Մարդանման ռոբոտ

Մարդանման ռոբոտ, (անգլ.`Humanoid Robot), ռոբոտ է, որը արտաքին տեսքով նման է մարդու մարմնին։ Դիզայնը կարող է լինել ֆունկցիոնալ նպատակների համար, ինչպիսիք են մարդկային գործիքների և միջավայրի հետ փոխազդեցությունը, փորձարարական նպատակներով, օրինակ՝ երկոտանի շարժման ուսումնասիրություն կամ այլ նպատակների համար։ Ընդհանուր առմամբ, մարդանման ռոբոտներն ունեն մարմին, գլուխ, երկու ձեռք և երկու ոտք, թեև որոշ մարդանման ռոբոտներ կարող են կրկնօրինակել մարմնի միայն մի մասը, օրինակ՝ գոտկատեղից վեր։ Որոշ մարդանման ռոբոտներ ունեն նաև գլուխներ, որոնք նախատեսված են կրկնելու մարդու դեմքի հատկությունները, ինչպիսիք են աչքերը և բերանը։ Անդրոիդները մարդանման ռոբոտներ են, որոնք ստեղծվել են էսթետիկորեն մարդկանց նմանվելու համար ։

Նպատակ

Մարդանման ռոբոտներն այժմ օգտագործվում են որպես հետազոտական ​​գործիքներ մի շարք գիտական ​​ոլորտներում։ Հետազոտողները ուսումնասիրում են մարդու մարմնի կառուցվածքը և վարքը (բիոմեխանիկա)՝ մարդանման ռոբոտներ ստեղծելու համար։ Մյուս կողմից, մարդու մարմինը նմանակելու փորձը տանում է դեպի այն ավելի լավ հասկանալու։ Մարդկային ճանաչողությունը ուսումնասիրության ոլորտ է, որը կենտրոնացած է այն բանի վրա, թե ինչպես են մարդիկ սովորում զգայական տեղեկատվությունից `ընկալման և շարժիչ հմտություններ ձեռք բերելու համար ։

Այս գիտելիքն օգտագործվում է մարդկային վարքի հաշվողական մոդելներ մշակելու համար և ժամանակի ընթացքում այն ​​բարելավվում է:Թեև հումանոիդ հետազոտության սկզբնական նպատակը մարդկանց համար ավելի լավ օրթեզ և պրոթեզ ստեղծելն էր , գիտելիքը փոխանցվել է երկու առարկաների միջև։ Մի քանի օրինակներ են նեյրոմկանային խանգարումների, կոճ-ոտնաթաթի օրթոզների, կենսաբանական ռեալիստական ​​ոտքի պրոթեզների և նախաբազկի պրոթեզների համար նախատեսված ոտքի պրոթեզը։

Հետազոտությունից բացի, մշակվում են մարդանման ռոբոտներ, որոնք պետք է կատարեն մարդկային խնդիրներ, ինչպիսիք են անձնական օգնությունը, որի միջոցով նրանք պետք է կարողանան օգնել հիվանդներին և տարեցներին, ինչպես նաև կեղտոտ կամ վտանգավոր աշխատանքներին։ Հումանոիդները հարմար են նաև ընթացակարգային որոշ մասնագիտությունների համար, ինչպիսիք են ընդունարանի ադմինիստրատորները և ավտոմոբիլային արտադրության գծի աշխատողները։ Ըստ էության, քանի որ նրանք կարող են օգտագործել գործիքներ և գործարկել մարդկային ձևի համար նախատեսված սարքավորումներ և տրանսպորտային միջոցներ, հումանոիդները տեսականորեն կարող են կատարել ցանկացած խնդիր, որը կարող է մարդ արարածը, քանի դեռ նրանք ունեն համապատասխան ծրագրակազմ ։ Այնուամենայնիվ, դա անելու բարդությունը հսկայական է։

Գործարկիչներ 
Գործարկիչները ռոբոտի շարժման համար պատասխանատու շարժիչներն են:Հումանոիդ ռոբոտները կառուցված են այնպես, որ նրանք նմանակում են մարդու մարմնին, ուստի նրանք օգտագործում են շարժիչներ, որոնք գործում են մկանների և հոդերի պես , թեև այլ կառուցվածքով։ Մարդու շարժման նման ազդեցության հասնելու համար մարդանման ռոբոտներն օգտագործում են հիմնականում պտտվող շարժիչներ։ Դրանք կարող են լինել կամ էլեկտրական, օդաճնշական , հիդրավլիկ , պիեզոէլեկտրական կամ ուլտրաձայնային :Հիդրավլիկ և էլեկտրական շարժիչներն ունեն շատ կոշտ վարքագիծ և կարող են գործել միայն համապատասխան կերպով՝ համեմատաբար բարդ հետադարձ կապի կառավարման ռազմավարությունների կիրառմամբ։ Մինչ էլեկտրական առանց առանցքային շարժիչային շարժիչներն ավելի հարմար են բարձր արագության և ցածր բեռնվածության համար, հիդրավլիկներն աշխատում են լավ ցածր արագության և բարձր բեռնվածության դեպքում ։

Պիեզոէլեկտրական ակտուատորները լարման կիրառման դեպքում առաջացնում են փոքր շարժում՝ մեծ ուժի ունակությամբ։ Դրանք կարող են օգտագործվել գերճշգրիտ դիրքավորման և ստատիկ կամ դինամիկ իրավիճակներում բարձր ուժեր կամ ճնշումներ առաջացնելու և վարելու համար:Ուլտրաձայնային գործարկիչները նախատեսված են միկրոմետրերի կարգով շարժումներ արտադրելու ուլտրաձայնային հաճախականությունների վրա (ավելի քան 20 կՀց)։ 

Դրանք օգտակար են թրթռումը վերահսկելու, հավելվածների դիրքավորման և արագ միացման համար:Օդաճնշական շարժիչները գործում են գազի սեղմելիության հիման վրա ։ Երբ դրանք փքվում են, նրանք ընդլայնվում են առանցքի երկայնքով, իսկ երբ նրանք փչում են, նրանք կծկվում են։ Եթե ​​մի ծայրը ֆիքսված է, մյուսը կշարժվի գծային հետագծով ։ Այս ակտուատորները նախատեսված են ցածր արագության և ցածր/միջին ծանրաբեռնվածության համար։ Օդաճնշական շարժիչների միջև կան՝ բալոններ , փչակներ , օդաճնշական շարժիչներ, օդաճնշական աստիճանային շարժիչներ և օդաճնշական արհեստական մկաններ ։

Պլանավորում և վերահսկում 
Պլանավորման եւ վերահսկողության, էական տարբերությունն humanoids եւ այլ տեսակի ռոբոտների (նման արդյունաբերական նորերը) այն է, որ շարժումը ռոբոտը պետք է լինի մարդու նման, օգտագործելով ոտանի տեղաշարժի, հատկապես երկոտանի քայլվածք . Նորմալ քայլելու ժամանակ մարդանման շարժումների իդեալական պլանավորումը պետք է հանգեցնի էներգիայի նվազագույն սպառման, ինչպես դա տեղի է ունենում մարդու մարմնում։ Այդ իսկ պատճառով այս տեսակի կառույցների դինամիկայի և վերահսկման ուսումնասիրությունները գնալով ավելի կարևոր են դարձել M:

Մակերեւույթի վրա քայլող երկոտանի ռոբոտների կայունացման հարցը մեծ նշանակություն ունի։ Որպես հսկողության նպատակ կարող է ընտրվել ռոբոտի ձգողականության կենտրոնի պահպանումը կրող տարածքի կենտրոնի վրա՝ կայուն դիրք ապահովելու համար։ 

Է պահպանել դինամիկ հավասարակշռությունը ընթացքում զբոսաշրջություն , մի ռոբոտը անհրաժեշտ տեղեկատվություն մասին շփման ուժի եւ դրա ընթացիկ եւ ցանկալի միջնորդությունը։ Այս խնդրի լուծումը հիմնված է հիմնական հայեցակարգի վրա՝ Զրոյական պահի կետը (ZMP) .:

Առանձնահատկություններ 
Humanoid Robot-ն ունի ինչպես նաև առնանձնահատկություններ այնպես էլ թերություններ, որոնք ներկայացված են ստորև։

Առավելություններ 
Առավելությունը, որ նրանք շարժվում են, տեղեկատվություն են հավաքում (օգտագործելով սենսորներ) «իրական աշխարհի» վրա և փոխազդում են դրա հետ։ Նրանք անշարժ չեն մնում գործարանային մանիպուլյատորների և այլ ռոբոտների պես, որոնք աշխատում են բարձր կառուցվածք ունեցող միջավայրում։ Որպեսզի հումանոիդները կարողանան շարժվել բարդ միջավայրերում, պլանավորումը և վերահսկումը պետք է կենտրոնանան ինքնաբախումների հայտնաբերման, ճանապարհի պլանավորման և խոչընդոտներից խուսափելու վրա ։

Թերություններ 
Հումանոիդ ռոբոտները դեռ չունեն մարդու մարմնի որոշ առանձնահատկություններ։ Դրանք ներառում են փոփոխական ճկունությամբ կառույցներ, որոնք ապահովում են անվտանգություն (ռոբոտին և մարդկանց) և շարժումների ավելորդությունը, այսինքն՝ ավելի շատ ազատության աստիճաններ և հետևաբար առաջադրանքների լայն հասանելիություն։ Չնայած այս բնութագրերը ցանկալի են մարդանման ռոբոտների համար, դրանք ավելի բարդություն և նոր խնդիրներ կբերեն պլանավորման և վերահսկման համար։ Ամբողջ մարմնի հսկողության ոլորտը վերաբերում է այս խնդիրներին և անդրադառնում է ազատության բազմաթիվ աստիճանների պատշաճ համակարգմանը, օրինակ՝ մի քանի հսկողության առաջադրանքների միաժամանակյա իրականացումը՝ պահպանելով առաջնահերթության տրված կարգը։

Արտաքին հղումներ 

https://www.asme.org/topics-resources/content/10-humanoid-robots-of-2020
https://www.sciencedirect.com/topics/computer-science/humanoid-robots
https://www.bbc.com/news/technology-57693923
https://www.electrocraft.com/motors-for/robotics/humanoid-robots/
https://www.sciencedaily.com/terms/humanoid_robot.htm
https://www.britannica.com/technology/robot-technology
https://www.universal-robots.com/ru/

Ծանոթագրություններ

Գրականություն 
Carpenter, J., Davis, J., Erwin‐Stewart, N., Lee. T., Bransford, J. & Vye, N. (2009). Gender representation in humanoid robots for domestic use. International Journal of Social Robotics (special issue). 1 (3), 261‐265. The Netherlands: Springer.
Carpenter, J., Davis, J., Erwin‐Stewart, N., Lee. T., Bransford, J. & Vye, N. (2008). Invisible machinery in function, not form: User expectations of a domestic humanoid robot. Proceedings of 6th conference on Design and Emotion. Hong Kong, China.
Williams, Karl P. (2004). Build Your Own Human Robots: 6 Amazing and Affordable Projects. McGraw-Hill/TAB Electronics. . .
Glaser, Horst Albert and Rossbach, Sabine: The Artificial Human, Frankfurt/M., Bern, New York 2011 "The Artificial Human"
Tanaka Fumihide, Isshiki Kyosuke, Takahashi Fumiki, Uekusa Manabu, Sei Rumiko, Hayashi Kaname (2015-11)։ «Pepper learns together with children: Development of an educational application»։ 2015 IEEE-RAS 15th International Conference on Humanoid Robots (Humanoids) (Seoul, South Korea: IEEE): 270–275։
Gardecki Arkadiusz, Podpora Michal (2017-06)։ «Experience from the operation of the Pepper humanoid robots»։ 2017 Progress in Applied Electrical Engineering (PAEE) (Koscielisko, Poland: IEEE): 1–6։ 

Ճապոնական հայտնագործություններ