Diese Veranstaltung wird präsentiert von
Stanford Center für berufliche Weiterbildung
Okay, lassen Sie uns anfangen.
Willkommen zur Einführung in die Robotik, 2008.
Ihnen allen ein frohes Neues Jahr.
Also, in Einführung in die Robotik werden wir alle Grundlagen der
Robotik abdecken -- das heißt, wir sehen uns die
mathematischen Modelle an, die Robotersysteme
auf viele verschiedene Arten repräsentieren.
Und, genau genommen, haben Sie diese eben im Kurs gesehen.
Sie haben eine Simulation eines humanoiden Robotersystems gesehen,
das wir gleichzeitig kontrollieren.
Und wenn Sie über ein Modell nachdenken, das Sie
für die Simulation verwenden können, müssen Sie die
Kinematiken des Systems abbilden.
Sie müssen ebenfalls das System in Bewegung setzen können,
indem Sie die Motoren antreiben und die richtigen Drehmomente finden, damit
sich der Roboter bewegt.
Lassen Sie uns noch einmal zurück gehen --
ich denke, das ist recht interessant.
Also, hier ist ein Roboter, den Sie steuern wollen.
Und die Frage lautet: Wie können wir uns etwas einfallen lassen,
wie wir die Hände so steuern können, dass sie sich von einer Postion zu einer anderen bewegen?
Und wenn Sie über dieses Problem nachdenken, gibt es viele
verschiedene Möglichkeiten, den Roboter zu steuern.
Zunächst müssen wir wissen, wo der Roboter ist,
und um zu wissen wo der Roboter ist, brauchen Sie Sensoren.
Also, welche Arten von Sensoren würden Sie
auf dem Roboter anbringen, um zu wissen, wo der Roboter ist?
Vorschläge?
>> GPS.
>> GPS?
Okay.
Naja, gut, wie viele Parameter können Sie mit GPS messen?
Das ist in Ordnung.
Ich meine, wir können es ausprobieren.
Wie viele Parameter können Sie --
Was können Sie über GPS bestimmen?
>> Vermutlich X- und Y-Koordinaten?
>> Ja, Sie können X und Y lokalisieren, für den Ort,
an dem sich das GPS befindet, richtig?
Aber wie viele Freiheitsgrade haben Sie?
Wie viele Körper bewegen sich hier?
Wenn ich das hier bewege -- wie hier zum Beispiel -- wie viele Körper bewegen sich?
Wie viele GPS-Geräte wollen Sie
auf dem Roboter anbringen?
(Gelächter) Sie brauchen etwa 47, wenn Sie
47 Freiheitsgrade haben, und das wird nicht funktionieren.
Es ist zu teuer.
Andere Vorschläge?
Wir brauchen eine andere Lösung.
>> Wie wäre es mit Drehgebern?
>> Drehgeber, ja, Drehgeber.
Also, ein Drehgeber misst
ein Freiheitsgrad, nur den Winkel.
Wie viele Drehgeber brauchen wir
für 47 Freiheitsgrade?
Vierundsiebzig.
Gut, das gibt Ihnen die relative Position, aber wir werden
nicht wissen, ob sich dieser Aufbau hier oder dort befinde, oder?
Also brauchen Sie ein GPS-Gerät um vielleicht ein Objekt zu lokalisieren
und dann können Sie alles relativ dazu anordnen, wenn Sie --
Eine andere Idee, den Aufbau zu lokalisieren ---
>> Differenzielle Navigation
>> Ja, indem Sie von einer zu Beginn bekannten Position integrieren, oder
Sie benutzen >> Bildverarbeitungsysteme.
>> Bildverarbeitungsysteme um zumindest ein oder zwei Objekte zu lokalisieren,
dann wissen Sie, wo der Roboter ist, und die relative Position,
die Geschwindigkeiten könnten während der Bewegung bestimmt werden.
Also, sobald wir den Roboter lokalisiert haben, müssen wir
eine Möglichkeit finden, zu beschreiben wo sich die Objekte befinden.
Also, wo ist die rechte Hand?
Wo ist die linke Hand?
Wo -- Also Sie brauchen --
Was brauchen Sie hier?
Sie müssen einen Zusammenhang finden zwischen den starren Körpern,
sodass, sobald der Roboter steht, Sie wissen
wo Sie -- wo der Arm positioniert wird, wo die Hand
posititioniert wird, wo der Kopf positioniert wird.
Also brauchen Sie etwas, das aus der Wissenschaft der -
Nein, ich rede nicht von Sensoren.
Wir haben die Informationen, aber wir müssen bestimmen --
>> Ein Modell.
>> Ein Modell, das Bewegungsmodell.
Im Prinzip brauchen wir die Kinematiken.
Und wenn es sich bewegt erzeugt es Dynamiken, richtig?
Also müssen Sie die Anfangskräfte bestimmen.
Sie müssen wissen --
Also, wenn Sie die rechte Hand bewegen, befindet sich plötzlich
alles in Bewegung, richtig?
Sie haben diese Verbindung zwischen den starren Körpern, die
verbunden sind.
Also müssen wir die Dynamiken bestimmen.
Und wenn Sie einmal alle Modelle haben, müssen Sie darüber nachdenken,
wie Sie den Roboter steuern.
Also, wie steuern wir einen Roboter?
Nehmen wir an, Ich würde das hier so bewegen.
Wie machen wir das?
Die Hand - ich möchte sie dorthin bewegen.
Entschuldigung?
>> Forwärts- und Rückwärtskinematik
>> Oh, sehr gut.
Also, die Vorwärtskinematik gibt Ihnen die Position der
Hand.
Die Rückwärtskinemaitk gibt Ihnen -