人工智慧 - 機器人
機器人是人工智慧領域的一個分支，它致力於研究如何創造智慧高效的機器人。
什麼是機器人？
機器人是在現實世界環境中行動的智慧代理。
目標
機器人的目標是透過感知、拾取、移動、修改物體的物理屬性、破壞物體或產生影響來操縱物體，從而解放人力，避免重複性工作帶來的無聊、分心或疲憊。
什麼是機器人技術？
機器人技術是人工智慧的一個分支，它融合了電氣工程、機械工程和計算機科學，用於機器人的設計、製造和應用。
機器人技術的各個方面
機器人具有機械結構、形態或形狀，旨在完成特定任務。
它們具有電氣元件，為機械裝置提供動力和控制。
它們包含一定程度的計算機程式，決定機器人做什麼、何時做以及如何做。
機器人系統與其他AI程式的區別
以下是兩者之間的區別：
| AI程式 | 機器人 |
|---|---|
| 它們通常在計算機模擬的世界中執行。 | 它們在真實的物理世界中執行。 |
| AI程式的輸入是符號和規則。 | 機器人的輸入是語音波形或影像形式的模擬訊號。 |
| 它們需要通用計算機來執行。 | 它們需要帶有感測器和效應器的專用硬體。 |
機器人運動
運動是使機器人能夠在其環境中移動的機制。有各種型別的運動：
- 腿式
- 輪式
- 腿輪組合式運動
- 履帶式滑動/側滑
腿式運動
這種型別的運動消耗更多能量，同時可以實現行走、跳躍、小跑、跳躍、爬上爬下等動作。
它需要更多的電機來完成運動。它適用於崎嶇和平坦的地形，在不規則或過於光滑的表面上，與輪式運動相比，它會消耗更多能量。由於穩定性問題，實現起來比較困難。
它有多種型別，包括一腿、兩腿、四腿和六腿機器人。如果機器人有多條腿，則需要腿部協調才能實現運動。
機器人可以移動的步態（每個腿的提升和釋放事件的週期性序列）總數取決於腿的數目。
如果機器人有k條腿，則可能的事件數N = (2k-1)!。
對於兩足機器人 (k=2)，可能的事件數為 N = (2k-1)! = (2*2-1)! = 3! = 6。
因此，共有六個可能的不同事件：
- 抬起左腿
- 放下左腿
- 抬起右腿
- 放下右腿
- 同時抬起雙腿
- 同時放下雙腿
對於k=6條腿，共有39916800個可能的事件。因此，機器人的複雜度與腿的數目成正比。
輪式運動
它需要較少的電機來完成運動。實現起來比較容易，因為在輪子數量較多的情況下，穩定性問題較少。與腿式運動相比，它更節能。
標準輪 - 圍繞輪軸和接觸點旋轉
萬向輪 - 圍繞輪軸和偏置轉向關節旋轉。
瑞典45o和瑞典90o輪 - 全向輪，圍繞接觸點、輪軸和滾輪旋轉。
球形輪 - 全向輪，技術實現難度大。
滑動/側滑運動
在這種型別中，車輛使用履帶，就像坦克一樣。機器人透過以不同的速度在相同或相反的方向移動履帶來轉向。由於履帶與地面的接觸面積大，因此它提供了穩定性。
機器人的組成部分
機器人由以下部分組成：
電源 - 機器人由電池、太陽能、液壓或氣動電源供電。
執行器 - 它們將能量轉換為運動。
電動機（交流/直流） - 它們用於旋轉運動。
氣動人工肌肉 - 當空氣被吸入其中時，它們會收縮近40%。
形狀記憶合金線 - 當電流透過時，它們會收縮5%。
壓電電機和超聲波電機 - 最適合工業機器人。
感測器 - 它們提供有關任務環境即時資訊的知識。機器人配備視覺感測器，以便計算環境中的深度。觸覺感測器模仿人手指觸覺感受器的機械特性。
計算機視覺
這是一項人工智慧技術，使機器人能夠“看見”。計算機視覺在安全、安保、健康、訪問和娛樂領域發揮著至關重要的作用。
計算機視覺自動從單個影像或一系列影像中提取、分析和理解有用的資訊。這個過程涉及開發演算法以實現自動視覺理解。
計算機視覺系統的硬體
這包括：
- 電源
- 影像採集裝置，例如攝像頭
- 處理器
- 軟體
- 用於監控系統的顯示裝置
- 附件，例如相機支架、電纜和聯結器
計算機視覺的任務
OCR - 在計算機領域，光學字元識別 (OCR) 是一種將掃描文件轉換為可編輯文字的軟體，它通常與掃描器一起使用。
人臉檢測 - 許多最先進的相機都具有此功能，它可以讀取面部並拍攝具有完美表情的照片。它用於在正確匹配時允許使用者訪問軟體。
目標識別 - 它們安裝在超市、相機和高階汽車（例如寶馬、通用汽車和沃爾沃）中。
位置估計 - 它是根據相機估計物體的相對位置，例如人體內腫瘤的位置。
計算機視覺的應用領域
- 農業
- 自動駕駛汽車
- 生物識別
- 字元識別
- 法醫、安全和監控
- 工業質量檢驗
- 人臉識別
- 手勢分析
- 地球科學
- 醫學影像
- 汙染監測
- 過程控制
- 遙感
- 機器人
- 交通運輸
機器人技術的應用
機器人技術在各個領域都發揮著重要作用，例如：
工業 - 機器人用於物料搬運、切割、焊接、噴漆、鑽孔、拋光等。
軍事 - 自動化機器人可以在戰爭期間到達無法到達和危險區域。由國防研究與發展組織 (DRDO) 開發的名為“Daksh”的機器人正在執行安全銷燬危險物體的任務。
醫學 - 機器人能夠同時進行數百次臨床測試、康復永久性殘疾人士以及進行復雜的手術，例如腦瘤手術。
探測 - 用於太空探測的機器人攀巖者和用於海洋探測的水下無人機只是其中幾個例子。
娛樂 - 迪斯尼的工程師為電影製作創造了數百個機器人。