ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Принципы измерения сил в силомоментных и тактильных датчиках адаптивных роботов из "Системы очувствления и адаптивные промышленные работы " Робототехнические комплексы представляют собой взаимосвязанную систему машин, оборудования, транспортных связей, вычислительных и информационных средств, объединенных общностью решаемых задач и предназначенных для достижения единой цели. [c.22] Адаптация к изменению внешней среды в ПР может осуществляться либо путем создания адаптивных модулей (прн этом манипулятор функционирует по жесткой программе), либо путем коррекции программы управления манипулятором. В первом случае возможно использование самонастраивающихся и ориентирующих модулей с устройствами контроля положения объектов манипулирования. [c.23] Как было отмечено выше, характерным для адаптивных роботов является наличие единой управляющей системы, построенной с использованием микроЭВМ или мини-ЭВМ. Одной из основных задач, возникающих при построении алгоритмических и программных модулей для таких систем, является создание модели проблемно-ориентированной среды, которая при реальных характеристиках датчиков позволяла бы роботу распознавать определенный класс ситуаций. Под ситуацией при этом понимается описание некоторого состояния среды, складывающегося при определенных условиях с учетом функ-црюнального состояния робота. Поскольку структура адаптивного робота зависит от конкретного типа технологического процесса, можно говорить о модели проблемно-ориентированной среды. [c.23] Модель проблемно-ориентированной среды представляет собой совокупность взаимосвязанных сведений о реальной среде, в которой функционирует робот, необходимых и дЬстаточных для решения конкретных задач из некоторого класса, определяемого назначением робота. Информация, содержащаяся в модели проблемно-ориентированной среды, включает сведения как общего характера, относящиеся ко всему классу задач, так и частного характера, справедливых только для данной конкретной задачи из класса. [c.23] К информации первого типа относятся следующие сведения о за-коно.мериостях реаль юй среды, т. е. о компонентах, связях и отношениях, существующих между этими компонентами о возможности воздействия на среду со стороны робота и изменениях, которые они вызывают о вероятных изменениях в среде, не зависимых от робота, а также сведения о самом роботе и его возможностях. [c.23] К информации второго типа, характеризующей условия решения конкретной задачи, относятся сведения о требуемом результате решения и об ограничениях, накладываемых на процесс решения данной задачи. [c.23] Таким образом, задача отображения реальной среды в адаптивной системе тесно связана с задачей распознавания элементов физической среды и ее внутреннего состояния. Решение последней задачи в ряде случаев невозможно без учета инструментальных погрешностей датчиков и соответствующей коррекции первичного отображения внешней среды в системе. При решении указанных задач необходимо считаться с ограничениямгг, накладываемыми на объем средств, используемых для реализации моделей, и с требованиями к точности. [c.23] Рассмотрим подробнее вопрос, связанный с созданием моделей среды. В первую очередь следует отметить тесную взаимосвязь структуры адаптивного робота и системы формирования модели проблемно-ориентированной среды. [c.24] Модель проблемно-ориентированной среды адаптивного робота может быть представлена следующей схемой (рис. 1.6). Физическая среда преобразуется рецепторной системой в некоторый многомерный сигнал. Блок анализа сцен определяет содержание во входном сигнале объектов заданного класса. Выходная информация этого блока поступает в блок символического представления информации, который осуществляет сжатие первичной информации и представляет ее в виде, удобном для использования. В системе принятия решения с учетом функциональных возможностей робота выделяется информация, необходимая для решения той или иной задачи из заданного класса задач, решаемых робототехническим комплексом. Полученная таким образом модель используется в дальнейшем системой выработки управляющих воздействий для управления используемой системой. Отработка исполнительной системой соответствующих воздействий на физическую среду приводит к корректировке модели проблемно-ориентированной среды. [c.24] Модель объединяет сведения, заданные в некотором формальном языке и отражающие как абстрактные знания, так и знания о некоторых ситуациях. Знания о конкретной ситуации подвержены более частым изменениям, чем абстрактные знания. [c.24] В общем случае при моделировании внешней среды можно выделить три уровня моделей. Модели первого уровня связаны с восприятием и обработкой сенсорной информации. Как правило, после предварительной обработки воспринимаемой информации составляется описание фрагмента среды и определяется отношение между объектами. [c.24] Модели первого уровня, как правило, служат основой построения моделей второго уровня, которые определяют работу планирующей системы робота. Языки описания моделей первого и второго уровней могут не совпадать. [c.24] Модели третьего уровня рассматриваются в формах общения че-ловека-оператора с роботом. Язык общения может не совпадать с языком планирующей системы. В этом случае требуется перевод информации о среде и о планах действий, заданных в языке общения, иа язык планирующей системы. [c.24] Под фиксированной средой понимается среда с определенной структурой, в котороТ может происходить лишь небольшое число заранее известных изменений. Модель такой среды задается конечным набором ситуаций, каждая из которых соответствует одному возможному изменению в среде, а каждой ситуации —вполне определенная стандартная программа действия робота. Информация о ситуациях может восприниматься самтгм роботом или быть задана человеком-оператором. [c.25] Под статической средой понимается среда, изменения в которой вызваны действиями робота или происходят мгновенно в дискретные моменты времени. [c.25] Модели динамических и не полностью определенных сред могут обладать разной степенью динамичности и неоиределенности. [c.25] В зависимости от характера изменений, вносимых в модель в результате изменений в среде, не вызванных действием робота, модели статических сред можно разделить на замкнутые и открытые. Если изменения в модели заключаются во внесении некоторых новых соотношений (либо удаления старых) без изменения формулировки всей модели или ее значительной части и без изменения ее программной реализации, то такую модель называют открытой, а в противном случае —замкнутой. [c.25] Замкнутые модели применяют для описания сред, изменения в которых вызваны только действиями роботов. Среди замкнутых можно выделить модели на основе представления в пространстве состояний, или теоретико-графовые редукционные модели многоградационные модели с отношениями многоградационные модели без отношений. [c.25] Модели на основе представления в пространстве состояний характеризуются тем, что собственно модель (множество состояний среды) задается одновременно с моделью действий (операторы) в виде векторов, двумерных массивов и т, п. Модели действий переводят одно состояние в другое. Их можно представить как функции состояний, заданные либо в виде таблиц, либо аналитически. [c.25] В силу того, что пространство состояний удобно представлять в виде направленного графа, модели, основанные на представлении в пространстве состояний, иногда называют теоретико-графовыми. [c.25] Вернуться к основной статье