רובוט אוטונומי

רובוט אוטונומי הוא רובוט המסוגל לבצע משימות מבוקשות, בסביבה מוגדרת מראש, ללא התערבות אדם. לסוגים רבים של רובוטים יש דרגות שונות של אוטונומיה, כלומר רובוטים שונים יכולים להיות אוטונומיים בדרכים שונות. רמה גבוהה של אוטונומיה דרושה בתחומים כמו: חקר החלל (רובוט סייר), ניקוי רצפות (הרובוט אמור להיות מודע לגבולות המשטח שאותו הוא מנקה ולהימנע ממכשולים), כיסוח דשא, ניקוי בריכות, וטיפול בפסולת. רובוטים אוטונומיים נפוצים מאוד בתעשייה. רובוט אוטונומי מוגדר כרובוט המסוגל לעבוד בחופשיות בסביבת העבודה שהוגדרה לו, אך לא מותרות לו כל דרגות החופש האפשריות, יחד עם זאת, סביבת העבודה של הרובוט עשויה להיות לא מסודרת ובעלת פרמטרים המשתנים באופן תמידי. השינוי לא תמיד צפוי מראש, והרובוט האוטונומי אמור לדעת תוך כדי פעולתו להתחשב בפרמטרים אלו (דוגמה: שני רובוטי ריתוך הפועלים זה לצד זה במפעל המייצר מכוניות; היה ורובוט אחד פלש לשטח העבודה של הרובוט השני, הרובוט השני כרובוט אוטונומי אמור לזהות את השינוי בסביבה – נוסף לסביבה עצם זר אשר באופן רגיל לא אמור להיות שם, אמור לדעת להימנע מהתנגשות על ידי שינוי מסלול או הפסקת עבודה או פעולה אחרת שהוגדרה על ידי המהנדס שתכנן את הרובוט) ולהתמודד עם השינוי, בהתאם לאופי המשימה שהרובוט מיועד לה. אחד התחומים החשובים בחקר הרובוטיקה הוא כיצד לאפשר לרובוט להתמודד עם הסביבה שלו, בין אם על הקרקע, מתחת למים, באוויר, מתחת לאדמה או בחלל. לרובוט אוטונומי לחלוטין יש יכולת לבצע את הדברים הבאים: איסוף מידע על הסביבה. עבודה לזמן ממושך ללא התערבות אדם. תנועה, של הרובוט כולו או חלקים ממנו, במרחב ההפעלה המוגדר לו ללא התערבות אדם (המונח מוגדר בחקיקה הישראלית והוא מתייחס לאוסף מגבלות התפעול שהרובוט מוגבל לעבודה במסגרתן – כולל פוליגון גאוגרפי, הגבלת מהירות, הגבלת תנאי מזג אוויר ותנאי תאורה וכיוצא באלו) . הימנעות ממצבים המזיקים לבני אדם, אלא אם כן אלה חלק ממטרות התכנון של הרובוט. שמירה על הישרדותו, תוך תחזוקה עצמית שוטפת, בלי לעבור על הכללים הקודמים. רובוט אוטונומי יכול להיות אף בעל אפשרות לרכישת מיומנויות נוספות על ידי למידה עצמית מסביבת העבודה והסתגלות לשינוי בסביבת עבודה. כיום רובוטים אוטונומיים עדיין דורשים אחזקה שוטפת כמו כל מכונה אחרת. הדרישה הראשונה עבור אוטונומיה גופנית מלאה היא היכולת של הרובוט לדאוג לעצמו, כלומר, לדעת לתחזק את עצמו בהתאם לתנאי סביבה משתנים. רבים מהרובוטים המוגדרים כאוטונומיים הקיימים היום בשוק ועובדים על מצבר (סוללה) נטען, מתחזקים את עצמם בכך שיש ביכולתם אפשרות "לחוש" מתי המצבר חלש ולנווט עצמם לעבר עמדת טעינה (דוגמה: שואב אבק אוטונומי ביתי). תחזוקה עצמית מבוססת על "הפרופריוספציה", או חישה של המצב הפנימי ובנוסף העברת המידע לאדם. בדוגמה לטעינת הסוללה, בטרם שינוי מסלול לטובת חזרה לטעינה, הרובוט יעביר את המסר "Low Battery". חיישן נוסף ברובוטים אוטונומיים אשר נפוץ מאוד הוא חיישן לניטור חום. רובוט מסוג GUI מציג למשתמש נתונים על הרובוט, התצוגה היא עבור המשתמש בלבד, כאשר בפועל הרובוט יכול לתפקד בלי להציג מידע זה. רובוטים אוטונומיים מתוכננים להציג מידע אודות תפקודם על מנת שבכל רגע נתון, שבו עלולה להתרחש תקלה, יוכל אדם להתערב בפעולת הרובוט. זהו יתרון מאחר שהיה וקרתה תקלה שאפשר היה למנוע מראש, תיקון הוא מאוד יקר ולעיתים עלול אף לגרור השבתת הרובוט. סוגי חיישנים נפוצים המשמשים לאחזקה שוטפת: תרמי (חום), מגע, אופטי, קול (אולטראסוני). חישת הסביבה היא קבלת נתונים אודות הסביבה. לרובוט אוטונומי חייבים להיות מגוון חיישנים סביבתיים על מנת לבצע את המשימה לה הוגדר, ולהתרחק מגורמים לא רצויים. חיישנים נפוצים: ספקטרום אלקטרומגנטי, קול, מגע, חיישן כימי (מדמה את חוש הריח אצל האדם), טמפרטורה. לדוגמה: רובוט אוטונומי לאחזקת גינות המכסח דשא, ילמד מהסביבה את הקצב שבו הדשא צומח, ובכך ידע כל כמה זמן עליו לנסוע ולכסח את הדשא, על מנת שיישאר באורך מסוים. ערך מורחב – רובוט צבאי כלי טיס בלתי מאוישים הם בעלי מידה מסוימת של אוטונומיה, אם כי ברובם מתאפשרת גם התערבות מפעיל מהקרקע. כלי הרכב הצבאי גארדיום כולל מידה מסוימת של אוטונומיה המאפשרת לו לסייר בצירים קבועים מראש ולהתחמק ממכשולים במידת הצורך. גם כלי זה מופעל בחלקו על ידי מפעיל אנושי. בינה מלאכותית מדיה וקבצים בנושא רובוט אוטונומי בוויקישיתוף