WEBVTT 00:00:00.000 --> 00:00:14.700 Prezentáciu vytvorila Univerzita Stanford. 00:00:14.720 --> 00:00:24.470 Centrum pre profesionálny rozvoj. 00:00:24.490 --> 00:00:27.110 Tak a môžeme začať. 00:00:27.130 --> 00:00:29.790 Vítam Vás na Úvode do Robotiky; rok 2008. 00:00:29.810 --> 00:00:34.210 Prajem Vám všetkým šťastný Nový rok. 00:00:34.230 --> 00:00:40.250 V tomto Úvode do Robotiky sa budeme venovať 00:00:40.270 --> 00:00:44.880 základom robotiky, čiže budeme sledovať 00:00:44.900 --> 00:00:48.879 matematické modely, ktoré rôznymi spôsobmi 00:00:48.900 --> 00:00:51.890 reprezentujú systém robotiky. 00:00:51.910 --> 00:00:56.599 V podstate je to to čo ste už mohli vidieť. 00:00:56.620 --> 00:00:57.620 Videli ste 00:00:57.620 --> 00:01:03.610 simuláciu humanoidného robotického systému, 00:01:03.630 --> 00:01:05.400 ktorý sme zároveň aj sami riadili. 00:01:05.420 --> 00:01:09.550 A keď sa zamyslíte nad tým aký model použijete 00:01:09.570 --> 00:01:12.820 na simuláciu, musíte dbať na 00:01:12.840 --> 00:01:14.400 kinematiku systému. 00:01:14.420 --> 00:01:19.520 Musíte byť schopní spojazdniť tento systém tak, 00:01:19.540 --> 00:01:23.410 že idete do jeho motorov a určíte správne krútiace momenty, aby sa dal robot 00:01:23.430 --> 00:01:24.430 do pohybu. 00:01:24.430 --> 00:01:27.030 Vráťme sa k tomu ešte, 00:01:27.050 --> 00:01:30.660 myslím, že je to dosť zaujímavé. 00:01:30.680 --> 00:01:36.320 Tu máme robota, ktorého chcete ovládať. 00:01:36.340 --> 00:01:42.480 A otázka znie: Ako to urobíme, 00:01:42.500 --> 00:01:46.080 aby sme ovládali to ako hýbe rukami z jednej pozície do druhej? 00:01:46.100 --> 00:01:50.390 A keď sa nad touto úlohou zamyslíme, naozaj exituje veľa 00:01:50.410 --> 00:01:53.550 spôsobov, ako ovládať nášho robota. 00:01:53.570 --> 00:01:56.940 Najskôr potrebujeme zistiť kde sa robot nachádza, a k tomu 00:01:56.960 --> 00:01:59.910 potrebujeme nejaké tie senzory. 00:01:59.930 --> 00:02:02.230 Aké senzory by sme na robotovi mohli mať aby 00:02:02.250 --> 00:02:05.410 sme dokázali určiť, kde sa nachádza? 00:02:05.430 --> 00:02:08.020 Nejaký nápad? 00:02:08.038 --> 00:02:09.070 "GPS." 00:02:09.090 --> 00:02:10.090 "GPS?" 00:02:09.180 --> 00:02:10.180 Ok. 00:02:09.270 --> 00:02:15.840 V poriadku, tak, koľko parametrov môžete merať s 00:02:15.860 --> 00:02:21.710 GPS navigáciou? 00:02:21.730 --> 00:02:22.730 V poriadku. 00:02:22.260 --> 00:02:24.480 Tak, môžeme to vyskúšať. 00:02:24.500 --> 00:02:25.750 Koľko parametrov môžete... 00:02:25.560 --> 00:02:27.830 Čo môžete určiť prostredníctvom GPS navigácie? 00:02:27.850 --> 00:02:29.100 "Pravdepodobne súradnice X a Y." 00:02:28.300 --> 00:02:37.040 Správne, určíte tak súradnice X a Y pre pozíciu 00:02:37.060 --> 00:02:38.060 GPS, správne? 00:02:38.060 --> 00:02:40.640 Ale koľko stupňov voľnosti tam je? 00:02:40.660 --> 00:02:42.780 Koľko telies sa tam hýbe? 00:02:42.800 --> 00:02:49.260 Keď hýbem, takto, koľko častí je v pohybe? 00:02:49.280 --> 00:02:50.530 Koľko GPS navigácií chcete 00:02:50.480 --> 00:02:55.070 na robotovi mať? 00:02:55.090 --> 00:02:58.090 (smiech) Budete ich potrebovať asi tak 47, ak rátame s 47 00:02:57.950 --> 00:03:00.959 stupňami voľnosti, a to nám nepomôže. 00:03:00.980 --> 00:03:02.230 Bolo by to príliž drahé. 00:03:01.430 --> 00:03:03.330 Nejaký iný nápad? 00:03:03.350 --> 00:03:04.350 Potrebujeme niečo iné. 00:03:03.710 --> 00:03:08.090 "Skúste kódovacie zariadenie." 00:03:08.110 --> 00:03:09.110 Ok, kódovacie zariadenie. 00:03:08.800 --> 00:03:09.800 Čiže, kodovacie zariadenie ráta iba 00:03:09.070 --> 00:03:11.489 jeden stupeň voľnosti, iba sklon. 00:03:11.510 --> 00:03:13.260 Koľko kódovacích prístrojov potrebujeme 00:03:13.280 --> 00:03:14.780 na 47 stupňov voľnosti? 00:03:14.730 --> 00:03:18.790 Štyridsať sedem. 00:03:18.810 --> 00:03:23.080 A to vám dá približnú polohu, ale nebudeme vedieť 00:03:23.100 --> 00:03:28.130 kde presne sa táto konfigurácia nachádza. 00:03:28.150 --> 00:03:31.710 Takže GPS potrebujete na lokalizáciu jedného objektu a 00:03:31.730 --> 00:03:33.730 na celého celku... 00:03:33.690 --> 00:03:37.180 Nejaké iné nápady? 00:03:37.200 --> 00:03:38.200 "Diferenciálnu navigáciu." 00:03:38.200 --> 00:03:46.560 Áno, aby zahŕňala počiatočnú pozíciu, alebo 00:03:46.580 --> 00:03:52.610 použitím vizuálnych systémov. 00:03:52.630 --> 00:03:55.519 vizuálne systémy na lokalizáciu minimálne jedného dvoch objektov. 00:03:55.540 --> 00:03:58.950 Potom budete vedieť, kde sa robot nachádza a potom 00:03:58.970 --> 00:04:02.460 relatívna pozícia sa môže určiť pri pohybe. 00:04:02.480 --> 00:04:11.519 Keď už robota lokalizujeme, musíme nejak zistiť 00:04:11.540 --> 00:04:16.159 ako definujeme kde sa veci nachádzajú. 00:04:16.180 --> 00:04:17.740 Čiže, kde je pravá ruka? 00:04:17.760 --> 00:04:18.760 Kde je ľavá ruka? 00:04:18.760 --> 00:04:20.300 Kde... potrebujete teda... 00:04:20.320 --> 00:04:22.390 Čo vám tam chýba? 00:04:22.410 --> 00:04:30.480 Potrebujete nájsť prepojenie všetkých týchto pevných 00:04:30.500 --> 00:04:35.220 častí, aby ste vedeli, keď už bude robot stáť, kam 00:04:35.240 --> 00:04:39.090 ho nasmerovať, kde sa nachádza rameno, ruka, 00:04:39.110 --> 00:04:42.210 kde sa nachádza hlava. 00:04:42.230 --> 00:04:49.060 Čiže potrebujete niečo, čo pochádza z vedy o... 00:04:49.080 --> 00:04:54.979 No o senzoroch teraz nehovorím. 00:04:55.000 --> 00:04:57.250 Túto informáciu poznáme, ale potrebujeme zistiť 00:04:56.930 --> 00:04:57.930 model. 00:04:57.930 --> 00:05:02.590 Kinematický model. 00:05:02.610 --> 00:05:04.880 V princípe potrebujeme kinematiku. 00:05:04.900 --> 00:05:11.280 A keď sa niečo hýbe, vytvára to dynamiku, však? 00:05:11.300 --> 00:05:13.690 Čiže potrebujete nájsť inerciálne sily. 00:05:13.710 --> 00:05:15.140 Potrebujete vedieť... 00:05:15.160 --> 00:05:17.660 Ak hýbete pravou rukou, odrazu sa všetko 00:05:17.380 --> 00:05:18.380 hýbe, však? 00:05:18.380 --> 00:05:22.730 Tieto pevné časti sú spojené vo vnútri 00:05:22.750 --> 00:05:24.310 spojovacími zariadeniami. 00:05:24.330 --> 00:05:27.520 Čiže potrebujeme určiť dynamiku. 00:05:27.540 --> 00:05:33.480 A keď už máte tieto modely hotové, musíte rozmýšľať 00:05:33.500 --> 00:05:37.200 nad tým, ako budete robota riadiť. 00:05:37.220 --> 00:05:42.330 Takže ako môžeme tohoto robota riadiť? 00:05:42.350 --> 00:05:47.580 Povedzme, že by som toto chcel posunúť sem. 00:05:47.600 --> 00:05:49.700 Ako to spravíme? 00:05:49.720 --> 00:05:52.470 A ruku by som posunul do tejto pozície. 00:05:50.820 --> 00:05:51.820 Ako prosím? 00:05:51.820 --> 00:05:52.820 "Priama, inverzná kinematika." 00:05:52.090 --> 00:05:53.090 Výborne. 00:05:52.360 --> 00:06:05.400 Ok, takže priama kinematicka nám určuje pozíciu 00:06:05.420 --> 00:06:06.420 ruky. 00:06:06.420 --> 00:06:09.340 Inverzná kinematika určuje 00:06:09.360 --> 00:06:12.260 pozíciu, do akej sa snažíte dostať ruku. 00:06:12.280 --> 00:06:13.780 Musíte... 00:06:13.800 --> 00:06:16.050 Môžete tak zistiť sklon kĺbu... 00:06:15.800 --> 00:06:19.060 Áno. 00:06:19.080 --> 00:06:24.400 Ak potom zistíte uhol cieľovej pozície 00:06:24.420 --> 00:06:25.670 pre každý z kĺbov. 00:06:25.280 --> 00:06:29.599 Potom možete kontrolovať tieto kĺby aby sa hýbali do vhodných 00:06:29.620 --> 00:06:32.460 kĺbových pozícií, a ruka sa potom posunie 00:06:32.480 --> 00:06:34.070 do tejto konfigurácie. 00:06:34.090 --> 00:06:41.859 A môžeme použiť inverznú kinematiku v prípade tohoto robota? 00:06:41.880 --> 00:06:43.550 Nie je to jednoduché. 00:06:43.570 --> 00:06:46.630 Je to tažké už v prípade robota so šiestimi stupňami voľnosti ako 00:06:46.650 --> 00:06:50.929 rameno, ale v prípade robota s mnohými stupňami voľnosti... 00:06:50.950 --> 00:06:53.700 Tak si predstavme, že by som sa chcel pohnúť sem, 00:06:52.320 --> 00:06:53.320 do tejto pozície. 00:06:53.320 --> 00:07:01.080 Existuje nekonečno možností ako sa tam môžem dostať. 00:07:01.100 --> 00:07:03.520 A existuje teda mnoho riešení 00:07:03.540 --> 00:07:05.750 tohoto problému. 00:07:05.770 --> 00:07:07.270 Navyše človek to tak 00:07:07.160 --> 00:07:08.660 ani naozaj nerobí. 00:07:08.160 --> 00:07:11.310 Chem povedať, že ak hýbete rukou, používate vobec 00:07:11.330 --> 00:07:12.770 inverznú kinematiku? 00:07:12.790 --> 00:07:17.890 Tak? Nič. 00:07:17.910 --> 00:07:20.670 Existujú rôzne spôsoby... 00:07:20.690 --> 00:07:23.940 K tomu sa vrátim neskôr, teraz poďme... 00:07:23.900 --> 00:07:29.810 Nie som si istý, ale v význam robotov 00:07:29.830 --> 00:07:30.830 je zachytený 00:07:30.830 --> 00:07:35.590 na tomto obrázku. Máme tu robota, ktorý pracuje 00:07:35.610 --> 00:07:39.130 v izolovanom priestore, vo fabrike, vykonáva úlohy, 00:07:39.150 --> 00:07:42.630 zdvíhanie, ukladanie, premiestňovanie tovaru, 00:07:42.650 --> 00:07:47.679 bez interkacie s ľudmi. Ale roboti 00:07:47.700 --> 00:07:48.740 sa rokmi vyvíjali. 00:07:48.760 --> 00:07:52.880 A dnes máme robotov v rôznych oblastiach: 00:07:52.900 --> 00:07:56.810 od robotov pracujúcich s chirurgami pri operáciách 00:07:56.830 --> 00:07:57.830 ľudí, 00:07:57.830 --> 00:08:01.659 až po robotov pomáhajúcich robotníkom pri prenášaní ťažkého nákladu, 00:08:01.680 --> 00:08:04.960 od robotov v zábavnom priemysle, až po robotov v mnohých 00:08:04.980 --> 00:08:06.030 iných oblastiach. 00:08:06.050 --> 00:08:09.350 A toto je na robotike veľmi uchvacujúce, tá skutočnosť, 00:08:09.370 --> 00:08:12.630 že robotika sa dostáva bližšie a bližšie k ľuďom... 00:08:12.650 --> 00:08:16.549 Dnes používame robotov na prenášanie tovarov, zdvíhanie, 00:08:16.570 --> 00:08:20.730 prácu, ale aj ako náhradu ľudských rúk prostredníctvom 00:08:20.750 --> 00:08:21.900 haptickej interakcie. 00:08:21.920 --> 00:08:25.980 Možno čítiť prepojenie virtuálneho a skutočného. 00:08:26.000 --> 00:08:29.510 Neviem, či všetci rozumieme slovu haptika. 00:08:29.530 --> 00:08:32.760 Haptika pochádza z gréckeho slova, ktoré 00:08:32.780 --> 00:08:33.780 popisuje 00:08:33.780 --> 00:08:35.270 dotyk. 00:08:35.289 --> 00:08:37.969 A z haptiky... 00:08:37.990 --> 00:08:39.789 Tak tu sú ruky chirurga, 00:08:39.808 --> 00:08:42.818 a chirurg stále operuje. 00:08:42.840 --> 00:08:49.340 Čiže operuje zvonka, ale v podstate robot 00:08:49.360 --> 00:08:52.840 je vo vnútri, a tak namiesto otvoreného tela, 00:08:52.860 --> 00:08:54.070 máme iba malý rez, 00:08:54.090 --> 00:08:56.840 cez ktoré vchádza robot, a tak sa robí 00:08:56.220 --> 00:08:57.290 operácia. 00:08:57.310 --> 00:08:59.750 A zotavenie sa je úžasné. 00:08:59.770 --> 00:09:04.140 Len pár dní rekonvalescenie, a pacient 00:09:04.160 --> 00:09:06.160 je vonku z nemocnice. 00:09:06.180 --> 00:09:10.069 Teleoperácia cez haptické alebo ovládacie zariadenie 00:09:10.090 --> 00:09:11.480 nám dovoľuje kontrolovať... 00:09:11.500 --> 00:09:16.860 Tu máme chirurga, ktorý pracuje na diaľku, operuje, alebo 00:09:16.880 --> 00:09:21.310 operuje podvodou, alebo zasahuje do fyzického 00:09:21.330 --> 00:09:24.990 sveta domácností alebo továrne. 00:09:25.010 --> 00:09:28.160 Daľšou zaujímavosťou robotiky je ze nakoľko 00:09:28.180 --> 00:09:32.469 sa zaoberá pohybom systémov, dnes dokážeme 00:09:32.490 --> 00:09:36.980 všetky tieto modely využiť, spolu s vyvinutými technikami, 00:09:37.000 --> 00:09:41.140 k imitácii človeka a k vytvoreniu akéhosi 00:09:41.160 --> 00:09:45.719 digitálneho modelu človeka, ktorý, ako neskôr uvidíme, 00:09:45.740 --> 00:09:51.210 môže byť asimilovaný a ovládaný 00:09:51.230 --> 00:09:57.910 ku kopírovaniu ľudského správania tak ako ho zachytávajú zariadenia 00:09:57.930 --> 00:09:59.250 "motion capture." 00:09:59.270 --> 00:10:05.280 Podobne ako pri vytváraní interakcie s 00:10:05.300 --> 00:10:08.130 fyzickým svetom, môžu sa použiť haptické 00:10:08.150 --> 00:10:11.770 zariadenia na preskúmanie nedoknuteľného sveta. 00:10:14.770 --> 00:10:18.970 Čize napríklad nevieme pracovať v atóme, 00:10:18.990 --> 00:10:22.460 ale môžeme simulovať prostredie atómu 00:10:22.480 --> 00:10:26.570 a haptickými pomôckami ho preskúmať. 00:10:26.590 --> 00:10:30.110 A asi navzrušujúcejšou časťou robotiky sú 00:10:30.130 --> 00:10:35.080 zariadenia, ktoré sa správajú a vyzerajú 00:10:35.100 --> 00:10:39.520 ako živé zvieratá alebo ľudia. 00:10:39.540 --> 00:10:44.459 Pred pár rokmi som bol v Japonsku. 00:10:44.480 --> 00:10:46.160 Niekto uhádne odkiaľ je táto fotka? 00:10:46.180 --> 00:10:47.180 "Osaka." 00:10:47.180 --> 00:10:50.160 Hovorí Osaka. 00:10:50.180 --> 00:10:51.180 "Jokohama." 00:10:50.270 --> 00:10:55.390 Správne, ale podvádzaš, lebo ty si tam bol. 00:10:55.410 --> 00:10:58.250 (smiech) Takže je to z Jokohamy, a tam majú 00:10:58.270 --> 00:11:00.930 Robotex. 00:11:00.950 --> 00:11:04.190 Robotex víta tisícky návštevníkov 00:11:04.210 --> 00:11:08.840 a vystavuje to najnovšie zo sveta robotiky. 00:11:08.860 --> 00:11:10.360 Toto bol pred pár rokmi, 00:11:10.330 --> 00:11:14.840 A tu vidíme ASIMO. Asimo je to 00:11:14.860 --> 00:11:18.570 najnovšie vo vývoji 00:11:18.590 --> 00:11:23.330 Hondy, hneď po robotoch P2 a P3. 00:11:23.350 --> 00:11:30.740 A navyše môžete vidieť to najdôležitejšie 00:11:30.760 --> 00:11:33.000 zo sveta robotiky, humanoidov. 00:11:33.020 --> 00:11:36.150 Videl už niekto 00:11:36.170 --> 00:11:37.250 tohoto? 00:11:37.270 --> 00:11:40.030 Poznáte ho? 00:11:40.050 --> 00:11:42.240 Toto je robot od Sony, ktorý... 00:11:42.260 --> 00:11:45.330 Myslím, že mám aj video. 00:11:45.350 --> 00:11:48.500 Pozrime sa či to funguje, 00:11:48.520 --> 00:11:57.800 Sony udržiava rovnováhu na pohyblivej doske, a to nie 00:11:57.820 --> 00:11:59.430 je jednoduchá úloha. 00:11:59.450 --> 00:12:04.590 Predstavte si tie nároky na kontrolu v reálnom čase, 00:12:04.610 --> 00:12:07.530 dynamický model a všetko 00:12:07.550 --> 00:12:08.550 čo to obnáša. 00:12:08.550 --> 00:12:17.930 A toto dokázali už pred niekoľkými rokmi. 00:12:17.950 --> 00:12:21.600 Dokonca sme priviezli tohoto robota aj k nám na Standord, pred pár 00:12:21.620 --> 00:12:29.330 rokmi, a predviedli nám ho tu, a bolo to dosť 00:12:29.350 --> 00:12:33.440 zaujímavé vidieť ho tancovať a predvádzať sa. 00:12:33.460 --> 00:12:39.090 Existuje mnoho humanoidných robotov, 00:12:39.110 --> 00:12:41.460 hlavne v Ázii, Japonsku a Kórei. 00:12:41.480 --> 00:12:50.790 AIST zostrojila niekoľko robotov: HRP, HRP-1 a 2. 00:12:50.810 --> 00:12:53.060 A stále pracujú na vývoji nových schopností 00:12:52.850 --> 00:13:00.780 týchto robotov. 00:13:00.800 --> 00:13:03.890 Nedávno sme mali výstavu v Aichi, neďaleko Nagoyi, 00:13:03.910 --> 00:13:09.510 a to bola veľmi zaujímavá šou. 00:13:09.530 --> 00:13:15.650 Predstavili tam niekoľko projektov. 00:13:15.670 --> 00:13:21.319 Niektoré znich priamo z laboratórií, ktoré 00:13:21.340 --> 00:13:24.890 na výrobe robotov spolupracovali. 00:13:24.910 --> 00:13:28.020 Toto je tancujúci robot. 00:13:28.040 --> 00:13:34.920 Pozrime sa na to, toto je HRP. 00:13:34.940 --> 00:13:37.480 HRP kráča. 00:13:37.500 --> 00:13:41.060 Chôdzu už majú dobre zvládnutú. 00:13:41.080 --> 00:13:46.180 Ale otázkou zostáva: Ako zmeniť pozíciu, zobrať objekt, 00:13:46.200 --> 00:13:50.470 a kontrolovať jeho interakciu s fyzickým svetom. 00:13:50.490 --> 00:13:51.550 A to je ešte väčšia výzva. 00:13:51.570 --> 00:13:54.330 Vidíte, že ešte pohupy a dotyk nie je úplne dokonalý, 00:13:54.350 --> 00:14:02.230 ale to je predmetom výskumu v tejto oblasti. 00:14:02.250 --> 00:14:05.020 Toto je zaujímavé zariadenie, 00:14:05.040 --> 00:14:07.480 ktoré pochádza z Univerzity Waseda. 00:14:07.500 --> 00:14:11.320 Tento robot ma dodatočný stupeň voľnosti, ktorý... 00:14:11.340 --> 00:14:18.300 Ok, máme technický problém. 00:14:18.320 --> 00:14:22.210 Má teda dodatočný stupeň volnosti v oblasti bedrových kĺbov, 00:14:22.230 --> 00:14:26.910 čo mu dovoľuje hýbať sa skoro ako človek. 00:14:26.930 --> 00:14:29.219 Tu, tento je jeden z mojich obľúbených. 00:14:29.240 --> 00:14:36.700 Tento je podobný na človeka, a má ľudké znaky, 00:14:36.720 --> 00:14:41.240 umelé svaly umožňujú pohyb. 00:14:41.260 --> 00:14:44.220 Očividne, umelé svaly spôsobujú problém, 00:14:44.240 --> 00:14:48.250 pretože dynamická odpoveď je veľmi pomalá, 00:14:48.270 --> 00:14:51.699 a jeho sila ešte nie je úplne... 00:14:51.720 --> 00:14:54.050 Ale aj o tom ešte budeme hovoriť. 00:14:54.070 --> 00:15:24.070 Povedzte mi, čo si myslíte o tomto. 00:15:25.010 --> 00:15:27.220 Hm? 00:15:27.240 --> 00:15:29.420 Čo myslíte? 00:15:29.440 --> 00:15:32.440 Potrebujeme, aby mal robot dokonalú 00:15:32.010 --> 00:15:33.010 ľudskú podobu? 00:15:33.010 --> 00:15:38.960 Alebo potrebujeme jeho funkčnosť? 00:15:38.980 --> 00:15:43.450 Pri práci so stromami, profilujeme 00:15:43.470 --> 00:15:44.840 robota na rezanie stromov. 00:15:44.860 --> 00:15:48.670 Ak pracujeme v ľudskom prostredí, tak máme 00:15:48.690 --> 00:15:53.140 robota s funkčnými rukami, 00:15:53.160 --> 00:15:56.240 pohyblivosťou, a schopnosťou vidieť. 00:15:56.260 --> 00:16:00.740 A toto je zaujímavá otázka: 00:16:00.760 --> 00:16:07.290 potrebujeme aby bol robot skôr biologicky rozvynutý, alebo 00:16:07.310 --> 00:16:12.209 funkčne rozvinutý. A potom ako vytvoríme efektívne prepojenie 00:16:12.230 --> 00:16:15.100 týchto dvoch oblastí. 00:16:15.120 --> 00:16:16.370 Posledný príklad... 00:16:15.570 --> 00:16:25.950 Tu máme zaujímavý príklad toho ako môžeme vylepšiť 00:16:25.970 --> 00:16:30.150 ľudské schopnosti pocou exoskeletonu. 00:16:30.170 --> 00:16:33.939 Takže si to na seba dáte a stane sa z vás supermuž, alebo superžena. 00:16:33.960 --> 00:16:37.390 Môžete prenášať ťažký náklad. 00:16:37.410 --> 00:16:43.100 Teraz tu ukážu prenášanie 60 kilogramov, 00:16:43.120 --> 00:16:47.030 bez akéhokoľvek pocitu záťaže, pretože všetko 00:16:47.050 --> 00:16:52.430 nesie štruktúra exoskeletonu. 00:16:52.450 --> 00:16:56.300 Ďalšou zaujímavosťou je plávajúci robot z Tokyjského 00:16:56.320 --> 00:17:02.500 inštitútu technológie. 00:17:02.520 --> 00:17:05.660 Hlavne aby vám nenatiekla voda do motorov. 00:17:05.680 --> 00:17:15.069 V každom prípade, robotika sa stále viac približuje 00:17:15.089 --> 00:17:16.230 ľudkému svetu. 00:17:16.250 --> 00:17:21.400 A vidíme, že roboti sa dostávajú do bližšieho kontaktu s človekom. 00:17:21.420 --> 00:17:27.760 Čelíme tak mnohým výzvam, snahou prinútiť 00:17:27.780 --> 00:17:32.190 tieto stroje, aby pracovali v našom chaotickom, nelogickom 00:17:32.210 --> 00:17:33.210 svete. 00:17:33.210 --> 00:17:38.920 Keď máme robotov v usporiadanom priemyselnom prostredí, 00:17:38.940 --> 00:17:41.990 nepredstavujú sa tu také prekážky. 00:17:42.010 --> 00:17:46.320 Musíme riešiť mnohé otázky, vrátane faktu 00:17:46.340 --> 00:17:48.320 že treba zaistiť bezpečnosť. 00:17:48.340 --> 00:17:51.750 Potrebujeme bezpečné prostredie na vytvorenie žiadaného kontaktu. 00:17:51.770 --> 00:17:55.530 A ten existujúci odstup medzi človekom a robotom 00:17:55.550 --> 00:17:56.550 je opodstatnený. 00:17:56.550 --> 00:18:00.560 Roboti ešte nie sú v takom blízkom kontakte s ľudmi, 00:18:00.580 --> 00:18:05.850 pretože ako stroje ešte nie sú natoľko bezpečné. 00:18:05.870 --> 00:18:12.629 Vývoj v robotike sa deje rôznymi spôsobmi a má mnohé 00:18:12.650 --> 00:18:13.650 aspekty. 00:18:13.650 --> 00:18:18.170 Máme to šťastie, že aj u nás na Stanforde, máme 00:18:18.190 --> 00:18:24.320 celý rad predmetov, kurzov, ktoré sa venujú 00:18:24.340 --> 00:18:29.439 robotike, grafike, počítačovej geometrii, haptike 00:18:29.460 --> 00:18:30.460 a podobným veciam. 00:18:30.460 --> 00:18:34.690 Máte celý zoznam kurzov, ktoré sa ponúkajú 00:18:34.710 --> 00:18:36.010 počas celého roka. 00:18:36.030 --> 00:18:39.790 A vlastne aj u mňa, ... 00:18:39.810 --> 00:18:41.720 Toto je Úvod do robotiky. 00:18:41.740 --> 00:18:44.900 Na jar budem ponúkať dva doplnkové kurzy, 00:18:44.920 --> 00:18:48.510 venované experimentálnej robotike, kde budete môcť využiť 00:18:48.530 --> 00:18:53.290 všetko, čo ste sa na tomto predmete naučili pracovaním na skutočnom 00:18:53.310 --> 00:18:58.270 robotovi, pokusoch na ňom, tak ako aj preskúmať 00:18:58.290 --> 00:19:01.580 pokročilé témy vo výskume, a tomu sa venuje 00:19:01.600 --> 00:19:03.719 Pokročilá robotika. 00:19:03.740 --> 00:19:11.410 Takže, ja som Oussama Khatib, som váš lektor. 00:19:11.430 --> 00:19:13.950 A máte... 00:19:13.970 --> 00:19:15.590 A tento rok máme šťastie. 00:19:15.610 --> 00:19:20.620 Budú nám pomáhať traja asistenti: Pete, Christina 00:19:20.640 --> 00:19:21.640 a Channing. 00:19:21.640 --> 00:19:22.640 Tak... 00:19:21.950 --> 00:19:24.240 Tu sú. 00:19:24.260 --> 00:19:27.010 Prosím postavte sa, alebo aspoň sa otočte, 00:19:26.900 --> 00:19:29.230 aby videli vaše tváre. 00:19:29.250 --> 00:19:32.300 Konzultačné hodiny sú vypísané. 00:19:32.320 --> 00:19:38.520 Moje konzultačné hodiny sú v pondelok a v stredu, 00:19:38.540 --> 00:19:43.590 a v pondelok, utorok a štvrtok budú asistenti. 00:19:43.610 --> 00:19:48.629 Tu sú poznámky z prednášok, a dajú sa kúpiť 00:19:48.650 --> 00:19:49.970 v kníhkupectve. 00:19:49.990 --> 00:19:52.410 Toto je vydanie z roku 2008. 00:19:52.430 --> 00:19:54.040 Stále publikáciu vylepšujeme. 00:19:54.060 --> 00:19:57.790 Ešte to nie je kniha, ale už je celkom kompletná 00:19:57.810 --> 00:20:01.419 vzhľadom na to aké vedomosti potrebujete 00:20:01.440 --> 00:20:04.250 k tomuto predmetu. 00:20:04.270 --> 00:20:06.020 Takže, pozrime sa na rozvrh... 00:20:04.980 --> 00:20:08.480 Dnes je streda deviateho, a na záverečnú skúšku 00:20:06.240 --> 00:20:19.870 pôjdeme 21. marca. 00:20:19.890 --> 00:20:25.300 Na rozvrhu, ktorý máte budu nejaké zmeny, 00:20:25.320 --> 00:20:28.030 a to sa neskôr dozviete. 00:20:28.050 --> 00:20:31.020 Tu to je... 00:20:31.040 --> 00:20:38.710 Zmeny sa týkajú iba tejto časti 00:20:38.730 --> 00:20:40.920 o dynamike a monitoringu. 00:20:40.940 --> 00:20:45.430 V princípe, začneme sa venovať modelom od budúceho týždňa, 00:20:45.450 --> 00:20:51.270 a začneme teda 00:20:51.290 --> 00:20:52.710 "Opisom priestoru." 00:20:52.730 --> 00:20:55.570 Potom prejdeme na tému dopredná kinematika, a následne 00:20:55.590 --> 00:20:57.159 Jacobiovu maticu. 00:20:57.180 --> 00:21:00.570 A postupne si to všeto preberieme. 00:21:00.590 --> 00:21:02.970 A to nás dostane k polsemetrovej skúške. 00:21:02.990 --> 00:21:08.580 Dôležitá vec, na v strede a na konci semestra, 00:21:08.600 --> 00:21:10.919 budeme mať opakovanie. 00:21:10.940 --> 00:21:14.510 A keďže máme veľkú skupinu, rozdelíme 00:21:14.530 --> 00:21:15.530 sa na dve. 00:21:15.530 --> 00:21:18.950 A každá skupina bude mať samostatné opakovanie, 00:21:18.970 --> 00:21:21.860 ktoré sa bude konať večer. 00:21:21.880 --> 00:21:25.300 Bue sa to konať v laboratóriu, v robotickom labáku. 00:21:25.320 --> 00:21:30.790 Počas tých hodín preberieme všetko na prvú skúšku, 00:21:30.810 --> 00:21:34.100 a na finálnu skúšku. 00:21:34.120 --> 00:21:38.669 A čo je na tom najlepšie, že počas týchto hodín budete môcť vidieť 00:21:38.690 --> 00:21:46.040 ukážku robotov, počas toho ako si dáte pizzu 00:21:46.060 --> 00:21:52.950 alebo nejaký nápoj. A to sa bude konať medzi siedmou a deviatou 00:21:52.970 --> 00:21:53.970 večer. 00:21:53.970 --> 00:21:56.970 Niekdey sme aj do desiatej, pretože 00:21:56.770 --> 00:21:58.250 mávame otázky a diskusie. 00:21:58.270 --> 00:22:02.760 Ale tieto hodiny sú veľmi dôležité, a preto vám všetkým, 00:22:02.780 --> 00:22:06.660 tak ako aj diaľkovým študentom, odporúčam 00:22:06.680 --> 00:22:08.160 tieto hodiny absolvovať. 00:22:08.180 --> 00:22:11.880 Sú veľmi užitočné z hľadiska prípravy na priebežnú 00:22:11.900 --> 00:22:12.900 aj finálnu skúšku. 00:22:12.900 --> 00:22:20.800 Ako som už spomenul, v tejto hodine sa venujeme matematickým modelom, 00:22:20.820 --> 00:22:21.820 ktoré sú nevyhnutné. 00:22:21.820 --> 00:22:25.080 Viem, že niektorým z vás sa nechce príliž do detailov 00:22:25.100 --> 00:22:28.240 zaoberať matematickými modelmi, ale musíme 00:22:28.260 --> 00:22:34.340 sa tomu naozaj venovať, ak sa raz chceme pokúsiť 00:22:34.360 --> 00:22:37.179 tieto stroje navrhnúť, zostrojiť 00:22:37.200 --> 00:22:38.200 a riadiť. 00:22:38.200 --> 00:22:41.040 Musíme rozumieť matematickým modelom, 00:22:41.060 --> 00:22:44.480 základom kinematiky a dynamiky. 00:22:44.500 --> 00:22:52.270 A potom tieto modely použiť pri vytváraní regulátorov, 00:22:52.290 --> 00:22:55.510 a pre riadenie pohybu musíme vedieť najskôr naplánovať 00:22:55.530 --> 00:22:56.530 tento pohyb. 00:22:56.530 --> 00:22:59.379 Musíme vedieť plánovať bezpečné pohyby 00:22:59.400 --> 00:23:02.730 a naučiť sa generovať hladké 00:23:02.750 --> 00:23:03.750 trajektórie. 00:23:03.750 --> 00:23:07.370 Týmto témam sa budeme venovať v časti "plánovanie 00:23:07.390 --> 00:23:10.660 a kontrola," a tiež potrebujeme pokryť dotyk, 00:23:10.680 --> 00:23:13.280 cítenie a interakciu so svetom. 00:23:13.300 --> 00:23:17.659 A preto musíme vedieť vytvoriť vhodný pohyb, ktorý závisí od pochopenia 00:23:17.680 --> 00:23:18.680 "silového riadenia." 00:23:18.680 --> 00:23:23.200 Silové riadenie je základom pre vytvorenie žiadanej interakcie. 00:23:23.220 --> 00:23:27.180 A uvidíme ako možeme riadiť pohyb robota 00:23:27.200 --> 00:23:31.340 vo voľnom priestore alebo v kontaktnom priestore, kde je 00:23:31.360 --> 00:23:32.899 robot v kontakte s okolím. 00:23:32.920 --> 00:23:37.190 A potom budeme mať čas diskutovať o pokročilých 00:23:37.210 --> 00:23:40.900 témach, aby sme ich aspoň predstavili, a tí, ktorých 00:23:40.920 --> 00:23:45.810 zaujíma výskum v robotike si aspoň môžu naplánovať 00:23:45.830 --> 00:23:52.179 absolvovať predmety venované pokročilej robotike, 00:23:52.200 --> 00:23:55.310 ktoré sa budú ponúkať na jar. 00:23:55.330 --> 00:24:00.770 Takže vráťme sa k tej otázke, ktorú som spomenul na 00:24:00.790 --> 00:24:04.320 začiatku hodiny. Ako premiesniť tohoto robota z jednej 00:24:04.340 --> 00:24:05.340 pozície do druhej. 00:24:05.340 --> 00:24:07.500 Povedzme, že chcete hýbať túto platformu. 00:24:07.520 --> 00:24:10.110 Toto je pohyblivá manipulačná platforma. 00:24:10.130 --> 00:24:12.700 Chcete ňou hýbať odtiaľto sem. 00:24:12.720 --> 00:24:14.200 Ako to urobíme? 00:24:14.220 --> 00:24:15.220 Hovorili sme, 00:24:15.220 --> 00:24:19.600 že v podstate potrebujeme nájsť vhodnú 00:24:19.620 --> 00:24:26.780 konfiguráciu, ktorou dostaneme robota 00:24:26.800 --> 00:24:29.440 do cieľovej pozície. 00:24:29.460 --> 00:24:31.620 A toto je jedna z nich. 00:24:31.640 --> 00:24:34.390 Vieme si predstaviť, že robot sa bude hýbať 00:24:34.230 --> 00:24:35.490 do takejto konfigurácie. 00:24:35.510 --> 00:24:38.560 Problém nastane, ak máte 00:24:38.580 --> 00:24:39.580 nadbytok. 00:24:39.580 --> 00:24:41.260 Čo je nadbytok? 00:24:41.280 --> 00:24:44.460 Nadbytok je skutočnosť, že takúto pozíciu môžete dosiahnuť 00:24:44.480 --> 00:24:46.280 s roznymi typmi konfigurácie. 00:24:46.300 --> 00:24:48.800 pretože máte viac stupňov slobody v 00:24:48.170 --> 00:24:49.170 systéme. 00:24:49.170 --> 00:24:52.530 A keď máte nadbytok, inverzná kinematika 00:24:52.550 --> 00:24:55.470 sa stáva naozaj zložitým problémom. 00:24:55.490 --> 00:25:00.220 Ale ak ho vyriešite, tak budete môcť povedať, že by ste chceli 00:25:00.240 --> 00:25:04.130 natočiť všetky z kĺbov, ktoré tu existujú, 00:25:04.150 --> 00:25:07.340 z jednej kĺbovej pozície do druhej. 00:25:07.360 --> 00:25:11.159 Potom môžeťe riadiť robota na základe riadenia jeho kĺbovej pozície, 00:25:11.180 --> 00:25:14.540 a vytváraním trajektórií pre kĺbový pohyb, 00:25:14.560 --> 00:25:17.950 a tak zároveň dosiahnuť 00:25:17.970 --> 00:25:18.970 cieľovú pozíciu. 00:25:18.970 --> 00:25:23.930 Toto nie je najprirodzenejší spôsob ako ovládať 00:25:23.950 --> 00:25:30.150 robotov, a ukážeme si rôzne spôsoby riešenia 00:25:30.170 --> 00:25:33.280 tejto otázky, ktoré sú prirodzenejšie. 00:25:33.300 --> 00:25:37.870 Takže ku kontrole robota, potrebujete určiť všetky 00:25:37.890 --> 00:25:39.540 pozície a orientácie 00:25:39.560 --> 00:25:44.550 toho ktorého mechanizmu, a preto musíme poznať 00:25:44.570 --> 00:25:49.590 popis pozície a orientácie predmetov v priestore. 00:25:49.610 --> 00:25:53.240 Následne sa musíme venovať transformácii medzi rámcami 00:25:53.260 --> 00:25:57.000 zodpovedajúcimi týmto predmetom, pretože aby sme vedeli 00:25:57.020 --> 00:26:01.030 kde je koncový efektor, musíme vedieť ako... 00:26:01.050 --> 00:26:04.129 A keď poznáme pozíciu týchto rôznych 00:26:05.150 --> 00:26:06.727 predmetov, ako potom transformujeme popis 00:26:06.727 --> 00:26:09.727 k nájdeniu pozície koncového efektora? 00:26:10.680 --> 00:26:13.680 Čiže potrebujeme transformácie medzi dvoma rôznymi rámcami, 00:26:14.633 --> 00:26:17.633 ktoré prislúchajú každému z objektov. 00:26:18.586 --> 00:26:21.586 Čiže tento mechanizmus, alebo rameno, definujeme ako 00:26:21.586 --> 00:26:24.586 pevný predmet, ktorý je pripevnený k základni, 00:26:30.110 --> 00:26:34.729 a ďalší pevný predmet, ktorý sa hýbe, a ten nazývame 00:26:34.750 --> 00:26:35.750 koncovým efektorom. 00:26:35.750 --> 00:26:40.130 A medzi týmito dvoma predmetmi, máme spoje 00:26:40.150 --> 00:26:43.770 ktoré nám prenesú koncový efektor do želanej 00:26:43.790 --> 00:26:44.909 polohy. 00:26:44.930 --> 00:26:49.200 Otázkou je: Ako môžeme popísať tento mechanizmus? 00:26:49.220 --> 00:26:54.880 Tu už pracujeme s rôznymi druhmi kĺbov, 00:26:54.900 --> 00:26:57.880 konkrétne tu sa jedná o prizmatické kĺby. 00:26:57.900 --> 00:27:02.930 A pomocou týchto opisov môžeme opísať aj spojenie 00:27:02.950 --> 00:27:09.240 a potom aj reťaznie súčastí spojených radom 00:27:09.260 --> 00:27:10.730 parametrov. 00:27:10.750 --> 00:27:11.750 Nebojte sa... 00:27:10.930 --> 00:27:17.870 Denavit a Hartenberg boli dvaja doktorandskí študenti 00:27:17.890 --> 00:27:22.150 tu na Standorde na začiatku rokov 70. a už sa nad týmto problémom pozastavili 00:27:22.170 --> 00:27:26.090 a vynašli rad základných parametrov, 00:27:26.110 --> 00:27:30.520 pre reprezentáciu vzťahu medzi dvoma 00:27:30.540 --> 00:27:33.690 po sebe nasledújúcimi spojmi v reťazci. 00:27:33.710 --> 00:27:39.730 A ich konvencia sa dnes používa v podstate všade 00:27:39.750 --> 00:27:40.760 v robotike. 00:27:40.780 --> 00:27:43.950 A použitím tejto konvencie a týchto parametrov budeme môcť 00:27:43.970 --> 00:27:46.630 definovať aj doprednú 00:27:46.650 --> 00:27:47.650 kinematiku. 00:27:47.650 --> 00:27:51.920 Dopredná kinematika je vzťah medzi uhlami 00:27:51.940 --> 00:27:55.880 kľbov a polohou koncového efektora, 00:27:55.900 --> 00:27:59.500 čiže pomocou doprednej kinematiky môžete vypočítať 00:27:59.520 --> 00:28:01.639 pozíciu a orientáciu koncového efektora. 00:28:01.660 --> 00:28:10.110 Tieto parametre popisujú bežnú vzdialenosť 00:28:10.130 --> 00:28:15.870 medzi dvoma osami rotácie... 00:28:15.890 --> 00:28:19.870 Čiže táto vzdialenosť, a teda aj orientácia medzi týmito osami, 00:28:19.890 --> 00:28:24.710 takto môžeme ísť cez reťazenie, a potom pripojiť 00:28:24.730 --> 00:28:30.110 rámce na rôzne kĺby a určiť transformáciu 00:28:30.130 --> 00:28:33.100 medzi kĺbami, aby sme mohli nájsť vzťah 00:28:33.120 --> 00:28:36.600 medzi rámcom pevného základu a rámcom 00:28:36.620 --> 00:28:38.929 koncového efektora. 00:28:38.950 --> 00:28:44.430 A keď už určíme tieto transformácie, potom môžeme vypočítať 00:28:44.450 --> 00:28:45.720 celkovú transformáciu. 00:28:45.740 --> 00:28:50.340 Máme transformáciu náväzných referenčných rámcov 00:28:50.360 --> 00:28:53.510 a vieme nájsť lokálnu transformáciu. 00:28:53.530 --> 00:28:57.290 A keď už poznáme geometriu, teda vieme kde sa 00:28:57.310 --> 00:29:00.169 efektor nachádza, kde sa nachádza každý spoj 00:29:00.190 --> 00:29:04.860 vo vzťahu k ostatným, môžeme potom použiť túto informáciu na určenie 00:29:04.880 --> 00:29:09.010 popisu druhej dôležitej charakteristiky 00:29:09.030 --> 00:29:14.399 v kinematike, a tou sú rýchlosti, alebo rýchlo ako sa predmety 00:29:14.420 --> 00:29:16.320 hýbu vo vzťahu jeden k druhému, atď. 00:29:16.340 --> 00:29:20.530 A tu potrebujeme zvážiť dve veci: nielen lineárnu rýchlosť, 00:29:20.550 --> 00:29:23.620 ale aj uhlovú rýchlosť pri 00:29:23.640 --> 00:29:25.060 rotácii. 00:29:25.080 --> 00:29:29.060 Preskúmame rôzne rýchlosti: lineárnu rýchlosť, 00:29:29.080 --> 00:29:35.050 uhlovú rýchlosť, a uvidíme duálnosť 00:29:35.070 --> 00:29:39.760 vo vzťahu aplikovaných krútiacich momentov 00:29:39.780 --> 00:29:44.260 v kĺboch a výslednej sily efektora. 00:29:44.280 --> 00:29:46.790 Sily, toto je lineárna... 00:29:46.810 --> 00:29:49.679 Sily, ktoré prináležia lineárnemu pohybu. 00:29:49.700 --> 00:29:54.290 Pohyb, krútiace momenty prislúchajúce uhlovému pohybu. 00:29:54.310 --> 00:29:59.169 Existujúca dualita privoláva Jacobian metódu, model ktorý 00:29:59.190 --> 00:30:05.250 spája rýchlosti k dvom úlohám: prvá 00:30:05.270 --> 00:30:08.450 nájsť vzťah medzi kĺbovými rýchlosťami a rýchlosťami efektora, 00:30:08.470 --> 00:30:11.620 a druhá pri hľadaní vzťahu medzi 00:30:11.640 --> 00:30:17.120 silami aplikovanými do prostredia a krútiacimi momentami aplikovanými 00:30:17.140 --> 00:30:18.220 v motoroch. 00:30:18.240 --> 00:30:21.200 Jacobianova matica hrá veľmi dôležitú úlohu, a ešte 00:30:21.220 --> 00:30:25.360 o tom budeme hovoriť, hlavne pri hľadaní spôsobov 00:30:25.380 --> 00:30:27.880 ako získať Jacobian. 00:30:27.900 --> 00:30:32.400 Ako som už povedal, Jacobian opisuje tento vektor V, 00:30:32.420 --> 00:30:36.280 lineárnu rýchlosť, vektor omega, a uhlovú rýchlosť, 00:30:36.300 --> 00:30:41.879 a vzťahuje sa k kĺbovým rýchlostiam. 00:30:41.900 --> 00:30:45.960 Čiže Jacobian nám určuje tie lineárne 00:30:45.980 --> 00:30:48.200 a kĺbové rýchlosti. 00:30:48.220 --> 00:30:55.780 A neskôr uvidíme, že Jacobian je skutočne 00:30:55.800 --> 00:31:00.970 naviazaný na to ako sú osi robota navrhnuté. 00:31:00.990 --> 00:31:04.820 Ihneď ako tento model pochopíte, budete môcť rozpoznať 00:31:04.840 --> 00:31:08.929 Jacobian, už pri prvom pohľade na robota. 00:31:08.950 --> 00:31:12.200 Pozriete sa na ten stroj a automaticky vidíte ten model, 00:31:12.220 --> 00:31:16.900 keď sa naučíme metódu výpočtu 00:31:16.920 --> 00:31:20.400 lineárnych rýchlostí a uhlových rýchlostí 00:31:20.420 --> 00:31:26.170 pomocou analýzy vplyvu každej z osí vzhľadom 00:31:26.190 --> 00:31:28.870 na výslednú rýchlosť. 00:31:28.890 --> 00:31:34.070 Budeme sa zaoberať aj inverznou kinematikou, 00:31:34.090 --> 00:31:38.530 hoci ju nevyužijeme tak ako sa to už deje 00:31:38.550 --> 00:31:39.860 v priemyselnej robotike. 00:31:39.880 --> 00:31:40.930 Použijeme... 00:31:40.950 --> 00:31:44.930 Preskúmame inverznú kinematiku a pozrieme sa na problémy 00:31:44.950 --> 00:31:46.270 v zmysle mnohorakosti 00:31:46.290 --> 00:31:50.760 riešenia, o tom aké riešenia existujú, 00:31:50.780 --> 00:31:55.560 a preskúmame rôzne techniky k nájdeniu 00:31:55.580 --> 00:31:57.199 týchto riešení. 00:31:57.220 --> 00:32:01.950 Čiže opakujem, inverzná kinematika je o tom ako 00:32:01.970 --> 00:32:03.570 nájsť konfiguráciu pre cieľovú 00:32:03.590 --> 00:32:07.580 pozíciu a orientáciu efektora. 00:32:07.600 --> 00:32:12.020 A použitím týchto riešení, môžme potom 00:32:12.040 --> 00:32:17.730 interpoláciou zistiť kde sa robot nachádza 00:32:17.750 --> 00:32:21.480 a ako ho dostaneme do cieľovej konfigurácie 00:32:21.500 --> 00:32:26.040 hladkou trajektóriou, čo sa rýchlosti 00:32:26.060 --> 00:32:30.260 aj zrýchlenia týka, a napriek iným obmedzeniam, v kĺbovom alebo 00:32:30.280 --> 00:32:34.310 karteziánskom priestore, ktoré môžu byť spôsobené pri 00:32:34.330 --> 00:32:36.860 generovaní trajektórií. 00:32:36.880 --> 00:32:37.880 A toto... 00:32:37.460 --> 00:32:41.640 Teraz sa vraciam nechtiac späť. 00:32:41.660 --> 00:32:45.250 A tak vytvoríme hladké trajektórie, ktoré 00:32:45.270 --> 00:32:50.830 sa stanú hornou hranicou pre rýchlosti 00:32:50.850 --> 00:32:55.149 alebo zrýchlenia, a vyriešime to všetko určením 00:32:55.170 --> 00:32:59.920 interpolácie medzi jednotlivými bodmi. 00:32:59.940 --> 00:33:03.560 A to nás dostane ku skúške v polovici semestra, 00:33:03.580 --> 00:33:07.169 ktorá bude 13. februára. 00:33:07.190 --> 00:33:08.690 Nie je to však piatok trinásteho. 00:33:07.310 --> 00:33:08.310 Je to streda. 00:33:08.310 --> 00:33:11.240 Tak bez obáv. 00:33:11.260 --> 00:33:16.250 A súška sa bude konať v učebni 00:33:16.270 --> 00:33:17.270 v rovnaký čas. 00:33:17.270 --> 00:33:22.280 Jedna hodina je málo času, a preto musíte 00:33:22.300 --> 00:33:30.450 byť pripravení nielen rozpoznať riešenie 00:33:30.470 --> 00:33:33.980 zadania ale ihneď na tom začať 00:33:34.000 --> 00:33:35.000 pracovať. 00:33:35.000 --> 00:33:38.150 Z toho hľadiska je opakovanie dôležité, 00:33:38.170 --> 00:33:41.790 aby ste sa pripravili na skúšku, aby ste 00:33:41.810 --> 00:33:47.370 vedeli vyriešiť každé zadanie, aj keď sa budeme 00:33:47.390 --> 00:33:51.440 snažiť, aby sme sa zadanie dalo stihnúť 00:33:51.460 --> 00:33:53.820 za čas, ktorý budete mať k dispozícii. 00:33:53.840 --> 00:33:58.959 Po skúške potom budeme preberať dynamiku, 00:33:58.980 --> 00:34:01.020 riadenie a iné témy. 00:34:01.040 --> 00:34:04.780 Ale najskôr potrebujeme... 00:34:04.800 --> 00:34:07.710 Ale neviem... 00:34:07.730 --> 00:34:12.560 Koľkí z vás sú mechanickí inžinieri? 00:34:12.580 --> 00:34:16.569 Pozrime sa koľko mechanických inžinierov máme v skupine? 00:34:16.590 --> 00:34:17.600 V poriadku. 00:34:17.620 --> 00:34:19.929 A koľko je tu informatikov? 00:34:19.949 --> 00:34:24.989 Wow. Tak akurát. 00:34:25.010 --> 00:34:29.699 Polovica triedy už rozumie niektorým fyzikálnym modelom 00:34:29.719 --> 00:34:32.870 o ktorých sa budeme učiť, a zvyšná 00:34:32.889 --> 00:34:34.330 polovica zatiaľ nie. 00:34:34.350 --> 00:34:38.319 Ale budem sa venovať dynamike, riadeniu 00:34:38.340 --> 00:34:42.219 a kinematike, úplne od základov, akoby to bola 00:34:42.239 --> 00:34:46.219 pre všetkých nová téma. 00:34:46.239 --> 00:34:49.489 Takže bez obáv, ak aj nemáte žiadnu vedomosť 00:34:49.429 --> 00:34:51.629 z týchto predmetov. 00:34:51.650 --> 00:34:53.989 Pokryjeme všetko od začiatku. 00:34:54.010 --> 00:34:57.120 Od toho, čo je to zotrvačnosť... 00:34:57.139 --> 00:34:58.140 Čo je... 00:34:58.140 --> 00:35:00.759 Ako opíšeme zrýchlenie. 00:35:00.780 --> 00:35:04.210 A potom zadáme dynamiku, čo je 00:35:04.230 --> 00:35:05.420 celkom nenáročné. 00:35:05.440 --> 00:35:12.130 Pamätá si niekto Newtonovu rovnicu? 00:35:12.150 --> 00:35:13.150 Pozrime sa. 00:35:13.150 --> 00:35:21.520 Aký je vzťah medzi silou a zrýchlením? 00:35:21.540 --> 00:35:26.870 Všetci by to mali vedieť. (smiech) Tak, chcem 00:35:26.890 --> 00:35:27.890 to počuť. 00:35:27.890 --> 00:35:28.890 Niekto. 00:35:28.610 --> 00:35:29.610 Ok, v poriadku. 00:35:28.790 --> 00:35:32.900 Hmota, zrýchlenie rovná sa sila. 00:35:32.920 --> 00:35:35.520 To je všetko čo potrebujete vedieť. 00:35:35.540 --> 00:35:40.320 Ak viete, ako sa jedno teleso hýbe pri použití 00:35:40.340 --> 00:35:44.230 sily, budete to môcť všeobecne použiť 00:35:44.250 --> 00:35:48.420 na viaceré častice prislúchajúce pevnému predmetu, a potom ich 00:35:48.440 --> 00:35:52.350 prevediete do štruktúry zložitého 00:35:52.370 --> 00:35:54.330 pohyblivého systému. 00:35:54.350 --> 00:35:58.460 To dúfam preberieme bez problémov. 00:35:58.480 --> 00:36:01.790 Výsledok je dosť zaujímavý. 00:36:01.810 --> 00:36:03.870 Toto je robot. 00:36:03.890 --> 00:36:10.520 Tento robot nie je riadený kĺbovými motormi, 00:36:10.540 --> 00:36:12.600 ale kábalami. 00:36:12.620 --> 00:36:16.790 Naozaj teda aktívna časť robota je odtiaľto 00:36:16.810 --> 00:36:22.049 potiaľto, a tu napravo už vidíme systém 00:36:22.070 --> 00:36:24.630 zložený z motorov a káblov. 00:36:24.650 --> 00:36:28.110 A keď sa zamyslíte nad dynamikou tohoto robota, 00:36:28.130 --> 00:36:29.350 veci sa začnú komplikovať. 00:36:29.370 --> 00:36:31.609 Tu na pravo teda vidíte... 00:36:31.630 --> 00:36:35.020 Toto je ten robot a tu máte nejaký ten 00:36:35.040 --> 00:36:36.040 popis... 00:36:36.040 --> 00:36:37.759 Počkajte, nič asi takto nevidíte. 00:36:37.780 --> 00:36:41.810 Ale všetci máte popis... 00:36:41.830 --> 00:36:47.950 Napríklad, o akú zotrvačnosť ide v prvom kĺbe 00:36:47.970 --> 00:36:48.970 pri pohybe? 00:36:48.970 --> 00:36:52.140 Zotrvačnosť sa mení ako sa teleso hýbe. 00:36:52.160 --> 00:36:58.259 Predstavte si, že rátam so zotrvačnosťou 00:36:58.280 --> 00:36:59.280 ponad touto osou. 00:36:59.280 --> 00:37:05.020 Ak zapojím celé rameno, zotrvačnosť sa zvýši. 00:37:05.040 --> 00:37:08.040 Ak však urobím s ramenom toto, budem mať menšiu 00:37:07.930 --> 00:37:09.899 zotrvačnosť nad touto osou. 00:37:09.920 --> 00:37:11.970 Vačšia zotrvačnosť, menšia zotrvačnosť. 00:37:11.990 --> 00:37:12.990 Čiže konfigurácia... 00:37:12.580 --> 00:37:16.660 Zotrvačnosť kĺbu bude závisieť na 00:37:16.680 --> 00:37:19.040 štruktúre toho kĺbu. 00:37:19.060 --> 00:37:23.570 Uvidíme, že toto všetko v princípe vyplynie samo 00:37:23.590 --> 00:37:29.060 z rovníc, ktoré generuje 00:37:29.080 --> 00:37:30.390 systém zložený z viacerých častí. 00:37:30.410 --> 00:37:37.290 Ale to čo tu my použijeme je veľmi jednoduchý 00:37:37.310 --> 00:37:41.660 opis, ktorý vám pri pohlade na tohto robota 00:37:41.680 --> 00:37:48.190 pomôže určiť všetky charakteristiky, hlavne dynamické 00:37:48.210 --> 00:37:49.940 charakteristiky tohoto kĺbu. 00:37:49.960 --> 00:37:56.380 A môžeme pozorovať spojovacie sily medzi kĺbmi 00:37:56.400 --> 00:38:01.780 navzájom, ktoré závisia od rotačných osí 00:38:01.800 --> 00:38:05.640 a potenciálu celého robota. 00:38:05.660 --> 00:38:08.899 A na to potrebujeme poznať presnú dyaniku, 00:38:08.920 --> 00:38:09.920 ktorú sa naučíme. 00:38:09.920 --> 00:38:15.730 Táto reprezentácia je len skrátenou formou 00:38:15.750 --> 00:38:18.680 popisu, ktorý sa naučíme vďaka Jacobian. 00:38:18.700 --> 00:38:22.080 A ako som povedal v prípade Jacobian, vezmeme popis 00:38:22.100 --> 00:38:26.430 založený na tom ako každý kĺb prispieva k výslednej 00:38:26.450 --> 00:38:28.790 rýchlosti, a spravíme to isté. 00:38:28.810 --> 00:38:33.020 Ako prispieva každý kĺb k výslednej 00:38:33.040 --> 00:38:34.240 inerciálnej sile? 00:38:34.260 --> 00:38:38.110 A keď to zistíme, pozrieme sa na to akú úlohu 00:38:38.130 --> 00:38:42.520 má tento kĺb so svojim prislúchajúcim spojom, 00:38:42.540 --> 00:38:43.540 a ostatné kĺby. 00:38:43.540 --> 00:38:46.940 Jednoducho ich spojíme a uvidíte 00:38:46.960 --> 00:38:49.870 ako sa sformuje celá štruktúra. 00:38:49.890 --> 00:38:54.230 A to sa odlišuje od toho ako Newton a Euler 00:38:54.250 --> 00:39:00.090 definovali dynamiku, čo zakladá na tom 00:39:00.110 --> 00:39:06.290 že zoberieme všetky tieto pevné časti a spojíme ich 00:39:06.310 --> 00:39:07.549 reakčnými silami. 00:39:07.570 --> 00:39:11.250 Čiže ak zoberieme všetky spoje a odstánime kĺby, 00:39:11.270 --> 00:39:12.270 dostaneme spoj. 00:39:12.270 --> 00:39:20.110 Ale keď ostránite kĺb, nahradíte ho 00:39:20.130 --> 00:39:24.850 reakčnými silami, a môžete študovať všetky 00:39:24.870 --> 00:39:27.650 tieto reakčné sily a nájsť tak prepojenie 00:39:27.670 --> 00:39:30.040 medzi silou a zrýchlením. 00:39:30.060 --> 00:39:33.950 A tento spôsob, zvaný Rekurzívna Newtonova a Eulerova 00:39:33.970 --> 00:39:40.839 formula, si bude pýtať zrušenie týchto 00:39:40.860 --> 00:39:45.880 vnútorných síl a zrušenie síl z kontaktu 00:39:45.900 --> 00:39:48.100 medzi pevnými častami. 00:39:48.120 --> 00:39:53.700 A namiesto toho sa zameráme na rýchlosti 00:39:53.720 --> 00:40:00.220 a na energiu ktorá plynie z pohybu 00:40:00.240 --> 00:40:01.799 pevných častíc. 00:40:01.820 --> 00:40:06.360 Ak máte rýchlosť V a omega v strede hmoty, 00:40:06.380 --> 00:40:30.890 viete počítať energiu, kinetickú energiu, 00:40:30.900 --> 00:40:31.900 ktorá 00:40:30.910 --> 00:40:33.410 súvisí s touto pohyblivou hmotnosťou a zotrvačnosťou pevného telesa. 00:40:31.900 --> 00:40:34.400 A po sčítaní kinetickej energie týchto spojov, 00:40:32.800 --> 00:40:35.300 získame celkovú kinetickú energiu systému. 00:40:33.700 --> 00:40:36.200 A potom ak zoberieme tieto rýchlosti a na základe Jacobiana 00:40:34.600 --> 00:40:36.600 vzťah medzi rýchlosťami, pripjíme ich ku kĺbovým 00:40:35.320 --> 00:40:39.030 rýchlostiam, tak získame vlastnosti 00:40:39.050 --> 00:40:40.050 robotovej hmotnosti. 00:40:40.050 --> 00:40:44.150 Čiže metrika hmotnosti bude základnou formou 00:40:44.170 --> 00:40:45.170 Jacobianu. 00:40:45.170 --> 00:40:49.530 A preto budem naliehať na tom, aby ste rozumeli 00:40:49.550 --> 00:40:50.550 Jacobian. 00:40:50.550 --> 00:40:54.160 Keď ho pochopíte, budete mocť aplikovať 00:40:54.180 --> 00:40:57.870 pri hmote a zotrvačnosti a získať dynamiku. 00:40:57.890 --> 00:41:03.529 Po prvom semestri potom môžeme bez problémov 00:41:03.550 --> 00:41:07.890 začať s dynamikou, ak budete rozmumieť Jacobian. 00:41:07.910 --> 00:41:08.910 Dynamika... 00:41:08.910 --> 00:41:12.560 Táto metrika hmoty, ktorá sa vzťahuje na dynamiku systému 00:41:12.580 --> 00:41:18.060 vzíde jednoducho pri sledovaní vzťahov 00:41:18.080 --> 00:41:22.150 rýchlostí centra hmotnosti a vzťahu Jacobian 00:41:22.170 --> 00:41:23.420 k centru hmotnosti. 00:41:23.070 --> 00:41:27.100 V riadení sa budeme zaoberať... 00:41:27.120 --> 00:41:32.130 Tiež si preberieme stručný úvod do riadenia. 00:41:32.150 --> 00:41:37.800 Pozrieme sa len na jeden pružný systém hmotnosti 00:41:37.820 --> 00:41:43.070 a budeme ho analyzovať, a preštudujeme regulátor PD 00:41:43.090 --> 00:41:46.780 alebo PID regulátor, derivácie, alebo 00:41:46.800 --> 00:41:50.570 integrácie derivácie, a potom ich aplikujeme v 00:41:50.590 --> 00:41:57.040 kĺbovom priestore a v pracovnom priestore pridávaním regulátorov 00:41:57.060 --> 00:42:00.730 s dynamickou štruktúrou, tak aby sme dbali 00:42:00.750 --> 00:42:03.480 na dynamiku pri riadení robota. 00:42:03.500 --> 00:42:10.860 A to nás dovedie k veľmi zaujímavej analýze 00:42:10.880 --> 00:42:14.890 dynamiky, a k tomu ako dynamika ovplyvňuje 00:42:14.910 --> 00:42:16.020 správanie sa robota. 00:42:16.040 --> 00:42:20.150 A vidíme, že rovnica pohybu pre dva stupne 00:42:20.170 --> 00:42:24.500 voľnosti sa mení na dve rovnice, ktoré zahŕňajú nielen 00:42:24.520 --> 00:42:27.990 zrýchlenie kĺbu alebo aj zrýchlenie druhého 00:42:28.010 --> 00:42:31.980 kĺbu, rýchlosti, centrifugálnu Coriolisovu 00:42:32.000 --> 00:42:33.660 silu a gravitačnú silu. 00:42:33.680 --> 00:42:39.009 A všetko tieto fakty budú mať efekt, dynamický efekt 00:42:39.030 --> 00:42:41.370 na správanie a zároveň ho narušia. 00:42:41.390 --> 00:42:45.029 Ale budeme pracovať na takej štruktúre, vďaka ktorej budeme môcť 00:42:45.050 --> 00:42:47.800 navrhnúť krútiaci prvý a druhý moment, ktútiace momenty v 00:42:47.230 --> 00:42:52.990 v motore, a generovať správanie, 00:42:53.010 --> 00:42:55.780 ktoré vykompenzuje vedľajšie efekty. 00:42:55.800 --> 00:43:03.020 Čiže toto všetko sú popisy v kĺbovom priestore, teda 00:43:03.040 --> 00:43:07.830 popis krútiaceho momentu a pohybu kĺbu. 00:43:07.850 --> 00:43:13.170 A neskôr uvidíme, že pri riadení robotov, 00:43:13.190 --> 00:43:18.970 môžeme problém zjednodušiť, ak sa zamyslíme 00:43:18.990 --> 00:43:23.629 nad správaním robota pri pohybe 00:43:23.650 --> 00:43:27.480 keď vykonáva nejakú úlohu, a to tak že sa 00:43:27.500 --> 00:43:32.140 do tej úlohy vložíme, tak ako v prípade 00:43:32.160 --> 00:43:35.359 príkladu, ktorý som uviedol, čiže ako posunúť ruku do tejto 00:43:35.380 --> 00:43:40.030 polohy, bez zamýšľania sa nad tým ako sa bude 00:43:40.050 --> 00:43:41.450 hýbať každý kĺb samostatne. 00:43:41.470 --> 00:43:47.459 A túto myšlienku najlepšie vystihneme, ak budeme jednoducho vidieť 00:43:47.480 --> 00:43:52.500 tohoto robota ako je celý priťahovaný 00:43:52.520 --> 00:43:54.020 hýbať sa do cieľovej pozície. 00:43:53.750 --> 00:43:56.590 A to je podobné ľudskému správaniu sa. 00:43:56.610 --> 00:43:59.610 Keď riadite vašu ruku k pohybu do cieľovej 00:43:59.160 --> 00:44:02.600 pozície, v princípe navigujete vašu ruku 00:44:02.620 --> 00:44:03.620 do cieľa. 00:44:03.620 --> 00:44:06.670 A nerozmýšľate nad tým ako sa hýbu kĺby. 00:44:06.690 --> 00:44:11.340 Jednoducho hýbete rukou zapojením týchto síl, 00:44:11.360 --> 00:44:13.260 k pohybu ruky do cieľovej pozície. 00:44:13.280 --> 00:44:18.430 Ako by sme ruku držali a ťahali ju dole 00:44:18.450 --> 00:44:19.450 do cieľa. 00:44:19.450 --> 00:44:25.180 A v počiatočnej konfigurácii nemáte žiaden zámer 00:44:25.200 --> 00:44:28.169 o finálnej konfigurácii ramena. 00:44:28.190 --> 00:44:31.680 Jednoducho uplatňujete silu k dosiahnutiu cieľa, 00:44:31.700 --> 00:44:33.450 a približujete sa cieľu. 00:44:33.470 --> 00:44:37.740 A vytvorením sklonu potenciálnej energie, 00:44:37.760 --> 00:44:40.450 sa môžete posunúť do tej konfigurácie. 00:44:40.470 --> 00:44:44.290 A to je presne to čo sme na tomto príklade videli, 00:44:44.310 --> 00:44:49.560 na tomto robotovi. 00:44:49.580 --> 00:44:53.730 Tento pohyb, ktorý vytvárame... 00:44:53.750 --> 00:44:58.970 Ak pohneme ruku do tejto polohy, vytvorí sa sila 00:44:58.990 --> 00:45:02.870 ktorá priťahuje ako magnet. 00:45:02.890 --> 00:45:06.230 Potiahne to ruku do tejto konfigurácie. 00:45:06.250 --> 00:45:08.410 Ale v tom istom čase, máte... 00:45:08.430 --> 00:45:12.690 V tomto zložitom prípade, máte robota, ktorý stojí a 00:45:12.710 --> 00:45:13.840 musí udržať rovnováhu. 00:45:13.860 --> 00:45:15.810 Čiže existujú aj iné veci, ktoré treba 00:45:15.830 --> 00:45:17.480 zvážiť. 00:45:17.500 --> 00:45:21.260 A tiež pôsobíme inými potenciálnymi 00:45:21.280 --> 00:45:24.640 energiami na zvyšok telesa k udržaniu rovnováhy. 00:45:24.660 --> 00:45:30.629 Keď teda použiijeme túto silu, ono to len nasleduje. 00:45:30.650 --> 00:45:32.050 Ako magnet. 00:45:32.070 --> 00:45:33.690 Nasleduje to túto konfiguráciu. 00:45:33.710 --> 00:45:37.010 Bez výpočtu kĺbových pozícií. 00:45:37.030 --> 00:45:42.230 Jednoducho len používame tieto príťažlivé sily k dosiahnutiu cieľa. 00:45:42.250 --> 00:45:47.040 Môžeme ich využiť tu alebo tam, alebo obe naraz. 00:45:47.060 --> 00:45:58.390 A keď vypnete motory, všetko to spadne. 00:45:58.410 --> 00:46:04.799 Vlastne tak trochu ako človek. 00:46:04.820 --> 00:46:11.670 Keď odrežete svaly (smiech). Vlastne, toto 00:46:11.690 --> 00:46:12.690 prostredie, ktoré sme vyvinuli... 00:46:12.690 --> 00:46:14.180 Je to celkom zaujímavé. 00:46:14.200 --> 00:46:19.799 Nemôžete do toho zasahovať len hýbaním cieľa, 00:46:19.820 --> 00:46:23.320 ale môžete ho potiahnuť za vlas. (smiech) Au. 00:46:23.340 --> 00:46:25.760 Môžete ťahať kdekoľvek. 00:46:25.780 --> 00:46:31.850 Keď kliknem sem, vypočítam doprednú kinematiku a 00:46:31.870 --> 00:46:33.040 Jacobian. 00:46:33.060 --> 00:46:38.720 A používam silu, ktorá vytvorí tú silu 00:46:38.740 --> 00:46:43.049 ktorá sa v motoroch počíta podľa Jacobian, 00:46:43.070 --> 00:46:46.370 a všetko bude reagovať týmto spôsobom. 00:46:46.390 --> 00:46:49.799 Čiže vieme vytvoriť interakciu medzi 00:46:49.820 --> 00:46:54.880 grafikou, kinematikou, a využiť to 00:46:54.900 --> 00:46:55.900 na dynamickom systéme. 00:46:55.900 --> 00:46:58.880 Všetko sa simuluje na tomto laptope. 00:46:58.900 --> 00:47:00.900 A toto je priestor, ktorý nám umožňuje 00:47:00.660 --> 00:47:04.730 robiť veľa zaujímavých simulácii ľudských 00:47:04.750 --> 00:47:09.150 štruktúr. 00:47:09.170 --> 00:47:11.680 Čiže silu použijete a silu transformujete. 00:47:11.700 --> 00:47:15.629 A ako som už spomenul, vzťah medzi silami a krútiacimi momentami 00:47:15.650 --> 00:47:18.150 je tiež Jacobian, a Jacobian hrá veľmi dôležitú 00:47:17.250 --> 00:47:18.250 úlohu. 00:47:18.250 --> 00:47:23.750 A potom pri počítačovej dynamike... všetko čo musíme urobiť je 00:47:23.770 --> 00:47:27.830 rozumieť vzťahu medzi silami použitými 00:47:27.850 --> 00:47:31.049 v efektore a výsledným zrýchlením. 00:47:31.070 --> 00:47:35.080 A keď sme pred chvíľou hovorili o Newtonovom zákone, bola to 00:47:35.100 --> 00:47:39.370 hmota, zrýchlenie rovná sa sile. 00:47:39.390 --> 00:47:41.680 A hmote prislúcha skalárna veličina. 00:47:41.700 --> 00:47:44.339 Ale ide tu o systém mnohých veličín. 00:47:44.360 --> 00:47:47.400 A hmota bude veľké M, výpočet hmotnosti. 00:47:47.420 --> 00:47:55.190 Čiže vzťah medzi silami a zrýchlením nie je 00:47:55.210 --> 00:47:59.150 lineárny, čo znamená, sila a zrýchlenie nie sú v súlade, 00:47:59.170 --> 00:48:01.920 pretože tu ide o metriku. 00:48:01.940 --> 00:48:04.980 A preto treba nadstaviť vzťah medzi 00:48:05.000 --> 00:48:06.230 týmito dvoma. 00:48:06.250 --> 00:48:09.640 A keď už máte tento model, môžete rátať 00:48:09.660 --> 00:48:14.290 dynamikou v našom pôsobení, a môžeme zladiť tieto sily 00:48:14.310 --> 00:48:19.240 k pohybu, a nasmerovať ho tak aby sa vytvorilo vhodné 00:48:19.260 --> 00:48:20.260 zrýchlenie. 00:48:20.260 --> 00:48:27.360 A nakoniec sa musíme zamerať na riadenie 00:48:27.380 --> 00:48:28.380 kontaktu. 00:48:28.380 --> 00:48:34.290 Keď sa totiž hýbete v prietore, to je jedna vec 00:48:34.310 --> 00:48:39.150 ale pohyb v kontaktnom priestore to je niečo iné. 00:48:39.170 --> 00:48:41.790 Použitie tejto sily 00:48:41.810 --> 00:48:45.740 spôsobí obmedzenie v celej štruktúre, a s tými obmedzeniami 00:48:45.760 --> 00:48:49.950 treba rátať a vypočítať normály 00:48:49.970 --> 00:48:54.490 k nájdeniu reakčných síl aby ste mohli riadiť sily 00:48:54.510 --> 00:48:55.660 použité v okolí. 00:48:55.680 --> 00:49:01.279 Musíme sa venovať riadeniu sily, a musíme 00:49:01.300 --> 00:49:06.160 stabilizovať prechod z voľného priestoru do kontaktného priestoru... 00:49:06.180 --> 00:49:09.180 čiže musíme byť schopní kontrolovať tieto kontaktné sily 00:49:09.060 --> 00:49:10.670 pri pohybe. 00:49:10.690 --> 00:49:12.300 A čo je na tom príjemné... 00:49:12.320 --> 00:49:16.000 Ak to urobíte v karteziánskom priestore alebo pracovnom priestore 00:49:16.020 --> 00:49:21.880 podarí sa vám spojiť dve sily do jednej s cieľom 00:49:21.900 --> 00:49:27.700 riadiť robota k priamemu pohybu a kontaktu. 00:49:27.720 --> 00:49:31.859 Spomenul som že sa budeme venovať aj iným témam. 00:49:31.880 --> 00:49:36.290 Bueme mať hosťujúceho lektora, ktorý bude hovoriť o robotickom videní, 00:49:36.310 --> 00:49:41.870 a tiež sa budeme venovať dizajnu. 00:49:41.890 --> 00:49:44.890 Chcel by som hovoriť aj o bezpečnosti, a o 00:49:44.910 --> 00:49:51.490 možnostiach ako urobiť váhovo ľahkých robotov 00:49:51.510 --> 00:50:01.960 s použitým štruktúr, ktoré prispievajú k bezpečnosti a flexibilite 00:50:01.980 --> 00:50:02.980 v ľudskom prostredí. 00:50:02.980 --> 00:50:08.380 A tiež sa potrebujeme venovať plánovaniu pohybu, 00:50:08.400 --> 00:50:11.450 a obzvlášť ak robotov začleňujeme do ľudského prostredia, 00:50:11.470 --> 00:50:14.140 potrebujeme reakčné plánovanie. 00:50:14.160 --> 00:50:17.730 A tu... 00:50:17.750 --> 00:50:22.770 V tomto videu môžete vidieť, ako komplexný robotický systém 00:50:22.790 --> 00:50:27.810 reaguje na prekážy, ktoré sa mu predstavujú. 00:50:27.830 --> 00:50:30.140 Vlastne sa vyhýba prekážkam. 00:50:30.160 --> 00:50:35.560 A to sa deje jednoduchým použitím toho istého konceptu, 00:50:35.580 --> 00:50:38.980 ktorý som spomínal pri pohybe do cieľovej pozície. 00:50:39.000 --> 00:50:42.980 Hovoril som, že môžeme vytvoriť potenciálnu príťažlivú silu. 00:50:43.000 --> 00:50:46.900 Tu, s cieľom vytvoriť pohyb, vytvárame odpudivú 00:50:46.920 --> 00:50:48.480 silu. 00:50:48.500 --> 00:50:53.410 Ako keď priblížite dva magnety, severný a severný, budú sa odpudzovať, 00:50:53.430 --> 00:50:54.960 a presne toto sa tu deje. 00:50:54.980 --> 00:50:59.030 Umelo vytvárame tieto sily a robot sa 00:50:59.050 --> 00:51:00.800 vzďaľuje. 00:51:00.820 --> 00:51:07.010 Ak však berieme do úvahy globálne prostredie, treba pracovať s celým plánom 00:51:07.030 --> 00:51:10.500 aby sme nezostali len na lokálnom minimu, 00:51:10.520 --> 00:51:14.460 a tak použijeme techniky k modifikovaniu pomocných 00:51:14.480 --> 00:51:18.740 konfigurácií, aby a tento robot posúval 00:51:18.760 --> 00:51:22.470 do cieľa podľa tohoto plánu. 00:51:22.490 --> 00:51:25.950 A keď sa zmení prekážka, alebo podmienky, 00:51:25.970 --> 00:51:29.689 trajektória sa zmení, ruka sa hýbe, a to všetko 00:51:29.710 --> 00:51:36.810 v reálnom čase, čo je úžasné v prípade robota 00:51:36.830 --> 00:51:39.140 s týmto počtom stupňov voľnosti. 00:51:39.160 --> 00:51:40.730 Dôvodom je... 00:51:40.750 --> 00:51:43.940 Nie som si istý či sa v tejto téme vyznáte. 00:51:43.960 --> 00:51:45.490 Prepáčte... 00:51:45.510 --> 00:51:50.510 Z hľadiska veľkého počtu stupňov voľnosti, sa plánovane pohybu 00:51:50.530 --> 00:51:52.250 stáva exponenciálnym problémom. 00:51:52.270 --> 00:51:57.730 Bežne ak sa snažíte zmeniť plán phybu, pretože sa pohla jedna prekážka, 00:51:57.750 --> 00:52:02.500 bude to trvať dlhé hodiny v prípade veľkého počtu 00:52:02.520 --> 00:52:03.520 stupňov voľnosti. 00:52:03.530 --> 00:52:08.260 Tu to môžeme vyriešiť celkom jednoducho, pretože 00:52:08.280 --> 00:52:12.890 využívame štruktúru a koncept odpudivých síl, 00:52:12.910 --> 00:52:18.230 čo modifikuje budúcu konfiguráciu 00:52:18.250 --> 00:52:19.440 ... 00:52:19.460 --> 00:52:24.970 Tu máme príklad Indiana Jones, ktorý ide cez prekážky, 00:52:24.990 --> 00:52:29.939 ktoré sa v reálnom čase obmieňajú, 00:52:29.960 --> 00:52:40.070 obmieňajú všetky tieto konfigurácie. 00:52:40.090 --> 00:52:47.950 A všetky tieto výpočty sa dejú v reálnom čase, 00:52:47.970 --> 00:52:50.500 pretože vychádzame s počiatočnej štruktúry 00:52:50.520 --> 00:52:54.940 a postupne obmieňame všetky tieto konfigurácie. 00:52:54.960 --> 00:53:01.380 Ďalšou témou, ktorú som už spomenul je 00:53:01.400 --> 00:53:05.080 využitie digitálneho modelu človeka. 00:53:05.100 --> 00:53:06.980 A učenie sa od človeka 00:53:07.000 --> 00:53:12.050 je veľmi zaujímavé a atraktívne z hľadiska správneho 00:53:12.070 --> 00:53:14.930 riadenia robotov, a tiež pochopenie ľudských 00:53:14.950 --> 00:53:15.950 pohybov. 00:53:15.950 --> 00:53:20.490 V podstate, aktuálne modelujeme pohyb Tai Chi 00:53:20.510 --> 00:53:24.610 a snažíme sa analyzovať a naučiť tieto pohyby. 00:53:24.630 --> 00:53:28.830 Čiže pomocou technológie motion capture môžeme pohyb skopírovať 00:53:28.850 --> 00:53:30.080 na robotovi. 00:53:30.100 --> 00:53:33.279 Ale v skutočnosti dostaneme iba jeden príklad 00:53:33.300 --> 00:53:34.910 pohybu. 00:53:34.930 --> 00:53:39.740 Otázkou je, ako môžeme zovšeobecniť, a nezostať len pri 00:53:39.760 --> 00:53:40.950 jednom určitom pohybe. 00:53:40.970 --> 00:53:44.220 A s týmto cieľom, ak chceme zovšeobecniť, musíme zobrať 00:53:44.220 --> 00:53:47.899 pohyb človeka z "motion capture" a aplikovať ho nielen 00:53:47.920 --> 00:53:51.030 na robotovi, ale na modeli človeka. 00:53:51.050 --> 00:53:54.910 Čiže musíte modelovať človeka, a to obnáša 00:53:54.930 --> 00:53:57.680 modelovanie kostrového systému. 00:53:57.700 --> 00:54:01.160 Takže na tom sme pracovali, a teraz tu máme... 00:54:01.180 --> 00:54:04.359 Toto je novší typ roboticého systému s veľkým počtom 00:54:04.380 --> 00:54:08.380 stupňov voľnosti. 00:54:08.400 --> 00:54:11.150 A toto sa modeluje rovnakým modelom 00:54:10.910 --> 00:54:12.660 kinematiky, dynamiky. 00:54:12.680 --> 00:54:17.620 A tak môžete modelovať aktivitu, čo tu konkrétne zodpovedá svalom, 00:54:17.640 --> 00:54:20.660 a z tohoto sa môžete naučiť všeto dôležité 00:54:20.680 --> 00:54:21.680 o modeli. 00:54:21.680 --> 00:54:23.480 A potom ho budete vedieť riadiť. 00:54:23.500 --> 00:54:24.920 Môžete riadiť... 00:54:24.940 --> 00:54:26.410 Toto je sytetizovaný pohyb. 00:54:26.430 --> 00:54:28.180 A rozumiete ako to funguje. 00:54:27.980 --> 00:54:31.590 Vediete úlohu, a rovnováha sa tu 00:54:31.610 --> 00:54:38.600 udržiava vďaka minimalizácii 00:54:38.620 --> 00:54:42.529 stupňov voľnosti. 00:54:42.550 --> 00:54:45.320 A potom môžete zoberať tieto charateristiky a uplatniť ich 00:54:45.340 --> 00:54:49.190 na robotovi, ale nie kopírovaním trajektórií, 00:54:49.210 --> 00:54:50.990 ale kopírovaním charakteristiky pohybu. 00:54:51.010 --> 00:54:54.380 Je to celkom zaujímavé. 00:54:54.400 --> 00:54:58.540 A tiež sa budeme trochu venovať aj haptike. 00:54:58.560 --> 00:55:02.150 A to rozvinieme trošku viac v Pokročilej Robotike, neskôr na jar, 00:55:02.170 --> 00:55:08.290 ale haptika je veľmi dôležitá, obzvlášť vo 00:55:08.310 --> 00:55:10.120 vzťahu k prostrediu, skutočnému fizickému 00:55:10.140 --> 00:55:11.140 prostrediu. 00:55:11.140 --> 00:55:12.879 Môžete sa dotknúť... 00:55:12.900 --> 00:55:15.400 A teraz máte informáciu, ktorá vám dovolí zrekonštruovať 00:55:15.350 --> 00:55:23.600 povrch a definovať bližšie popis toho čoho sa 00:55:23.620 --> 00:55:30.630 dotýkate a aké normály tu máte. 00:55:30.650 --> 00:55:38.510 Kontakt. (smiech) Priam obdivuhodné. 00:55:38.530 --> 00:55:42.330 Úžasné na tom je, že je to urobené v reálnom čase. 00:55:42.350 --> 00:55:47.319 Keď nás tu raz niekto navštívil z automočného priemyslu, 00:55:47.340 --> 00:55:51.970 povedal: Máte tu model kostrového systému a dobré modely 00:55:51.990 --> 00:55:53.839 na riešenie kontaktu. 00:55:53.860 --> 00:55:58.300 Prečo to nevyužijete na modelovanie zrážky, namiesto 00:55:58.320 --> 00:55:59.490 panáčikov? 00:55:59.510 --> 00:56:00.510 Tak... 00:55:59.600 --> 00:56:04.430 Au. 00:56:04.450 --> 00:56:07.390 Ale jedná sa tu iba o model. 00:56:07.410 --> 00:56:14.000 Ešte toho veľa nasleduje, ale spomeniem 00:56:14.020 --> 00:56:16.530 iba pár vecí o kontakte aj s prekážkami, 00:56:16.550 --> 00:56:20.500 a tiež ako s nimi narábať, a pripojíme 00:56:20.520 --> 00:56:27.140 premiestňovanie, chôdzu s manipuláciou a dynamickými 00:56:27.160 --> 00:56:32.810 schopnosťami ako skákanie, pristávanie, a iné. 00:56:32.830 --> 00:56:37.130 Ok, čo sa to tam deje? 00:56:37.150 --> 00:56:41.240 Aha, toto je iná planéta. 00:56:41.260 --> 00:56:42.510 Idem sem... 00:56:42.130 --> 00:56:48.050 Tak a to nás dovedie na koniec semestra, ktorý bude v 00:56:48.070 --> 00:56:52.150 piatok, 21. marca. 00:56:52.170 --> 00:56:54.310 A čas sa zmení. 00:56:54.330 --> 00:56:55.830 Bude to o 12:15. 00:56:55.630 --> 00:57:02.010 Ešte to oznámime, a verím že sa nám pred tým opäť podarí 00:57:02.030 --> 00:57:04.290 opakovacia hodina. 00:57:04.310 --> 00:57:06.240 Je to na rozvrhu. 00:57:06.260 --> 00:57:10.300 Na tej opakovacej hodine si preberieme všetky predošlé skúšky 00:57:10.320 --> 00:57:16.630 a budete mať dostatok času vyriešiť rôzne zadania. 00:57:16.650 --> 00:57:20.330 A ešte, mimochodm, nie všetko čo vidíte na simuláciách platí 00:57:20.350 --> 00:57:22.730 aj v reálnom svete. 00:57:22.750 --> 00:57:27.070 Pozrime sa, máme tu nejakých lyžiarov? 00:57:27.090 --> 00:57:29.380 Lyžiari. 00:57:29.400 --> 00:57:31.640 Iba toľko? 00:57:31.660 --> 00:57:32.660 Myslel som si že... 00:57:32.260 --> 00:57:33.260 Ok. 00:57:32.350 --> 00:57:33.350 Ok. 00:57:32.440 --> 00:57:39.440 Lyžuje to? 00:57:39.460 --> 00:57:45.560 Pozrime sa na lyžovanie. 00:57:45.580 --> 00:57:47.330 Toto neodporúčam. (smiech) 00:57:46.120 --> 00:57:48.370 S niektorými z vás sa uvidíme v pondelok. Ok.