Wat zijn de belangrijkste componenten van Robots?

automaten – beter bekend als robots-maken al lange tijd deel uit van het menselijke collectieve onbewuste.

de oude Hebreeërs en Grieken maakten beide verwijzingen naar golems en mechanische assistenten om mensen te helpen bij hun bezigheden. Het woord robot verscheen niet in de literatuur tot Karel Capek ‘s toneelstuk Rossum’ s Universal Robots uit 1921. In 1926 werd de film “Metropolis” de eerste bewegende film die een mens-ogende robot op het witte doek portretteerde.Tegenwoordig maken robots deel uit van ons dagelijks leven. Zelfs als we elkaar niet tegenkomen, werken robots nu in onze magazijnen en assemblagefabrieken, verkennen verre planeten, helpen ons onze infrastructuurlocaties te inspecteren en zelfs gloednieuwe te bouwen.

maar hoe werken robots eigenlijk? Wat zijn de belangrijkste componenten van een robot en hoe dragen ze bij aan de algehele functionaliteit? Hier is een spoedcursus in de delen die robots laten tikken.

1. Centrale verwerkingseenheid

een van de hoofdcomponenten van een robot is een hoofdcomponent in elke computergestuurde technologie: de centrale verwerkingseenheid (CPU). De CPU fungeert als het” brein ” van de robot. Met andere woorden, een CPU is de robot component die feedback geeft aan externe stimuli.

alle organismen functioneren en overleven met behulp van feedback. Daarom slaan we onze hand weg nadat we een hete kachel hebben aangeraakt. De CPU in een robot neemt met behulp van sensoren omgevingsgegevens op en roept vervolgens zijn programmering op om de juiste actie uit te voeren.Een van de vroegste voorbeelden van het gebruik van feedback om een machine te besturen dateert uit 1745 toen Edmund Lee de automatische fantail uitvond. Dit apparaat bestond uit kleinere schoepen bevestigd aan de as van een grotere windmolen die de richting van de windmolen veranderde afhankelijk van de wind. Dit eenvoudige systeem kan een verre schreeuw van de huidige CPU ‘ s, maar de kern idee, functioneren volgens feedback van buitenaf, blijft hetzelfde.

CPU ‘ s functioneren op dezelfde manier als de menselijke hersenen. Gegevens komen binnen via sensoren net zoals informatie naar de neuronen in je hersenen komt via de zintuigen van je lichaam, dan interpreteert en handelt de CPU dienovereenkomstig.

2. Sensoren

dat brengt ons bij de volgende sleutelcomponent van elke robot: sensoren. Sensoren zijn de krachtpatser van het feedbackmechanisme van een robot. Ze gedragen zich als “ogen” en “oren” om de robot te helpen informatie over zijn omgeving op te nemen. Robots bevatten meestal een breed scala aan sensortypen om hen te helpen hun werk uit te voeren. Deze omvatten:

• lichtsensoren
• geluidssensoren
• temperatuursensoren
• contactsensoren
• nabijheidssensoren
• afstandssensoren
• druksensoren
• Positioneringssensoren

Contact – en nabijheidssensoren helpen robots betrouwbaarder en veiliger te navigeren, vooral wanneer ze samen met mensen worden ingezet. Druksensoren kunnen de gripsterkte van een aangedreven Robotarm regelen, zodat het de goederen die het verwerkt niet verplettert.Tot de Positioneringssensoren behoren GPS, digitale magnetische kompassen en andere instrumenten om de locatie van een robot binnen of buiten te benaderen. Sommige robots Navigeren ook door hun omgeving door zichtsensoren, die functioneren als ogen. Camera ‘ s voeden visuele informatie, dan een kunstmatige intelligentie (AI) proces genaamd machine vision analyseert de videobeelden om objecten te herkennen, het begeleiden van de robot.

een nieuwere, maar steeds populairder soort robotsensor zijn proprioceptieve sensoren. Deze componenten bewaken de interne factoren van een robot, zoals warmte, elektrische stroom en levensduur van de batterij. Omdat robots vaak duur zijn, moeten bedrijven op de hoogte blijven van hun onderhoud, en deze informatie helpt hen daarbij.

3. Actuatoren

indien sensoren de ogen en oren van de robot zijn, functioneren de actuatoren als spieren. Actuatoren zijn kleine motoren die direct aan de structuur van de robot zijn bevestigd en die beweging vergemakkelijken. Enkele van de meest voorkomende soorten omvatten:

• hydraulisch: gebruikt olie om beweging te vergemakkelijken.
• pneumatisch: Gebruikt lucht om beweging te vergemakkelijken.
• elektrisch: gebruikt elektrische stroom en magneten om beweging te vergemakkelijken.

hydraulische acuatoren komen meestal voor in zware machines, waaronder mijnbouw-en bouwmachines, omdat ze veel kracht produceren en relatief gemakkelijk te onderhouden zijn. Pneumatische aandrijvingen hebben veel van dezelfde voordelen en zijn vaak goedkoper, maar ze zijn gevoelig voor trillingen. Ze zijn een populaire keuze voor productie en andere stabiele, binneninstellingen.

elektrische actuatoren zijn verreweg het meest voorkomende type vandaag. Ze bieden meer controle, hebben minder milieurisico ‘ s, maken weinig tot geen lawaai en zijn eenvoudig te programmeren.

enkele van de eenvoudigste robots bestaan uit weinig meer dan een arm, een actuator en een werktuig. Complexere robots kunnen actuatoren gebruiken om loopvlakken, wielen of zelfs benen in beweging te brengen.

wanneer robots worden ingezet om delicate taken uit te voeren die fijnheid en nauwkeurigheid vereisen, mogen stepmotoren worden gebruikt. Dit zijn verschillende motorontwerpen die beweging in specifieke intervallen op een zeer herhaalbare manier bieden.

het vermogen om consistente resultaten van hoge kwaliteit te realiseren met behulp van robots en step-motoren is een van de redenen waarom de robotmontage in de jaren zestig zo enorm van start ging en nooit vertraagde.

4. Eindeffectoren

een andere eigenschap die de meeste robots gemeen hebben is eindeffectoren. De termen “effector “en” end-effector ” worden soms door elkaar gebruikt. Beide termen verwijzen naar de gereedschappen aan boord van de robot — dat wil zeggen, de gereedschappen die het eigenlijke werk uitvoeren en interageren met de omgeving of een werkstuk. Hier zijn een paar voorbeelden:

• Fabrieksrobots kunnen voorzien zijn van eindeffectoren zoals lasbranders, Schroevendraaiers, klinknagelpistolen en verfspuiten.Mobiele robots hebben gewoonlijk manipulatoren en grijpers voor het heffen van voorwerpen of het verwijderen van gevaarlijke voorwerpen.
• Robots zoals die naar andere planeten worden verzonden, kunnen schoppen, boren, hamers, camera ‘ s, lichten en andere analytische werktuigen dragen.

van eenvoudige tot complexe effectoren stellen robots in staat hun specifieke taken nauwkeurig uit te voeren. Sommige van de nieuwste robottechnologie gebruikt bijvoorbeeld kleine scalpels, handen en camera ‘ s aan het einde van hun armen om operaties uit te voeren. Deze precieze tools in combinatie met robotstabiliteit en bewegingsbereik maken chirurgie veiliger en minder invasief. Sommige robots kunnen operaties uitvoeren met slechts een 25 mm incisie, die veel te klein zou zijn voor een mens om in te werken.

5. Voeding

net zoals mensen voedsel verbruiken wanneer ze energie nodig hebben, hebben robots ook energie nodig om te functioneren. Bijna alle robots krijgen hun stroom uit elektriciteit.

voedingen kunnen echter nog steeds veel verschillende vormen aannemen. Stationaire robots, zoals die in fabrieken, krijgen direct stroom, net als elk ander apparaat. Mobiele robots hebben doorgaans accu ‘ s met een hoge capaciteit, terwijl robotsondes en satellieten over het algemeen zijn uitgerust met zonnepanelen om energie uit de zon te halen.

aangezien energiebesparing een dringender probleem is geworden, bevatten veel robots tegenwoordig energiebesparende functies. Sommigen schakelen automatisch over naar een low-power-modus volgens hun gebruik, anderen gebruiken unieke ontwerpen om mechanische beweging te minimaliseren en anderen gebruiken groene energiebronnen. Naarmate deze trend zich voortzet, zullen er nieuwe manieren ontstaan om het energieverbruik van robots te verminderen.

6. Een programma

het programmeren van een robot is geen fysieke component, maar het is nog steeds een essentieel onderdeel van het geheel. Elk van de componenten van robots die we vandaag hebben bekeken, neemt stimuli in of geeft een vorm van feedback. Het programma binnen een robot biedt de logica die dit gedrag drijft.

u bent wellicht bekend met automatiseringsrecepten, inclusief de functionaliteit “If This Then That”. Het is een concept dat iedereen kan verkennen met hun smartphones en smart homes. Robots bevatten ook “logic trees” die taak-en milieugegevens verzamelen en analyseren en vervolgens een passende reactie kiezen op basis van die stimulus.

bijvoorbeeld – als een robot een steile drop-off nadert, zal hij automatisch achteruit gaan. Een robotsonde die een andere wereld verkent, kan een ander gereedschap activeren, afhankelijk van wat zijn camera ‘ s en sensoren eromheen detecteren.

andere voorbeelden van robotprogrammering zijn geavanceerder. De nieuwste robottechnologie maakt gebruik van machine learning, die bootst hoe mensen leren. Deze robots nemen voortdurend nota van verschillende situaties en ouctomen die ze tegenkomen en leren ervan. Hoe langer ze werken, hoe meer ze leren, steeds nauwkeuriger en hulpvaardig.

zelfrijdende auto ‘ s zijn een voorbeeld van robotsystemen die gebruik maken van machine learning. Terwijl bedrijven deze voertuigen op de weg testen, komen ze onder meer omstandigheden meer obstakels tegen en leren ze beter te identificeren. Zonder machine learning, deze auto ‘ s kunnen niet herkennen elk object dat ze tegenkomen, die gevaarlijk zou kunnen zijn.

menselijke besluitvorming gebeurt snel genoeg dat we ons meestal niet bewust zijn van het nemen van beslissingen in-the-moment. Hetzelfde algemene concept is van toepassing op het krijgen van robots om specifieke taken uit te voeren in onzekere omstandigheden, allemaal zonder veel of enige menselijke interactie.

Robots en met elkaar verweven vooruitgang

Robots zijn al lang een klokslag voor de opmars van de technologische vooruitgang. Vroege pogingen tot robots lijken stil te staan en onhandig nu als je kijkt naar de behendigheid van iets als Boston Dynamics’ robothond, “Spot.”Verre van een Speelgoed, deze $74,500 robot is in staat om “bijna onbegrensde” toepassingen, volgens Boston Dynamics woordvoerders, variërend van het trekken van zware lasten tot het uitvoeren van geautomatiseerde bewaking van privé-eigendom.

de Mars gaat verder. In de komende jaren zullen we binnenkort zien dat robots een nog grotere verscheidenheid aan vormen aannemen en veel meer taken uitvoeren dan ze nu doen. Van het uitvoeren van taken voor kleine bedrijven tot het bouwen en onderhouden van een aantal van de meest indrukwekkende structuren in de wereld, als er iets te inspecteren, fabriceren of dragen, is er waarschijnlijk een robot voor.