Điều gì cần nghiên cứu để tham gia vào robot?

Question

Điều gì nên ai đó học ở cấp đại học nếu anh ta/cô ấy muốn tham gia vào robot và xây dựng robot? Cho đến nay 'Cơ điện tử' có vẻ là lĩnh vực tôi đang tìm kiếm? Tôi đã xem xét một số khóa học 'robot' đơn giản nhưng chúng dường như chỉ là về công việc điện và máy tính, và không bao gồm bất kỳ chi tiết nào về việc xây dựng các thành phần cơ khí của robot?

Answer 1

Tôi là chuyên gia tư vấn nghiên cứu robot chuyên nghiệp, với 30 năm kinh nghiệm làm việc cho các tổ chức như SRI International và JPL.

Giống như máy tính, rô-bốt có phân chia khá mạnh giữa phần mềm và phần cứng . Phần cứng được chia nhỏ thành thiết bị truyền động và cảm biến.

Nếu bạn muốn nói: "Tôi muốn nhận được vào máy tính", tôi sẽ giải thích rằng chỉ có một vài kỹ sư phần cứng thực sự thiết kế và build máy tính vật lý - hầu hết các nhà nghiên cứu cho rằng các phần cứng và phần mềm đã được xây dựng đã và sau đó họ lo lắng về phần mềm - cách làm cho hệ thống thực sự hoạt động. Tương tự với robot, việc xây dựng phần cứng là một công việc cho các kỹ sư cơ khí (thiết kế cấu trúc và tản nhiệt), với ít bit và miếng cho các kỹ sư điện (để xác định động cơ) và kỹ sư máy tính (để thiết kế firmware silicon). Các rô-bốt thế hệ tiếp theo cũng sử dụng các nhà thiết kế công nghiệp (để làm cho bên ngoài trông đẹp hơn, và bên trong phù hợp tốt với nhau).

Các khu vực nghiên cứu cho thiết kế truyền động bao gồm bàn tay có ngón; xúc tu; chim ruồi và cánh chim và côn trùng khác; bánh xe tròn; chân; thiết kế phi điện tử cho các khu vực bức xạ cao; và dụng cụ phẫu thuật.

Với máy ảnh trong mọi điện thoại di động, cảm biến thị giác chủ yếu là một vấn đề được giải quyết tại thời điểm này. Các khu vực nghiên cứu cho thiết kế cảm biến bao gồm da xúc giác linh hoạt thông minh, cảm biến sóng não và các cảm biến y sinh khác. Vẫn còn một số chỗ cho cảm biến lực tốt. Những sự sụp đổ trong các lĩnh vực kỹ thuật vật liệu, kỹ thuật máy tính, kỹ thuật cơ khí, và kỹ thuật y sinh học.

Để điều khiển các thiết bị truyền động đúng cách để chúng không bị rung, bạn cần một kỹ sư điều khiển lý thuyết điều khiển. Bắt đầu với biến đổi Fourier để bạn có thể hiểu z-transforms. Đường cong học tập về toán học này là cực kỳ dốc, và nghề nghiệp là khá ít, do đó, hoặc bạn phải được sinh ra để trở thành một kỹ sư kiểm soát hoặc bạn nên để người khác xử lý các chi tiết cấp thấp hơn cho bạn.

Xử lý tín hiệu, cho trình điều khiển cảm biến mức trung bình và thấp, đã nằm trong miền của EEs trong lịch sử. Điều này làm việc theo cách của nó lên đến xử lý hình ảnh, mà thuộc khoa học máy tính, và sau đó sự hiểu biết hình ảnh, đó là trong A.I. chi nhánh của CS.

Tuy nhiên, như tôi đã đề cập, phần cứng, phần mềm và trình điều khiển là tất cả các chi tiết sản xuất mà bạn giải quyết một lần và sau đó bán vĩnh viễn. Bất kỳ ai cũng có thể mua bộ đồ chơi Lego hoặc Bioloids ngay bây giờ và bắt đầu làm việc với động cơ. Nó không giống như năm 2006, khi robot hình người của Fujitsu HOAP mà chúng tôi đang làm việc với JPL là một món quà đặc biệt có giá 50.000 đô la.

Hầu hết những gì tôi xem là công việc thực sự thú vị bắt đầu bằng cách giả định phần cứng và trình điều khiển đã được hoàn thành - và sau đó, bạn làm với hệ thống? Điều này là hoàn toàn trong lĩnh vực phần mềm.

Phần mềm rô bốt kiểm soát bắt đầu bằng trình mô phỏng 3D, lần lượt dựa trên động học chuyển tiếp; cuối cùng là động học nghịch đảo; động lực, nếu bạn cảm thấy thích nó; và mô phỏng vật lý-động cơ. Toán học ở đây xoay quanh các vị trí [vị trí + hướng], được biểu diễn tốt nhất bằng cách sử dụng ma trận chuyển đổi tọa độ đồng nhất [4x4]. Đây không phải là rất khó, và bạn có thể có được một nền tảng tốt trong chúng từ bất kỳ sách giáo khoa đồ họa máy tính nào. Đảm bảo bạn tuân theo tôn giáo sau khi nhân với ma trận kết thúc bằng một vectơ cột ở bên phải; điều này cho phép bạn nối chuỗi động từ cơ sở đến thắt lưng-to-vai-sang-khuỷu tay-đến-khuỷu tay theo cách bạn sẽ có thể hiểu được. Sách giáo khoa ban đầu được đề xuất premultiplying sử dụng vector hàng, bởi vì họ nghĩ rằng nó sẽ không tạo ra sự khác biệt. Nó có.

Tất nhiên động cơ vật lý đòi hỏi kiến ​​thức về vật lý.

Xử lý cấp cao hơn được thực hiện bằng cách sử dụng trí tuệ nhân tạo, thường là các hệ thống dựa trên quy tắc. Xử lý ngôn ngữ tự nhiên cũng có thể liên kết với ngôn ngữ học và ngữ âm học. Nhận dạng giọng nói và phát biểu tiếng nói một lần nữa chủ yếu là xử lý tín hiệu, được dạy trong EE và CS. Những tiến bộ gần đây hoạt động trên Dữ liệu lớn, sử dụng số liệu thống kê, lý luận Bayesian và không gian vectơ cơ sở (từ toán học).

Robotics chưa bị hỏng. Nó vẫn còn ở cấp độ điện thoại di động là lúc Gordon Gecko đang đi trên bãi biển nói vào một "điện thoại di động" kích thước của một chiếc giày.Tôi không thấy robot trở nên phổ biến trước năm 2020. Khoảng năm 2025, là một lập trình viên robot sẽ có nhu cầu nhiều như là một lập trình viên ứng dụng hiện nay. Nhiều nghiên cứu của A.I. Bắt đầu sớm.

Chúc may mắn. Tôi hi vọng cái này giúp được.

nhà nước-of-the-art hình người thiết kế hệ thống robot như năm 2006 [phim ngắn]: http://www.seqcon.com/caseJPL.html

mức Very high sơ đồ khối của các thành phần [đồ họa]: http://www.seqcon.com/images/SystemSchematic640.gif

Answer 2

Kỹ thuật cơ khí và điện tử và khoa học máy tính.

Kỹ thuật cơ khí sẽ thông báo các lựa chọn về servo, liên kết, bánh răng và tất cả các thành phần cơ khí khác.

Lý thuyết điều khiển là điểm giao nhau của kỹ thuật cơ khí và điện. Bạn sẽ cần điều đó.

Vì vậy, nhiều điều khiển là kỹ thuật số trong những ngày này, vì vậy EE và khoa học máy tính sẽ là một phần của nó.

Đó là một lĩnh vực lớn. Chúc may mắn.

Answer 3

Mechtronics là lĩnh vực nghiên cứu hiện tại dành cho những người quan tâm đến người máy. Nó kết hợp cơ khí, điện, điều khiển và phần mềm liên quan đến robot.

Trước đây chúng tôi đến từ nhiều nền tảng khác nhau, kỹ sư cơ khí, điện, điện tử và phần mềm. Tôi là một kỹ sư ứng dụng cho nhà sản xuất robot. Tôi bắt đầu vào hệ thống điện tử, chuyển sang thiết bị kiểm tra tự động, sau đó đến hệ thống phân phối vật liệu tự động, tôi đã trở thành một kỹ thuật viên và người quản lý dịch vụ robot sau đó chuyển sang lập trình và đào tạo ứng dụng.

Một lưu ý cuối cùng, được chuẩn bị để tiếp tục học tập. Đây là một lĩnh vực liên tục thay đổi và phát triển.

Answer 4

Robot công nghiệp thường được handeled bởi kỹ sư cơ khí, và thể thao/đội robot bằng electr electr, điện tử engr, hoặc chuyên ngành khoa học máy tính. Tất cả phụ thuộc vào ý nghĩa của "người máy". Ngoài ra, trong trường hợp không ai khác đề cập đến nó, một bằng Thạc sĩ là mạnh mẽ bị sắp xếp.

Là phần thưởng bổ sung mà toán học được sử dụng trong robot công nghiệp, được liên kết trực tiếp với toán học để phát triển trò chơi. Không có một đường cắt rõ ràng nào được cho là đang làm gì trong robot.

Answer 5

Tôi rất muốn giới thiệu nhìn vào Artificial Intelligence for Robotics trên Udacity, đây là khóa học rất thú vị bao gồm phần mềm và phần AI. Ngoài ra Coursera cung cấp khóa học rô bốt trực tuyến miễn phí và các khóa học khác rất phù hợp và hữu ích cho Robotics.