ロボット アーム、センサー、アクチュエーター、制御システム、自律性、製造、協働ロボット、安全性、人間とロボットのインタラクション
ロボット工学
ロボティクスは、ロボットを設計、構築、制御、使用する分野です。機械工学、エレクトロニクス、ソフトウェア、センシング、制御、安全実践を組み合わせて、物理世界で機械を動作させます。
ロボット工学とは
ロボット工学は、感知し、決定し、動かし、行動する機械を作る研究と実践です。ロボットの中には、工場の床にアームが固定されているものもあります。その他には、モバイル プラットフォーム、ドローン、手術器具、倉庫機械、検査車両、研究システムなどがあります。ロボットはロボットであるために人間の外見をしている必要はありません。
ロボットはどのように感知するのか
ロボットはセンサーを使用して自分自身の状態と周囲の世界を理解します。エンコーダは関節の位置を追跡し、カメラは視覚情報を提供し、力センサーは接触を測定し、LIDAR および深度センサーは空間をマッピングし、マイクまたは温度センサーは特殊なタスクをサポートします。センシングは、ソフトウェアが確実に解釈できる場合にのみ役立ちます。
ロボットの動き方
動きは、電気モーター、空気圧シリンダー、油圧システム、またはソフト ロボット構造などのアクチュエーターから発生します。コントローラーは、速度、位置、トルク、安全制限を尊重しながらコマンドを動作に変換します。ロボット本体の設計によって、ロボットが到達できるスペースと処理できる荷重が決まります。
制御と自律性
一部のロボットは注意深くプログラムされた経路をたどります。状況の変化に適応するために、知覚、計画、フィードバックを利用する人もいます。自律性は無制限の知性を意味するものではありません。これは、ロボットが定義されたタスク、環境、安全境界内で特定の決定を処理できることを意味します。
製造業におけるロボット
産業用ロボットは、溶接、塗装、組立、梱包、機械管理、検査、マテリアルハンドリングなどの分野で一般的です。これらは、反復的、正確、重い、または危険な作業に役立ちます。現代の工場では、制御された条件下で作業員と緊密に対話できるように設計された移動ロボットや協働ロボットも使用されています。
工場を超えて
ロボット工学は、病院、農場、研究所、家庭、倉庫、鉱山、海洋、災害現場、宇宙ミッションにも登場します。各設定には異なる制約があります。手術ロボットには精度と無菌性が必要であり、農場ロボットは泥や天候に直面し、家庭用ロボットは散らかったもの、ペット、階段、人の周りで動作する必要があります。
安全性と規格
ロボットは、動き、蓄積されたエネルギー、鋭利な工具、積載物、熱、電気、ソフトウェアの障害、または予期しない人間の行動を通じて危険を引き起こす可能性があります。安全作業には、リスク評価、保護ゾーン、速度と力の制限、緊急停止、検証、オペレーターのトレーニング、サイバーセキュリティ、産業用ロボットの安全要件などの規格が含まれます。
なぜそれが重要なのか
ロボット工学が重要なのは、計算を物理世界と直接接触させるためです。安全性、精度、生産性、アクセシビリティ、探索、ケアを向上させることができます。また、仕事、説明責任、メンテナンス、知覚システムのバイアス、そして人々がますます能力を高めている機械と空間をどのように共有すべきかについても疑問を引き起こします。