A.I. Robotics
Dalam Artificial Intelligence tradisional yang merupakan otak
Robor adalah pada unit pengolahan serial.
Ide-ide kunci di balik pendekatan ini adalah:
Representasi, Penalaran, Perencanaan
Membangun Model (misalnya, peta geometris)
Dekomposisi Fungsional, sistem hirarkis
manipulasi Simbol
Behavior-Based Robotics (Brooks, 1996)
Pendekatan Berbasis Perilaku menyatakan bahwa kecerdasan adalah
hasil dari interaksi antara set asynchronous perilaku dan
lingkungan.
Ide-ide kunci di balik pendekatan ini adalah:
Perwujudan
Situatedness
Kompleksitas Muncul
perencanaan ada
Pergeseran Paradigma
Berpikir dan penalaran -> Akting dan berperilaku
Kursi kecerdasan: otak ---> Kursi intelijen: organisme
Kecerdasan Buatan --- > Artificial Life
Pengolahan informasi ---> koordinasi Sensory-motor
pemikiran Cartesian ----> Agen berpusat; tindakan berdasarkan
tempat duduk
Priorities for Robotics From Brooks, 1998
A behavior
Contoh perilaku:
Eksplorasi / perilaku terarah (bergerak dalam arah umum):
tandukan berbasis, mengembara
Perilaku appetitive Goal-oriented (bergerak menuju sebuah
penarik): diskrit objek penarik, daerah penarik
Permusuhan / perilaku pelindung (mencegah tabrakan): menghindari
benda-benda diam, menghindari benda bergerak (escape), agresi
Jalur berikut perilaku (bergerak pada jalur yang ditunjuk):
jalan berikut, navigasi lorong, stripe berikut
Perilaku postural: keseimbangan, stabilitas
Sosial / perilaku koperasi: berbagi, mencari makan,
berkelompok
Perilaku persepsi: pencarian visual, refleks mata
Perilaku Berjalan (untuk robot berkaki): control kiprah
Perilaku-Manipulator khusus (untuk kontrol lengan): mencapai,
bergerak
Perilaku Gripper tangan (untuk akuisisi objek): menggenggam
Modul Perilaku (Brooks, 1986)
Augmented Mesin Finite State:
- Perhitungan lokal
- Mappable ke dalam perangkat keras
- Tidak ada jam global, memori, bus
- Tidak ada model pusat
Arsitektur Subsumption (Brooks, 1986)
Arsitektur dibangun secara bertahap
Mulailah dengan membangun di tingkat terendah kompetensi
Validasi pada robot, debug, menyesuaikan, memvalidasi.
Disesuaikan,
Robot Segera oberoperasi
Arsitektur Subsumption (Brooks, 1986)
lapisan Novel eksploitasi (dimasukkan) kompetensi sebelumnya
perilaku Sebelumnya tidak dimodifikasi
Desain, tes, debug, menyesuaikan, tes, menyesuaikan, ...
Subsumption architecture (Brooks, 1986)
Metodologi
Conflict resolution (resolusi konflik)
Dua robot harus sampai ke ujung lorong sempit.
Hasil perilaku
Intelligent wheelchair (kursi roda cerdas)
TAO1 -Courtesy of Applied AI Systems, Inc.
Architecture
Behavior coordination
Selain Subsumption Arsitektur, ada beberapa cara lain perilaku
koordinasi
Priority Based (subsumption)
Action Selection (Maes, 1989)
Vote Based
Fusion (perpaduan)
MIT historical behavior-based robots (MIT sejarah robot berbasis
perilaku)
MIT Artificial Intelligence Laboratory
Perbandingan (Arkin, 1998)
Aplikasi: entertainment (pertunjukan, hiburan)
Intelijen berbasis teknologi perilaku
Pidato dan interaksi sentuh
Mekanik yang sangat baik
Kemampuan belajar (berjalan)
Perubahan suasana hati
Remote control
Perilaku tongkat
Snapshot gambar
Robot-to-robot interaksi
Aplikasi: asisten
Kolega iRobothelpmateMinerva CMU
menghindari rintangan
video conference internet
surveilans kanto
Aplikasi: transport
Aplikasi: Eksplorasi
Aplikasi: R & D humanoids
Kesimpulan (Brooks)
Intelijen ada di mata pengamat
Dunia adalah model tersendiri yang terbaik
Kesederhanaan adalah suatu kebajikan
Perencanaan adalah cara untuk menghindari mencari tahu apa yang
harus dilakukan selanjutnya
Robustness di hadapan kebisingan atau sensor gagal adalah tujuan
desain
Sistem harus dibangun secara bertahap
Tidak ada representasi, Tidak ada kalibrasi, Tidak ada komputer
yang kompleks.
Tidak ada komunikasi bandwidth tinggi
Lecture 1
Pengantar Robotika
Apa robot ?
Apa yang membuat sesuatu robot ?
Ketika kita dapat mengatakan bahwa ada sesuatu yang robot ?
Apa karakteristik robot ?
Klasifikasi Robot 1 :
Bentuk fisik
Bentuk Humanoid : Berdasarkan tubuh manusia
- Tubuh manusia Lengkap
- Lengan Manusia
- Kaki Manusia ( berjalan )
- Wajah Manusia
Klasifikasi Robot 1 :Bentuk fisikBentuk hewan : Berdasarkan
hewan- Anjing , kucing- ular- Kepiting , lobster , laba-laba-
Monyet , dinosaurus- Kecoa ...Klasifikasi Robot 1 :Bentuk
fisikTeknik berbasis : Jangan menyerupai manusia atauhewan- Robot
untuk eksplorasi ruang angkasa : Mars rover- Pembersih vakum ,
robot makanan - melayani- Robot Pabrik- Robot pengintai
...Klasifikasi Robot 2 :Interaksi dengan penggunaSedikit atau tidak
ada interaksi- Robot eksplorasi Ruang- Robot Pabrik- Tambang
menyapu robot- Sewer - membersihkan robotKlasifikasi Robot 2
:Interaksi dengan penggunabeberapa interaksi- Robot Meal pengiriman
di rumah sakit- Vakum pembersih , rumput - memotong
robotKlasifikasi Robot 2 :Interaksi dengan penggunaBanyak interaksi
yang intensif- Furby- Sony Aibo- Pino- KismetKlasifikasi Robot 3
:otonomiSepenuhnya otonom :Memerlukan sedikit atau tidak ada
kontrol selama operasi- Robot eksplorasi Ruang- Sony
AiboKlasifikasi Robot 3 :otonomiSemi - otonom :Membutuhkan beberapa
kontrol selama operasi- Beberapa robot pabrikKlasifikasi Robot 3
:otonomiNon - otonom :Memerlukan kontrol penuh selama operasi- Tele
robotKlasifikasi Robot 4 :Sedang BelajarSepenuhnya dipelajari :Bisa
belajar dari pengalaman untuk beradaptasi dengan besar berbagai
situasi baru.Tidak ada pembelajaranPerlu dikonfigurasi ulang untuk
setiap perubahan tingkah lakubeberapa pembelajaranBisa belajar dari
pengalaman untuk beradaptasi dengan beberapa situasi baru .
Klasifikasi Robot 5 :
pemakaian
Produksi () :
Robot pabrik , ...
hiburan
- Sony Aibo , ...
layanan
- Vacuum membersihkan , robot makanan - melayani
- Robot eksplorasi ruang angkasa , ...
Lecture 2
Contoh robot
1. Toshiba ApriAlpha
Bentuk : engineering-based
Interaksi : memiliki banyak interaksi
Autonomi: semi
Pembelajaran: tidak ada
Kegunaan: pelayanan
2. Epson Micro-robot
Bentuk : engineering-based
Interaksi : memiliki sedikit interaksi
Autonomi: tidak ada
Pembelajaran: tidak ada
Kegunaan: hiburan
3. Honda Asimo
Bentuk : berbentuk manusia
Interaksi : memiliki banyak interaksi
Autonomi: full
Pembelajaran:
Kegunaan: hiburan
Arsitektur dasar robot
Sensor menerima input dari lingkungan sekitar yang akan diproses
oleh prosesor. Lalu hasilnya akan di artikan dalam reaksi pada
aktuator.
Sensor menerima input dari lingkungan sekitar yang akan diproses
oleh prosesor. Lalu hasilnya akan di artikan dalam reaksi pada
aktuator. Nilai atau output yang diterima oleh actuator akan kirim
ulang ke prosesor sebagai bentuk feedback.
Robotik di bidang multidisiplin
Sensor/input berupa nilai fisika, elektronika, optik,
instrumentasi
Controller/prosesor berupa pemrograman, kecerdasan buatan, ilmu
kognitif, psikologi
Manipulator/actuator berupa dinamika, teori kontrol, teknik
mekanika
Macam macam sensor
a. Switch sensor
b. Sensor berbasis resistor
c. Sensor berbasis cahaya passive
d. Sensor berbasis cahaya aktif
e. Sensor infra-merah
f. Sensor ultrasonik
Switch sensor
Simpel tapi sangat umum digunakan pada tipe sensor
Aplikasi dari switch sensor
a. Contact (touch sensing) Indera sentuhan : contoh, ketika
robot menabrak dinding, atau sebuah lengan robot memegang
sesuatu
b. Limit sensing / batasan penginderaan : ketika sebuah
mekanisme mencapai batas dari perjalanan robot, ini mengakibatkan
sinyal pada motor penggerak akan mati
c. Shaft encoding : sebuah poros yang dilengkapi dengan kontak
saklar yang dapat mengukur seberapa sering dan cepat poros tersebut
berpindah.
Shaft encoder dengan sensor switch
Sensor berbasis resistor
a. Potensiometer
i. Linear vs rotasional
ii. Linear vs logarithmic
b. Sensor dengan kelenturan resistiv
Dikembangkan untuk nintendo powerglove
c. Linear strain gauge
Potensiometer: Linear vs Logarithmic
Linear : sinyal (d
Digunakan pada robotika
Logarithmic : sinyal ( log(d)
Digunakan pada kontrol volume suara (tidak begitu digunakan pada
robotika)
Sensor kelenturan resistiv
a. Digunakan untuk menteksi kerenggangan jari.
b. Bila sensor dibengkokkan, resistansinya berubah.
c. Dapat digunakan untuk menelusuri dinding
Linear Strain Gauge
a. Menggunakan material resistansi yang berubah ketika terjadi
tegangan pada sensor tersebut
b. Digunakan untuk mengukur gaya.
Sensor berbasis cahaya passiv : bekerja dengan cahaya lingkungan
sekitar
Sensor berbasis cahaya aktif
a. Menggunakan sumber cahaya dari sensor itu sendiri, tidak
terpengaruhi oleh cahaya lingkungan sekitar.
b. Menggunakan photo-dioda atau photo-transistor
Meningkatkan sensitifitas.
Waktu respon yang cepat.
Sensor reflektansi : cahaya dipantulkan ke permukaan agar dapat
diterima oleh elemen detektor (penerima photo-dioda)
Break beam sensor : cahaya di pancarkan ke elemen detektor,
setiap gangguan berkas cahaya akan terdeteksi.
Shaft encoder : mengukur perpindahan sudut dan atau kecepatan
rotasi, tapi tidak dapat mengukur arah rotasi.
Sensor infra merah
a. Berbasis reflektansi
b. Berbasis break-beam
c. Biasanya digunakan untuk mengukur jarak, apakah ada objek di
sekitarnya?
d. Sensitivitas dapat ditingkatkan dengan menggunakan
modulasi
Sensor ultra-sonic
a. Biasanya berbasi reflektansi
b. Biasanya digunakan untuk menemukan jarak, berapa jauhkah
suatu objek tersebut?
Sensor untuk interaksi manusia
a. Penglihatan : menggunakan camera
b. Pendengaran : menggunakan mikropon
c. Peraba : menggunakan sensor gaya
d. Penciuman
e. Perasa
Sensor peraba resolusi tinggi : menggunakan selembar kertas
dengan material yang lembut.
Sensor penciuman (olfactory/ smell) : digunakan untuk mendeteksi
asap, kebocoran gas, material berbahaya lainnya. Digunakan pada
robot Banryu untuk memonitor keamanan.
Gambar ditangkap oleh kamera kemudian gambar tersebut di proses
dengan pengolahan gambar sehingga wajah terdeksi, lalu pengenalan
wajah dihasilkan melalui kecerdasan buatan.
Suara diterima melalui mikropon berupa sinyal, kemudian diproses
dengan pengolah suara yang akan menentukan arah dari sumber suara
dan jenis suara. Sehingga didapatkan arti suara dan pengenalan
suara melalui kecerdasan buatan yang telah diterapkan
Lecture 3
Pengantar Robotika
Pengumuman : 1
Download materi kuliah
http://bipinlab.mech.tuat.ac.jp/robotics/LectureN.pdf
Materi kuliah setiap minggu akan tersedia setelah kelas .
http://bipinlab.mech.tuat.ac.jp/robotics/Lecture3.pdf
Pengumuman : 2
Textbook dan buku referensi " R.U.R. "
Karena pendaftaran besar dalam kursus ini,
buku sudah habis terjual di Seikyo .
Sementara itu, ada dua salinan dari buku pelajaran , dan
satu
salinan R.U.R. di perpustakaan. Kedua buku ini
tersedia untuk digunakan di perpustakaan hanya untuk sementara
waktu .
Tapi Seikyo adalah penataan kembali buku-buku , silakan
kunjungi
yang Seikyo untuk memesan buku-buku secepat mungkin !
Banryu robot
FormHumanoidBerbasis HewanBerbasis Rekayasa
InteractionTidak / sedikitBeberapaBanyak
OtonomiPenuhSemiNone
LearningBanyakBeberapaNone
PemakaianProduksiPelayananHiburan
Kemampuan sensorik dan persepsi
diperlukan untuk sebuah robot Jan ken
Untuk menemukan tangan orang lain :
deteksi ( )
Seseorang memiliki dua tangan . Yang satu untuk fokus pada ?
Selalu fokus pada tangan kanan ?
- Pencarian dapat terbatas pada bidang visual kiri robot
Fokus pada tangan yang bergerak ?
- Perlu untuk membandingkan gerakan kedua tangan
Kemampuan sensorik dan persepsi
diperlukan untuk sebuah robot Jan ken
Persyaratan untuk deteksi ( )
Pengolahan lebih lebar lapangan -of - view ( FOV )
algoritma deteksi Motion.
Dapat menggunakan pengetahuan umum tentang manusia tubuh (jika
pengenalan wajah juga diperlukan) .
Pengolahan harus cepat atas area yang luas !
Kenali postur tangan ()
Bedakan antara :
- Buka tapak tangan
- Jari Terbuka
- Tinju tertutup
respon cepat ( keputusan secara real time ) .
Algoritma Pengolahan biasanya lambat
( perlu proses banyak informasi . )
Pengolahan daerah harus dibuat sempit !
Dua pendekatan untuk desainDua-Desain Camera
*Field of view : sudut pandang
*wide fov camera (low resolution) : Kamera FOV lebar (resolusi
rendah)*fast, approximate algorithms: cepat , algoritma
perkiraan*Time-consuming. Detailed algorithms : Memakan waktu.
algoritma rinci*Narrow fov camera (high resolution) : Kamera FOV
sempit ( resolusi tinggi)Dua-Desain Camera Gunakan kamera FOV lebar
untuk mendapatkan gambar besar Cepat , pengolahan perkiraan untuk
menentukandi mana objek yang menarik ( tangan , wajah ,dll) Arahkan
kamera FOV sempit ke wilayah tersebutdimana obyek yang menarik
adalah Dapatkan kecil , gambar resolusi tinggi Detil pengolahan
untuk pengenalan obyekPendekatan desain lainSatu-Desain
CameraGambar ini digunakan dalam robot AprilAlpha robot*wide fov
camera (high resolution) : Kamera FOV lebar (resolusi
tinggi)*Picture data: Data Gambar*large Picture: Gambar Besar*Small
Picture: Gambar Kecil*fast, approximate algorithms: cepat ,
algoritma perkiraan*Time-consuming. Detailed algorithms : Memakan
waktu. algoritma rinciSatu-Desain Camera Gunakan kamera FOV ,
resolusi tinggi dan lebar untuk mendapatkan seluruh gambar Cepat ,
pengolahan perkiraan untuk menentukan di mana objek yang menarik (
tangan , wajah ,dll) Pilih wilayah mana objek bunga Terapkan proses
rinci untuk dipilih daerah untuk pengenalan obyekKenali postur
tangan robot sendiri Pendekatan 1 : proprioseptif ( )umpan balik-
Respon Cepat !- Tapi kemungkinan kesalahan Pendekatan 2 : Gunakan
pengenalan visual- Memakan Waktu- Dapat mendeteksi kesalahan dalam
rutinitas bermotorPendekatan yang digunakan oleh Karfe robot
?Ikhtisar Robot Aktuator Hydraulic ( ) aktuator Pneumatic ( )
aktuator motor elektromagnetik jenis lain dari aktuator- Ultrasonic
( ) Motor- Piezoelectric ( ) actuator- Fleksibel Micro Actuator (
FMA )- Bentuk hafalan Paduan ( SMA )Hydraulic ( ) actuator jenis
motor ( rotary ) atau jenis silinder ( linear ) output daya tinggi
( torsi tinggi ) Kebutuhan tabung , pompa , cairan ( minyak ) dll
Apakah bising , dan mungkin memiliki kebocoran cairan*Banyak
digunakan di pabrik dan robot konstruksiPneumatic ( ) actuator
jenis motor ( rotary ) atau jenis silinder ( linear ) Output Mid -
daya ( torsi menengah ) Kebutuhan tabung , kompresor , dll Bising ,
tapi bersih ( kebocoran udara tidak kotor ) Sulit untuk mengontrol
secara tepat* Banyak digunakan dalam robot pabrik , dan pintu
otomatis .Beberapa robot pribadi juga menggunakannya : lihat Wars
RobotElectric Motors Induksi () motor Synchronous () motor motor
Servo ( AC dan DC ) Brushless DC servo motor motor penggerak
langsung Stepper motor ( motor Pulse ) motor Linea* Paling sering
digunakan dalam semua jenis robotModel Dasar Motor ListrikModel
Dasar Motor Listrik : 2Model Dasar Motor Listrik : 3Karakteristik
Kurva Motor Listrik*Torque-Speed Curve : Kurva torsi kecepatan
tinggi*Torque-Current Curve : Kurva torsi lancerKarakteristik servo
motorHal ini dirancang untuk merespon sinyal kontrollebih akurat
dibandingkan motor tujuan umumUltrasonic Motors Sebuah kristal
piezoelektrik ( ) digunakan untukmembuat gelombang berjalan ( )
Gelombang ini digunakan untuk menggerakkan rotor melalui gesekan (
Tampilkan animasi ! ) Sangat Kecil dan ringan Gesekan berbasis
torsi statis besar pengeremantidak diperlukan Biasanya digunakan
pada lensa kamera* Digunakan dalam robot Epson mikro !Fleksibel
Micro Actuator Ada tiga ruang di dalam tabung . Bagian luar tabung
diperkuatoleh serat yang kuat ( fleksibel namun kuat ! ) Ketika
tekanan meningkat pada setiapruang , tikungan tabung
(bukanpembengkakan )* Ini telah digunakan untuk merancang tamak
yangDesain Kontrol Robotika Kontrol loop terbuka- Pertimbangkan
semua faktor yang tersedia- Membuat rencana aksi- Jalankan rencana
aksi- Tidak ada penyesuaian dalam rencana aksi selama eksekusi !
Kontrol loop tertutup- Perhatikan bagaimana tindakan tersebut
melanjutkan ( umpan balik )- Sesuaikan rencana aksi selama tindakan
jika diperlukan !Open-Loop control*Environment : Lingkungan
Sekitar*Plan action : Rencana aksi*Execution action : Melaksanakan
tindakan Kontrol loop terbuka tidak ' buta ' : dibutuhkan
mempertimbangkan informasi sensorik Tapi setelah rencana aksi
diputuskan , tidak bermain-main dengan selama eksekusi
Sistem Kontrol Open Loop Open loop control atau kontrol lup
terbuka adalah suatu sistem yang keluarannya tidak mempunyai
pengaruh terhadap aksi kontrol. Artinya, sistem kontro terbuka
keluarannya tidak dapat digunakan sebagai umpan balik dalam
masukan.
Dalam suatu sistem kontrol terbuka, keluaran tidak dapat
dibandingkan dengan masukan acuan. Jadi, untuk setiap masukan acuan
berhubungan dengan operasi tertentu, sebagai akibat ketetapan dari
sistem tergantung kalibrasi. Dengan adanya gangguan, system control
open loop tidak dapat melaksanakan tugas sesuai yang diharapkan.
System control open loop dapat digunakan hanya jika hubungan antara
masukan dan keluaran diketahui dan tidak terdapat gangguan internal
maupun eksternal.
Contoh Aplikasi Loop terbuka
- lalu lintas berbasis waktu
- mesin cuci
Contoh Sistem Operasi Pada Mesin Cuci:
Penggilingan pakaian, pemberian sabun, dan pengeringan yang
bekerja sebagai operasi mesin cuci tidak akan berubah (hanya sesuai
dengan yang diinginkan seperti semula) walaupun tingkat kebersihan
pakaian (sebagai keluaran sistem) kurang baik akibat adanya
factor-faktor yang kemungkinan tidak di prediksi sebelumnya.
Gambar Operasi Mesin Cuci
- oven listrik
- Tangga berjalan
- Rolling detektor pada Bandara
Closed-loop control Dalam kontrol loop tertutup , tindakan
dipantau seperti yang sedang dijalankan Actions disesuaikan
seperlunyaSistem loop tertutup (Close Loop)menggunakan pengukuran
keluaran dan mengumpanbalikkan sinyal tersebut untuk dibandingkan
dengan keluaran yang diinginkan (input atau referensi). Atau dengan
kata lain keluaran dapat memberikan efek terhadap besaran masukan
atau besaran yang dikontrol dapat dibandingkan terhadap harga yang
diinginkan. Sinyal diumpan-balikkan terhadap kontroler yang akan
membuat pengubahan terhadap sistem agar keluaran sistem seperti
yang diinginkan.Contoh Aplikasi Loop Tertutup :1. Dispenser
2. Pompa Air Otomatis
3. Setrika Otomatis
Sebagai masukan ke sistem adalah suhu acuan, yang di set secara
tepat oleh thermostat. Outputnya adalah suhu yang dihasilkan
sebenarnya dan sinyalfeedbacknya adalah suhu yang dianggap tidak
sesuai dengan acuan oleh thermostat.
Gambar 1.2. Blok Diagram Sistem Kontrol Loop Tertutup Pada
Setrika Listrik Otomatis
Cara Kerja :Cara kerja dari sistem setrika otomatis ini adalah
dengan memanfaatkan thermostat. Saat suhu acuan diatur (input) arus
litrik akan dialirkan ke elemen pemanas yang akan memanas sampai
panasnya mencapai suhu yang diatur sebagai acuan. Setelah suhu
keluaran mencapai suhu acuan, akan ada sinyal umpan balik ke saklar
temperatur yang nantinya akan memutuskan aliran listrik ke elemen
pemanas agar suhu yang dihasilkan tidak melebihi suhu acuan. Begitu
juga sebaliknya, setelah elemen pemanas tidak mendapatkan arus
listrik, suhu keluaran akan turun dan lebih rendah dari suhu acuan.
Nantinya akan ada sinyal umpan balik ke saklar temperatur untuk
menghubungkan kembali elemen pemanas dengan arus listrik sehingga
suhunya akan naik lagi sampai batas suhu acuan.
4. AC
5. Lemari Es
Pikirkan tentang kegiatan sehari-hari Anda .Tindakan yang berada
di loop terbuka ?Tindakan yang loop tertutup ?Tindakan manusia
berbasis open loop control Berjalan di permukaan yang datar Berlari
Actions selama olahraga : memukul bola tenis dll Juggling dengan
mata tertutup* Waktu eksekusi cepat !Tindakan manusia berdasarkan
loop tertutup control Berjalan pada permukaan berbatu , permukaan
bergelombang Menyeimbangkan pada balok keseimbangan Juggling (
untuk amatir ) Menggenggam dan memilih obyek asing*Waktu eksekusi
lambat !Contoh loop terbuka dankontrol loop tertutup dalam robotika
Berjalan :- Asimo berjalan menaiki tangga : sebagian besar loop
terbuka- Banryu mendaki langkah : loop tertutup- RHex - O loop
terbuka : ( buku : pp 96-97 . )( berdasarkan kecoa ) Juggling :( .
Buku : pp 52-53 ) - DB robot dari ATR :loop terbuka jugglingLoop
terbuka vs loop tertutupcontrol pada manusia dan robot Untuk
manusia control loop tertutup lebih mudah- Lebih sulit juggling
dengan mata tertutup Untuk pemrograman robot , loop tertutupKontrol
lebih sulit- Ini adalah [ relatif ] lebih mudah untuk program robot
untukmelakukan loop terbuka dari loop tertutup jugglingMungkin ada
umpan balik tingkat rendah diKontrol loop terbukaMisalnya, dalam
program ini urutan untuk membuat robot berjalan* Tetapi tidak ada
perubahan dalam Prosedur untuk berjalan , jika robot kehilangan
langkahDi buka kontrol loop juga , mungkin adaumpan balik setelah
tindakan selesai Dalam olahraga , mungkin ada umpan balik setelah
Anda membuat tembakan ( apakah tembakan itu sukses atau tidak ) .
umpan balik ini dapat diperhitungkan dalam perencanaan untuk
tindakan selanjutnya . Namun , jenis umpan balik disebut sedang
belajar.
Macam-Macam Actuator (Motor) Robot
Actuator sendiri adalah komponen yang mengubah energi listrik
menjadi mekanik (gerakan). Fungsi actuator untuk apa? Dalam robot
actuator berfungsi untuk menggerakan robot. Dalam robot beroda,
actuator yang digunakan biasanya Motor DC yang dirangkai dengan
roda. Dan robot bisa berpindah kearah yang dinginkan.
Actuator terbagi menjadi 2 jenis. Ada jenis yang bergerak
berdasarkan rotasi atau putaran. Ada juga actuator linear yang
bergerak lurus.
Yang bergerak berdasarkan rotasi ada:
1. Motor DC. Adalah jenis penggerak yang menggunakan arus searah
(DC) sebagai tenaganya. Arus searah ini nantinya akan dimanfaatkan
oleh kumparan yang ada didalamnya dan menjadi energi mekanik.
Kumparan itu disebut stator (bagian yang tidak berputar), dan
bagian yang berputar disebut rotor.
2. Geared Motor DC. Ini adalah pengembangan dari DC Motor, yang
membedakan adalah dengan adanya penambahan komponen Gear pada
Motor. Gear ini berfungsi untuk menambah torsi (tenaga) pada motor,
atau juga bisa menambah kecepatan.
3. Motor Servo. Pengembangan dari DC Motor juga dan sudah
memiliki Gear, tapi bedanya Motor Servo bisa diatur kecepatannya.
Di dalamnya terdapat Potensio Meter dan Driver Motor, sehingga bisa
diatur dengan derajat. Motor servo bisa digunakan untuk membuat
robot berkaki.
4. Smart Servo. Pengembangan dari Motor Servo, atau jenis Servo
yang lebih pintar. Dimana di dalamnya sudah terdapat Controller
sendiri. Mempunyai sistem feedback yang bisa dipasang pada antar
servo, tidak harus langsung pada kontroller. Untuk pembuatan robot
Humanoid, atau robot yang membutuhkan banyak servo, tapi memiliki
pin sedikit adalah pilihan tepat.
5. Motor Stepper. Prinsip kerja motor Stepper sama seperti Motor
DC, sama-sama menggunakan arus searah (DC). Akan tetapi Stepper
tidak berputar 360 Derajat dalam satu Step, melainkan berputar
dalam beberapa step. Untuk berputar 360 Derajat, stepper bertahap
45 Derajat dahulu dan lanjut ke 45 derajat begitu seterusnya.
Tergantung dari jenis dan spesifikasi Motor Stepper.
6. Geared Motor Stepper. Pengembangan dari Motor Stepper yang
ada penambahan Gear pada motornya. Gear berfungsi untuk menambah
torsi atau tenaga pada motor.
Yang bergerak berdasarkan linear ada:
1. Linear Actuator. Sesuai namanya gerakan dari Linear Actuator
adalah jenis Motor DC yang bergerak linear atau maju mundur.
Gerakan maju mundur tersebut di dapat dari hasil perpindahan dari
roda gigi dengan motor DC rotari. Linear Actuatur juga tentu
memiliki Feedback yang dikirimkan ke Kontroller, membantu
mempermudah pengendalian.
2. Solenoid. Adalah kumparan yang dililitkan memanjang dan
panjangnya jauh lebih besar dari diameter kawatnya.Yang membedakan
Solenoid dengan Linear Actuator tidak menggunakan DC Motor ataupun
Gear untuk menghasilkan gerakan Linear, tapi memang bentuknya sudah
berbeda, bentuknya dibuat untuk bisa bergerak linear. Solenoid
dalam aplikasi sehari-hari biasanya digunakan untuk pengunci pintu
rumah otomatis.
3. Muscle Wire. Adalah kawat otot yang biasa digunakan pada
tangan robot. Fungsinya adalah menggerakan jari-jari tangan
robot.
4. Pneumatic. Adalah jenis actuator yang memanfaatkan tekanan
udara untuk menghasilkan gerakan mekanik linear. Untuk aplikasinya
pneumatic digunakan untuk pekerjaan yang ringan, seperti pada pintu
Bus.
5. Hydraulic. Merupakan jenis actuator yang mirip dengan
Pneumatic, hanya saja hidraulic menggunakan Fluida atau oil yang
dimanfaatkan untuk menghasilkan gerakan mekaniknya. Dan untuk
aplikasinya juga Pneumatic biasa digunakan untuk pekerjaan berat
pada industri.
8 Komponen Utama Dalam Robot
1. Controller. Ini adalah bagian paling utama dalam robot, ini
seperti otak pada manusia. Bagian ini berfungsi untuk menjalankan
program, menerima dan mengolah setiap informasi dari input sensor,
dan juga yang mengirim dan mengendalikan output pada actuator,
indikator, atau juga audio. Program juga di download pada
controller. Pengembangan yang populer saat ini adalah
microcontroller.
Kalau dilihat dari teknis, Microcontroller hanya ada 2
jenis.
1. RISC (Reduced Instruction Set Computer). Jenis yang ini
memiliki intruksi yang terbatas, akan tetapi fasilitasnya lebih
banyak.
2. CISC (Complex Instruction Set Computer). Jenis yang ini
kebalikannya, Intruksinya lebih lengkap, tetapi fasilitas lebih
sedikit.
Sementara dilihat dari banyaknya beredar dipasaran,
Microcontroller terbagi menjadi 3 keluarga besar, yaitu:
1. Intel MCS51. Dilihat dari teknis Microcontroller ini termasuk
kedalam CISC. Pada awalnya dirancang untuk aplikasi chip tunggal,
tetapi modenya sudah diperluas dengan ROM luar 64 KB dan RAM luar
64 KB. Dan itu aksesnya terpisah antara jalur program, dengan jalur
data.Karena kemampuannya MCS51 sering digunakan pada perancangan
awal PLC (Programmable Logic Control).
2. AVR dari Atmel. Singkatan dari Alv and Vegards Risc
processor, adalah Microcontroller jenis RISC 8 bit. AVR jenis
Microcontroller yang paling sering digunakan dalam bidang
elektronika, pembuatan projek elektronika, dan tentu saja robot.
Dan secara umum ada 4 kelas dari AVR ini. Setiap kelas memilik
fungsi, memory, dan peripheral yang berbeda. 4 kelas tersebut
adalah ATTiny, AT90Sxx, ATMega, dan AT86RFxx. Khusus untuk ATMega
adalah yang paling populer, terutama setelah munculnya Arduino.
3. PIC. Dulu Programmable Interface Controller, setelah
berkembang menjadi Programmable Intelligent Computer. Pertama
dikembangkan oleh Divisi Mikroelektronik General Instruments dengan
nama PIC1640. PIC sangat populer digunakan oleh penghoby elektronik
karena biayanya yang murah, terjangkau dimana saja, pengunaannya
yang luas, database yang besar, serta pemogramannya dilakukan
melalui serial pada komputer. Dan juga karena ketahanan dan
kekuatannya, sering dipakai untuk aplikasi lebih besar seperti
industri.
2. Actuator. Bagian ini seperti otot pada manusia. Fungsinya
adalah untuk menggerakan robot. Untuk robot yang beroda biasanya
menggunakan DC Motor, sebagai pemutar roda, dan membuat robot
berpindah tempat. Dan untuk robot yang berjalan menggunakan kaki,
Motor Servo adalah pilihan yang tepat. Motor Sevo adalah DC Motor
yang dapat diatur putarannya. Untuk jenis yang linear Hidraulic,
dan pneumatic juga digunakan untuk penggerak robot.
3.Sensor. Jika manusia memiliki indera maka robot memiliki
sensor. Ada banyak jenis-jenis sensor robot, manusia hanya memiliki
5 indera, robot bisa memiliki sensor dengan jumlah yang tidak
terbatas. Karena robot mahluk elektronik, dan teknologi yang cepat
berkembang.
Jenis-Jenis Sensor Pada Robot
Ada banyak sekali jenis sensor yang bisa ditanamkan pada robot.
Dengan memiliki fungsi yang beragam juga. Diantaranya adalah;
1. Touch Sensor. Adalah jenis sensor yang akan mendeteksi ketika
disentuh, ibarat kulit. Touch Sensor pada dasarnya adalah saklar
yang memiliki berbagai jenis bentuk. Pada robot digunakan untuk
misalnya; mendeteksi objek yang ada pada tangan robot, mencegah
terjadinya tabrakan pada robot beroda, dan masih banyak lagi.
2. Light Sensor. Sensor ini mendeteksi cahaya atau peka terhadap
cahaya disekitarnya. Dengan sensor ini robot dapat mengetahui gelap
dan terang suatu objek, tempat, siang atau malam.
Untuk menentukan gelap dan terang suatu tempat biasa menggunakan
LDR Sensor, sementara untuk keperluan Robot Pengikut Garis (Line
Follower) menggunakan InfraRed Sensor.
3. Color Sensor. Sama seperti light sensor atau Infra Red
sensor, color sensor juga bisa mendeteksi gelap terang dengan
menangkap warna hitam dan putih. Tapi selain itu, Color Sensor juga
dapat mendeteksi warna lainnya seperti merah, biru, kuning, dan
sebagainya. Pada aplikasinya color sensor juga bisa digunakan untuk
membuat robot Line Follower, bahkan yang lebih canggih, yaitu:
dapat mengikuti garis dengan warna yang lebih spesifik.
4. Distance Sensor. Adalah jenis sensor yang digunakan untuk
mendeteksi objek dengan cara mengukur jarak objek tersebut. Sensor
ini bisa mengukur jarak dengan sangat akurat. Dalam robot, Distance
Sensor berguna sebagai mata. Robot dapat melihat objek didepannya
dengan sensor ini. Contoh Distance Sensor yang paling sering
digunakan adalah Ultrasonic sensor. Cara kerjanya sama persis
seperti mulut dan telinga pada kelelawar.
5. Sound Sensor. Mendeteksi suara disekitar robot, fungsinya
tentu saja seperti telinga. Melalui program sensor ini bisa
membedakan suara yang nyaring, suara yang tidak nyaring, dan
hening. Intensitasnya bisa kita atur manual, atau melalui program,
tergantung jenis Sound Sensor yang dipakai. Bahkan untuk jenis
Voice Recognition, itu bisa diprogram untuk mendengar kata (bahasa)
yang digunakan manusia.
6. Balance Sensor. Biasa digunakan untuk membuat robot tetap
seimbang. Mengetahui kemiringan, dan membantu bangun saat robot
terjatuh. Salah satu contohnya adalah Gyroscope, dipakai juga pada
Smartphone.
7. Gas Sensor. Berfungsi untuk mendeteksi berbagai jenis gas
atau asap yang ada disekitar. Seperti hidung pada manusia, dapat
membedakan yang mana gas yang biasa mana gas yang berbahaya. Contoh
penerapan gas Sensor adalah untuk robot penjinak Bom, atau robot
GreenBird.
8. Temperatur Sensor. Sama seperti kulit yang dapat merasakan
panas dan dingin. Dengan temperatur sensor robot dapat mengenali
suhu yang ada disekitarnya.
4. Battery. Merupakan sumber energi bagi robot. Seperti otak
kamu yang membutuhkan nutrisi, dan badan kamu yang membutuhkan
kabohidrat atau vitamin. Listrik adalah darah bagi robot, dan robot
bisa mendapatkan kebutuhan listrik untuk controller, sensor,
actuator dan semua komponen elektronik, dari battery.
1. Baterai Zinc-Carbon. Atau sering disebut juga baterai Heavy
Duty. Ini merupakan jenis baterai yang paling murah, dan ketahanan
paling rendah. Kenapa di sebuat Baterai Zinc-Carbon (Seng-Karbon)?
Karena bagian negatif yang menjadi pembungkus baterai itu terbuat
dari seng (zinc), dan bagian positifnya terbuat dari karbon
(carbon).
2. Baterai Alkaline. Dibandingkan dengan Baterai Zinc-Carbon,
baterai alkaline jauh lebih tahan lama dan tentu saja jauh lebih
mahal. Nama Alkaline sendiri diambil dari "Alkali", yang merupakan
bahan elektrolit Potassium hydroxide, yang digunakan pada baterai
tersebut.
3. Baterai Lithium. Baterai lithium adalah yang paling kuat
diantara baterai sekali pakai lainnya. Dapat bertahan 10 tahun, dan
berkeja pada suhu yang rendah. Karena ketahanannya, sering
digunakan pada memori backup komputer dan juga jam tangan. Baterai
lithium biasa dibentuk seperti uang logam, dan sering disebut
baterai koin atau baterai kancing.
4. Baterai Silver Oxide. Termasuk kedalam baterai yang mahal,
ini disebabkan karena mahalnya harga perak (silver). Dari bentuk
yang kecil dan ringan, baterai silver oxide dapat menghasilkan
energi yang tinggi. Sama seperti baterai lithium, sering disebut
baterai koin atau baterai kancing. Penggunaannya pada jam tanggan,
dan yang lebih tingginya pada aplikasi militer.
5. Baterai Zinc Air Cell. Merupakan baterai standart yang
digunakan pada alat bantu dengar. Sangat tahan lama, dan hanya
memiliki anoda, katodanya memanfaatkan udara disekitar.
6. Baterai Li-Po(Lithium-Polimer). Dibandingkan dengan Li-Ion,
baterai Li-Po memiliki daya tahan jauh lebih baik terutama saat
panas. Dan bisa karena bahannya terbuat dari senyawa polimer,
bentuknya bisa flexsibel. Hanya saja lebih mahal dan masih jarang
ditemukan dipasaran.
7. Baterai Lead Acid. Biasanya dipanggil aki, banyak digunakan
pada kendaraan bermotor. Bentuknya besar dan berat, tidak mungkin
dipasang di perangkat portabel. Tapi masih sangat dibutuhkan untuk
membuat robot mobile, yang berukuran besar dan membutuhkan daya
yang tinggi.
5. Kabel. Jika sebelumnya battery seperti darah, maka kabel ini
seperti urat jalan mengalirnya darah pada setiap komponen pada
robot, dan juga sebagai saraf yang menjadi jalan data untuk input
dan output.
6. Frame. Sebagai tulang yang menyangga antara servo pada robot.
Juga yang membentuk robot menjadi berbagai macam, dan penunjang
penampilan robot. Untuk robot beroda seperti line follower frame
cukup berbentuk kotak, atau lingkaran saja, sebagai penyangga DC
Motor dan tempat meletakan controller.
7. Chassis. Rangka utama pada robot, biasanya menjadi badan bagi
si robot. Biasanya sebuah chassis pada robot dipasang berbagai
macam frame, dengan jumlah lebih banyak.
8. Support. Adalah komponen pendukung terbentuknya robot,
seperti baud dan mur
Lecture 4
Loop terbuka vs kontrol loop tertutup
Beberapa kegiatan dari typical manusia yang ada di loop
tertutup, tetapi robots dapat didesain untuk loop terbuka.
Lompat tali
Dancing, senam, tai-chi
Bermain alat music
Robot bermain alat music
Sebuah contoh sejarah terkenal:
Insinyur prancis Vaucanson merancangrobot yang dapat bermain
flute pada tahun 1738
Vaucanson adalah orang terkenal yang mendesain bebek mechanical
yang bias mengepakkan sayapnya, makan jagung dan mencernanya dengan
asam.(masing sayap yang terkandung lebih dari 400 bagian
bergerak).
Contoh dari robot duck mechanical:
Beberapa contoh dari loop tertutup dari aktivitas manusia yang
mana sangat sulit buat robot:
Koordinasi tangan-mata: - lakukan tugas dengan tangan
berdasarkan umpan balik visual.
Contoh dari negarayang melakukan penelitian : ishikawa lab,
universitas Tokyo.
Berjalan pada permukaan yang rata: robot dapat jatuh secara
natural, robot yang berbentuk animal dapta bekerja lebih baik.
Kerja bersama-sama dengan manusia lain atau hewan.
Review dari dasar control loop tertutup
Simple umpan balik teknik control (on-off control)
Jika kesalahan +ve, putar controller ON
Jika kesalahan ve, putar controller OFF
Digunakan pada: Termostat(pemanas, air conditioner, pemanggang
roti)
Percobaan melacak garis
Menggunakan maju-mundur(kiri-kanan)control.
Variasi waktu t : 0.1 detik, 0.2 detik, 0.5 detik
Hasil:
Jika t kecil maka lambat, tetapi mengikuti garis rapat
Jika t besar kemudian cepat, tapi berosilasi liar sekitar garis
dan kadang-kadang kehilangan itu sama sekali.
Kelemahan control on-off
Memakan waktu, jika kesalahan besar
Berosilasi disekitar Negara yang diinginkan.
Teknik yang lebih baik: control proporsional.
Keuntungan dari control proporsional
Respon cepat saat kesalahan besar
Kesalahan kecil, output control kecil -> kemungkinan kurang
dari osilasi
Kelemahan control proporsional: beberapa kesalahan tetap karena
inersia.
Meningkatkan control proporsional
Harus mengurangi kesalahan steady state
Pendekatan 1: meningkatkan amplification
Jika suatu control kecil mempunyai Output Cmin, tergantung pada
motor Output atau actuator.
Dan amplifikasinya adalah A.
Sehingga steady state errornya:
Yang lebih besar dari A, dan mengecilkan error
Peningkatan Amplifikasi
Meningkatkan control proporsional(2).
Jika kesalahan berlanjut untuk waktu yang lama, maka output
control akan meningkat secara bertahap.
Mengintegrasikan kesalahan, dan akan ditambahkan ke output
control.
Ini disebut control proportional integral, atau PI-control untuk
pendek.
Bagaimana menghapus Osilasi?
tambahkan Redaman
ukur tingkat dimana kesalahan berubah
jika berubah terlalu cepat, berharap overshoot target, dan
mengurangi output control.
Control derivative ini disebut juga Tingkat Kontrol atau
kontrolpra-tinndakan).
Derivatif Kontrol
Dalam kondisi mapan tidak memiliki efek.
Memperlambat laju perubahan output control
Dapat diterapkan dengan control proporsional(PD-control)
Atau dengan control proporsional-Integral(PID-control)
Analog vs Digital Kontrol
Control Analog menggunakan bervariasi kuantitas fisik(seperti
saat ini, posisi, kecepatan, dll) untuk mewakili variable
control.
Sirkuit elektronik, atau sistem mekanik katrol, roda gigi dan
lain digunakan untuk control.
Waktu respons yang cepat tetapi membutuhkan keahlian dalam teori
rangkaian, sistem mekanik,dll.
State of the art analog robot kontroler
Net saraf dirancang oleh Mark Tilden
Mengontrol menstabilkan diriny sendiri, memanfaatkan delay pulsa
sirkuit untuk mengendalikan anggota badan robot.
Pulse delay sirkuit bertindak sebagai buatanneuron untuk
mendorong mptpr servo sesuai dengan urutan yang dipilih, yang
reconfigurable dalam menanggapi sinyal dari sensor local atau jarak
jauh.
Control Digital
semua informasi control diubah menjadi Tingkat digital dengan A/
D converter
biasanya digunakan program computer untuk control, tetapi bias
juga menggunakan digital sirkuit.
Output control diubah oleh D / A converter, jika diperlukan.
Bisa fleksibel tetapi sulit untuk dipahami dan dilaksanankan,
karena tidak intuitif.
Yang perlu dipikirkan:
Pada konversi A / D, beberapa informasi hilang.
Lecture 05
Pengantar Robotika oleh Bipin Indurkhya
Analog vs Representasi Digital.
Dalam sinyal apapun transmisi, penyimpanan, atau pengolahan,
beberapa kebisingan selalu mendapat dicampur dengan informasi.
Representasi Analog dan Noise
Pada representasi analog, setelah suara akan ditambahkan ke
informasi, tidak dapat dihapus.
Dalam sistem analog, satu-satunya kemungkinan untuk mengurangi
kebisingan adalah dengan melindungi dan menjaga sistem dalam
berbagai cara untuk mencegah suara dari memasuki sistem
Representasi Digital dan Noise
Dalam representasi digital, ada teknik untuk mendeteksi
keberadaan noise, setelah itu memasuki sistem -> kode deteksi
kesalahan
Ada teknik bahkan menghilangkan kebisingan dari informasi ->
mengoreksi kesalahan kode
Jumlah informasi yang hilang akibat digitalisasi dapat dibuat
sekecil mungkin dengan menggunakan lebih banyak dan lebih bit.
Empat Pendekatan Kontrol Robot
Kontrol Permusyawaratan
- Berpikir keras, kemudian bertindak
Kontrol Reaktif
- Jangan berpikir, bereaksi!
Hybrid control
- Berpikir dan bertindak independen (secara paralel)
Kontrol berbasis Perilaku
- Pikirkan cara Anda bertindak
Deliberative control
(Berpikir keras, kemudian bertindak)
Digunakan pada awal robotika berbasis Artificial
Intelligence
Pendekatan berbasis Perencanaan
- Ambil semua masukan sensorik yang tersedia
- Pertimbangkan pengetahuan yang tersimpan secara internal
(dunia Model)
- Mempertimbangkan dan mengevaluasi rencana yang mungkin
berbedatindakan
- Pilih yang terbaik atau yang paling efektif rencana
- Jalankan rencana
Simple planning-based control
l
Perencanaan biasanya mencari-based dan membutuhkan dunia
model
Hierarchical planning-based control
Deliberative control
(Manfaat !!!)
Robot dapat mempertimbangkan konsekuensi dari tindakannya, dan
bertindak sehingga untuk menghindari situasi yang tidak diinginkan
dari terjadi.
Hal ini dapat mengambil tindakan yang pada jangka pendek
tampaknya tidak efektif, tapi akhirnya mengarah pada diinginkan
Tujuan --> mendaki bukit.
Robot dapat menyimpan konsekuensi dari tindakannya (keberhasilan
atau kegagalan) dan menggunakannya untuk membuat meningkatkan
rencana waktu berikutnya --> belajar
Deliberative control
(Keterbatasan !!!)
Waktu reaksi Lambat
- Tidak dapat menanggapi keadaan darurat
- Waktu-lag dapat membuat hasil perencanaan kurang efektif atau
bahkan kontraproduktif dalam dunia yang berubah cepat lingkungan
hidup
Reactive control
(Jangan berpikir, bereaksi !!!)
Kopling ketat antara sensor dan aktuator
- Hardware kopling
- Lookup Tabel
Respon Cepat perubahan dan tidak terstruktur lingkungan
hidup
'Stimulus-respon' pendekatan yang ditemukan di banyak hewan.
Contoh control Reaktif di Robotika
Arsitektur Subsumption Rodney Brooks
Perencanaan adalah cara untuk menghindari mencari tahu apa yang
harus dilakukan selanjutnya.
perilaku Kompleks tidak perlu kompleks control.
Intelijen ada di mata pengamat.
Sistem Robot harus dibangun secara bertahap.
tindakan Kompleks dimasukkan tindakan sederhana.
Prinsip lanjut arsitektur subsumption
Robot harus murah dan sederhana.
Dunia model sendiri.
Robot harus kuat di hadapan berisik atau gagal sensor.
Tidak ada representasi. Tidak ada kalibrasi. tak Ada komputer
yang kompleks. Tidak ada bandwidth komunikasi tinggi
(Cepat, murah dan di luar kendali! !!)
Contoh arsitektur subsumption:
Robot mencari makan
Contoh arsitektur subsumption berlapis
FSM untuk robot tiga lapis
( berdasarkan pada Brooks 1987)
Koordinasi dalam subsumption
Dua mekanisme:
- Penghambatan (I): memblokir sinyal dari mencapai aktuator.
- Supresi (S): memblokir sinyal arus dan mengganti dengan sinyal
penekan.
baud rate rendah: tidak ada handshaking
Output lapisan bawah diakses lapisan yang lebih tinggi untuk
membaca.
Reset sinyal untuk mengembalikan perilaku ke keadaan semula.
Reactive control
(Keterbatasan!)
Robot tidak menyimpan banyak informasi
- Tidak ada memori interaksi masa lalu
- Tidak ada representasi internal lingkungan (tidak ada Model
dunia)
- Tidak ada pembelajaran dari pengalaman masa lalu
Semua negara lingkungan yang mungkin harus dipertimbangkan pada
waktu desain
Dapat berubah menjadi perilaku kompulsif obsesif-
Robot tidak bisa menampilkan 'baru' perilaku.
Hybrid control
(Berpikir dan bertindak independen)
Reaksi Modul: Controller
Jaga kebutuhan darurat, seperti menghindari rintangan
Modul Perencanaan: deliberator The
Apakah kegiatan seperti perencanaan memakan waktu
Modul Koordinasi: sequencer The
Mengkoordinasikan dua modul bersama-sama (hanya salah satu
output ke actuator)
Hybrid control
(Arsitektur tiga-layer)
Contoh Tugas Controller
menghindari Tabrakan
Dari tabrakan saat bergerak maju
cadangan perlahan selama beberapa detik
Lain jika tabrakan saat bergerak mundur
Berhenti selama beberapa detik
Lain jika kendala di wilayah dekat
Berhenti
Lain jika kendala di wilayah lanjut
mengatur kecepatan untuk memperlambat
Lain ( Tidak ada hambatan) kecepatan set untuk cepat
Mendeteksi Daerah dekat dan wilayah yang jauh
Arsitektur Kendala pada Controller
Jalankan perilaku primitif
Respon Time-dibatasi
Harus mengakui kegagalan (mengirim sinyal ke sequencer)
Hindari penggunaan negara internal (atau hanya Penggunaan
singkat: berakhir setelah waktu yang tetap).
perilaku berkelanjutan: tidak ada diskontinuitas!
Urutan Tugas
Menentukan perilaku primitif untuk mengeksekusi
Perubahan perilaku pada waktu yang tepat (perintah
controller)
Kirim permintaan untuk deliberator, bila diperlukan
Menerima informasi dari deliberator dan menggunakannya untuk
menentukan urutan perilaku
Deliberator Task
Waktu Melakukan memakan pengolahan:
- Perencanaan, algoritma berbasis pencarian, algoritma kompleks
mesin-vision, dll
Rencana Menghasilkan untuk sequencer untuk mengeksekusi
Menanggapi pertanyaan dari sequencer
Kontrol berbasis perilaku
(Pikirkan cara Anda bertindak)
Berdasarkan biologi hewan dan ilmu kognitif
Banyak Modul:
- Setiap modul menerapkan satu perilaku tertentu
Modul adalah serupa bahwa
- Setiap modul mendapat masukan dari sensor yang relevan dan
dapat mengontrol aktuator yang relevan
- Modul berkomunikasi satu sama lain dan lulus kontrol satu sama
lain yang diperlukan
- Kontrol Terdistribusi: tidak ada modul tertentu bertanggung
jawab
Trade-off dalam pendekatan yang berbeda
Berpikir lambat.
Reaksi harus cepat.
Berpikir memungkinkan melihat ke depan (prediksi) untuk
menghindari situasi yang tidak diinginkan.
Berpikir terlalu lama bisa berbahaya.
Robot membutuhkan banyak informasi yang akurat (model dunia)
untuk berpikir.
Dunia terus berubah sebagai robot ini berpikir, jadi jika
terlalu lama, hasil
berpikir mungkin tidak berlaku.
Shakey, 1970, Stanford
Ghenghis, 1985, MIT
Paradigma berbasis perilaku mempengaruhi baik desain software
dan hardware
Sering diimplementasikan sebagai jaringan saraf
video clips
AIBO family Sony
disimpan diprogram peta kendala avoidance penyampaian informasi
pada interaksi suara layar
tidak ada trek magnetik
jalan diprogram
interaktif, radio-link
Kursi roda Cerdas Terapan Sistem AI
Agriculture mate Applied AI Systems
Robot konstruksi Terapan
Sistem AI
kontrol perilaku berbasis navigasi interaktif dan berbasis
navigasi vision
menghindari rintangan
aktif beamers
Warna vision pelacakan kendala menghindari aktif beamers
Nomad CMU
Mobil kamera
spektrometer
magnetometer
kompas
sampel mineral
Packbot iRobot
semua medan, termasuk tangga 3 kamera radio steering jatuh
saya
Ariel iRobot
bawah air, kepiting-seperti gerak dua sisi dapat dilengkapi
dengan sensor