des installations pétrolières et gazières offshore.

rover Rover (exploration spatiale)

Voir également

Les références

Liens externes