Soft pentru robot comandat cu microcontroler PIC

CAPITOLUL I

INTRODUCERE

1.1. Ce este un robot?

Cuvântul robot provine din limba cehă (robota) şi înseamnă muncitor sau rob. O definiţie simplă a robotului şi larg acceptată la ora actuală este următoarea: un robot este un sistem inteligent care interacţionează cu mediul fizic înconjurător, prin intermediul unor senzori şi a unor efectori.

Prin prisma definiţiei de mai sus, s-ar putea spune că şi omul este un robot. Şi omul “interacţionează” cu lumea înconjurătoare prin intermediul unor senzori şi a unor efectori, reprezentate în lumea biologică de terminaţii nervoase, respectiv muşchii. Bineînţeles, diferenţa cea mai semnificativă între robot şi om, este că robotul a fost creat de om, şi nu invers.

1.2. Concepte ale existenţei roboţilor

Autorul de literatură Science Fiction, Isaac Asimov, a propus trei “legi ale roboticii”, sau mai bine zis ale existenţei unui robot [1]. Mai târziu acesta a adăugat încă o lege, numită legea zero. Cu toate că aceste legi au fost privite la început ca fiind o pură ficţiune, ele au fost preluate mai târziu, atât de alţi scriitori Science Fiction, cât şi de oameni de ştiinţă, ca şi principii de bază pentru existenţa unui robot. Astfel, Isaac Asimov este recunoscut de unii ca fiind printre oamenii care au pus bazele (fie ele pur abstracte) ale ştiinţei pe care astăzi o numim robotică.

Legile existenţei unui robot sunt :

- Legea 0 : Un robot nu are voie să provoace vreun rău umanităţii, sau prin inactivitate, să permită vreun rău umanităţii.

- Legea 1 : Un robot nu are voie să rănească o persoană umană, sau prin inactivitatea sa, să permită rănirea unei persoane umane, cu excepţia cazului când această lege contravine cu altă lege anterioară.

- Legea 2 : Un robot trebuie să respecte toate ordinele date de o persoană umană, cu excepţia cazurilor în care se intră în conflict cu vreo lege anterioară.

- Legea 3 : Un robot trebuie să-şi protejeze propria existenţă atât timp cât acestă activitate nu intră în conflict cu legile anterioare.

1.3. Asemănări cu omul

Aşa cum corpul uman are nevoie de anumite organe pentru a putea interacţiona cu mediul înconjurător, precum şi pentru a susţine organismul în viaţă, aşa şi orice model de robot generalizat ar trebui să conţină cât mai multe elemente de natură mecanică sau electrică, care să execute cât mai multe funcţii. O prezentare sumară a unor asemănări între “caracteristicile” unei personae umane şi ale unui model de robot, este redată în tabelul următor.

Om

Robot

Creier Microprocesor, microcontroler

Ochi Camere video, senzori de lumină

Urechi Senzori pentru sunet

Gură Receptoare şi transmiţătoare pentru date (imagini video, sunet)

Schelet Structură mecanică

Echilibru Senzori pentru orientare

Muşchi Motoare

Mâncare Sursă de curent (baterii)

Membre Roţi, picioare

Tabel 1. Asemănări între om şi robot

1.4. Interacţiunea cu mediul înconjurător

Modul de interacţiune clasic al unui robot constă din trei paşi [2]:

1. – robotul “simte” mediul înconjurător, adică primeşte informaţii despre mediu prin senzorii lui;

2. – robotul planifică ce să facă în continuare, construind un model al lumii înconjurătoare, bineînţeles luând în calcul atât obiectivele pe termen scurt (detectarea unui obstacol), cât şi cele pe termen lung (deplasarea până într-un anumit punct);

3. – robotul îşi pune în aplicare planul prin intermediul efectorilor.

Figura 1. Modul de interacţiune clasic al unui robot

Acest model a fost predominant în timpul anilor ’80. Odată cu simplitatea oferită de acest model, intervin şi anumite probleme care trebuie luate în calcul. Una din aceste probleme este faptul că rigiditatea acestui model îl face foarte lent. La fiecare iteraţie a acestui algoritm, trebuie realizate toate operaţiile din nou, şi anume: citirea senzorilor, modelarea lumii înconjurătoare, planificarea operaţiilor viitoare, respectiv realizarea acestora.