robot (Styring)

Artikelstart

Robot (Styring), Der findes adskillige metoder til styring af robotter. En del af disse metoder stammer fra forskningsområderne kunstig intelligens og kybernetik, hvor man har studeret robotter som en mulighed for at skabe intelligente maskiner. Et af de store diskussionsemner inden for kunstig intelligens er, hvorvidt intelligens kan eksistere uafhængigt af en fysisk krop. Forskerne inden for kropslig kunstig intelligens (embodied artificial intelligence) fastholder, at intelligens nødvendigvis må studeres som en del af et fysisk system, der placeres i de virkelige omgivelser. Denne retning inden for kunstig intelligens har været blandt de toneangivende i udviklingen af metoder til konstruktion af robotstyresystemer. Disse metoder inkluderer både klassiske robotteknikker og nyere metoder, som baserer sig på inspiration fra naturlige systemer.

Klassisk kontrol. I den klassiske robotteknik skelner man mellem forskellige former for kontrol: open loop (åben løkke), closed loop (lukket løkke) og feedback. Open loop-kontrol lader robotten bevæge sig efter et forudbestemt mønster uden hensyntagen til robottens faktiske opførsel, mens closed loop-kontrol giver robotten mulighed for kendskab til sin faktiske opførsel. Dette benyttes bl.a. i feedback-kontrol, hvor robottens opførsel har indflydelse på det kontrolsystem, som styrer den, således at en ændring i robottens opførsel kan føre til en ny form for kontrol. Den klassiske negative feedback-kontrol, PID-kontrol (proportional-integral-derivative), er et eksempel på dette. Her ændres kontrollen efter feedback af positionsfejl (proportional), ligevægtstilstandens positionsfejl (integral) og hastighedsfejl (derivative). Robotter med et klassisk styresystem kan være meget præcise, hvorfor de benyttes i udstrakt grad i industrien, men de er ofte tunge, langsomme og minimalt autonome.

Adfærdsbaserede robotter. Siden midten af 1980'erne har man udviklet adfærdsbaserede robotter som en mulig løsning på de klassiske robotters problemer med vægt, hastighed og autonomi. De adfærdsbaserede robotter har dog ofte en ringere præcision end de klassiske robotter. De blev introduceret af amerikaneren Rodney Brooks (f. 1954) fra MIT i 1986 gennem den såkaldte subsumption-arkitektur og som reaktion mod den klassiske robotteknik; siden er denne form for robotteknik udviklet til sit eget forskningsfelt. De adfærdsbaserede robotter er karakteriseret ved en decentraliseret styring, hvor robotkontrolsystemet er delt op i moduler, der hver giver en adfærd, og som kører parallelt. Desuden udvikles en del adfærdsmoduler til at give reaktiv adfærd, således at et sanseinput får modulerne til at reagere med en refleks-motorbevægelse. Idet modulerne kører parallelt, opnås der hurtigere kontrol, og ofte er robotterne robuste, således at de ikke går i stå, selvom en mindre del af kontrolsystemet fejler.

Adfærdsbaserede robotter har givet inspiration til integrationen af nye styresystemsmetoder i robotteknik, som baserer sig på autonomi og på at give robotter deres egen tilegnelsesevne. Disse styresystemer inkluderer kunstige neurale netværk og udvikling vha. reinforcement learning og evolutionære metoder. Med disse metoder opnås adaptive robotter, som har en vis evne til at tilegne sig nye kundskaber, mens de opererer i deres omgivelser. Dette sker ved, at robotstyresystemet optrænes til at lære nye reaktionsmønstre, som er baseret på de situationer, robotten udsættes for. Man forsøger med denne type metoder at løse problemerne med, at klassiske robotter ofte kun kan bevæge sig ad forudprogrammerede baner og er yderst følsomme over for ændringer i omgivelserne. Adaptive robotter har mulighed for at operere i forskellige omgivelser og for at lære om ændringer i omgivelserne, således at de kan klare visse uforudsete hændelser, som ikke er forudprogrammerede.

Kommentarer

Din kommentar publiceres her. Redaktionen svarer, når den kan.

Du skal være logget ind for at kommentere.

eller registrer dig