Prírodou inšpirované algoritmy

Filozofia skupinovej spolupráce servisných robotov ako poloautonómnych robotov

Servisný robot (SR) môžeme definovať ako predprogramovateľné mechanické zariadenie na báze senzorov, ktoré vykonávajú danú úlohu podľa povelov od užívateľa v bežnom prostredí. V tejto definícií sa servisný robot nachádza niekde medzi priemyselným robotom a terénnym robotom.

Na medzinárodnej konferencii Internacional Workshop on Biorobotics: Human-Robot Sybiosis v Tsukube (Japonsko) M.EJIRI označil nasledujúce požiadavky kladené na SR:

• priateľské a združené interfacery
         
• jednoduchá konštrukcia
         
• funkcie, ktoré sú ľahko zrozumiteľné človeku
         
• jemné vystupovanie v súlade s okolím.

• projekcia SR je spoločenská činnosť a SR sú zástupcami spoločnosti
• SR musia tolerovať nejednoznačnosť
• všetky aplikácie sú reaplikovateľné

Snahou pri projektovaní je navrhnúť skupinu SR pracujúcich na základe skupinovej spolupráce poloautonómnych robotov alebo manipulátorov, ktoré sú vzájomne sieťovo spojené a komunikácia medzi robotmi a okolitým prostredím prebieha pomocou senzorov.

Konečným cieľom rozvoja je vybudovať malú skupinu z relatívne jednoduchými robotmi, ktoré majú špecifickú štruktúru a limitované funkcie. Je ťažké alebo nemožné navrhnúť jeden robot, ktorý by spĺňal všetky požiadavky viacerých aplikácii. V prípade modulárnej architektúry je možné navrhnúť optimálnu konfiguráciu robota alebo manipulátora pre špecifickú úlohu. Pri zmene požiadaviek je možné systém prekonfigurovať bez veľkých nákladov. Splnenie týchto požiadaviek je možné na základe modulárneho prístupu k architektúre týchto zariadení. Na podobnom princípe je možné riešiť aj riadiace systémy. Každý z týchto jednoduchých robotov spolupracuje s operátorom a vzájomne vytvárajú účelný systém. Jednotlivé roboty sú spojené do inteligentnej robotickej siete. Podobnú sieť navrhli a prezentovali v Agency of Industrial Science and Technology v Japonsku.

Pri návrhu robotických systémov by sme mali navrhnúť také servisné roboty, ktoré sa primerane prispôsobia zmenám okolia, napr. použitie signalizačných návestí k identifikácii dverí alebo jednotlivých izieb zväčšuje celkovú cenu systému, ale značne zjednodušuje navigáciu SR pri plnení úloh. Ďalšie pomocné technológie, ktoré zjednodušujú plnenie úloh pri zmene okolia zvyšujú celkové náklady na stavbu systému, hoci by bolo príjemné mať autonómnu navigáciu na senzorickom základe. Musíme vyrovnať zložitosť systému a náklady s užitočnosťou systému. Miera zmien okolia bude samozrejme rozdielna z aplikácie na aplikáciu.

Ako prvý servisný domáci robot sa používa robot iRobot-Le a je riadený cez web browser z ľubovolného miesta vo svete. Je to výkonný osobný počítač so senzormi, ktoré umožňujú analyzovať prostredie okolo seba. S týmto robotom je možné ísť kamkoľvek v dome napr. aj hore schodmi. iRobot-Le je vhodný pre úlohy ako sledovanie domu, kým človek je v práci alebo na dovolenke, robot vie taktiež komunikovať, je schopný sledovať babysitter či sa vhodne stará o vaše deti, prípadne komunikovať s ňou, ďalej sledovať a komunikovať so staviteľmi vášho domu na diaľku. Na riadenie robota sú dve možnosti. Prvá ak je človek na rovnakom mieste ako robot, možno ho ovládať pomocou diaľkového ovládača. Druhá ak sa človek nachádza na inom mieste, tak cez web browser, kde sa po zadaní určitých údajov objaví čo robot vidí a počuje. Program umožňuje pomocou myšky ovládať robota, napr. ktorým smerom má ísť, kam sa má pozrieť, čo má vykonať.