Хронология Робототехники: три поколения роботов и
ЭВМ
Классификация роботов по степени участия в управлении ими оператора
Продолжение
Воздействуя на рукоятку, оператор задает или скорость, или усилие,
развиваемое схватом, или его перемещение в привычных для себя декартовых
координатах, а приводы манипулятора должны в большинстве случаев
осуществлять весьма сложные пространственные движения схвата, что
достигается вращательным движением звеньев манипулятора относительно
друг друга.
Таким образом, возникает задача пересчета заданного оператором в
декартовой системе координат параметра (перемещения, скорости, силы) в
управляющие воздействия на приводы всех степеней подвижности робота. Эту
задачу выполняет устройство, называемое спецвычислителем. На его вход
поступают сигналы от управляющей рукоятки, заданные в декартовой системе
координат, а на выходе возникают сигналы-команды для каждого отдельного
привода. Такой спецвычислитель- характерная
часть полуавтоматической биотехнической системы управления роботом.
Полуавтоматические системы управления, как наиболее удобные среди
биотехнических систем с точки зрения оператора, широко используются в
робототехнических комплексах, применяемых на орбитальных космических
станциях, космических кораблях и в многоцелевых подводных аппаратах.
Преимущества как автоматических, так и биотехнических роботов сочетает в
себе третий тип робототехнических систем-так называемые интерактивные роботы. Они также могут быть трех
видов: автоматизированные, супервизорные и диалоговые.
В автоматизированных роботах автоматический и биотехнический режимы
управления чередуются по усмотрению оператора в зависимости от условий
функционирования робота и состояния окружающей среды. В супервизорных -
общую стратегическую цель каждой команды задает оператор, а выполняет ее
робот самостоятельно в автоматическом режиме. В диалоговых - робот
самостоятельно выполняет поставленную перед ним задачу в автоматическом
режиме, но если он не понимает чего-либо в окружающей обстановке или в
условии задачи, то обращается к оператору за помощью. При этом на пульте
оператора загорается определенная комбинация ламп или подается звуковой
сигнал - звонок или звук сирены, а может высветиться на экране дисплея
какой-то вопрос.
Современные робототехнические системы интерактивного типа (диалоговые -
рис. 53) очень интересны: они представляют собой высшую форму
взаимодействия робота с человеком-оператором (это совершенство
взаимодействия и есть их отличительная черта). Если, скажем, робот
автоматического типа в случае поломки, непредвиденных изменений внешних
условий или других нарушений режима работы останавливается или совершает
бесполезные движения, чего оператор может и не заметить, то
интерактивный диалоговый робот сам привлечет внимание oпeратора к сбою
своих движений.
Рис. 53. Схема диалогового управления
интерактивным роботом: оператор "сообщает" ему код нужных операций, а на
дисплее могут высветиться сигналы-вопросы системы управления.
При том он попытается определить их причину или степень
изменения внешней среды и сообщит о результатах оператору. В том случае,
если обращение робота к оператору вызвано непониманием поставленной
задачи, то будет сообщено, какой именно ее фрагмент вызывает;
затруднения. Все эти, на первый взгляд, фантастические способности
интерактивного диалогового робота возможны благодаря наличию у него
развитой сенсорной системы, сигналы от которой обрабатывает современная
микроЭВМ или управляющая система на микропроцессорах. Особенность таких
роботов - лишь специальное, довольно сложное алгоритмическое
обеспечение, представляющее собой набор программ, реализующих диалог с
человеком.