Состав и структура робота.

Робот, активно взаимодействующий с окружающей средой, в общем виде должен содержать следующие системы: управляющую, информационно-измерительную (сенсорную), систему связи, исполнительную (моторную).

Управляющая, или интеллектуальная система - это "мозг" робота, который служит для выработки законов управления механизмами исполнительной системы на основе заложенной программы с учетом сигналов обратной связи от сенсорной системы. Важной функцией этой системы является распознавание ситуаций и моделирование среды функционирования робота, планирование действий и принятие целенаправленных решений, программирование и оптимизация движений, а также организация общения робота с человеком и взаимодействующими устройствами на том или ином языке. Управляющие системы роботов реализуются на базе пневматических или электрических логических элементов, аналоговых и цифровых систем, а в наиболее совершенном варианте - на основе ЭВМ или микропроцессоров, содержащих широкий набор входных (аналого-цифровых) и выходных (цифро-аналоговых) преобразователей и интерфейсных каналов связи, число которых может колебаться от нескольких десятков до нескольких тысяч. По этим каналам, как по нервным волокнам, передаются непрерывные (аналоговые) и дискретные (цифровые) сигналы. Интеллектуальные и адаптивные возможности робота определяются главным образом алгоритмическим и программным обеспечением управляющей системы.

Информационно-измерительная, или сенсорная система - это искусственные органы чувств робота, предназначенные для восприятия и преобразования информации о состоянии внешней среды и самого робота. В качестве элементов сенсорной системы используются телевизионные и оптико-электронные устройства, лазерные и ультразвуковые дальномеры, акустические датчики и гидролокаторы, тактильные, контактные и индукционные датчики, а также датчики положения, скорости, сил и моментов, потенциометры, тахометры, акселерометры и т. п.

Система связи - это "язык" робота, который служит для передачи сигналов информации между системами робота, а также для организации обмена информацией между роботом и человеком или другими роботами и устройствами с целью осуществления диалога, формулирования заданий роботу, контроля за функционированием его систем, диагностики неисправностей, регламентной проверки и т.п.

Информация от человека поступает обычно через устройство ввода или пульт управления путем физического воздействия (нажатие кнопки или клавиши, ключа телеграфного аппарата и т.п.). В последнее время все шире начинает применяться речевое общение, а также ввод информации с помощью биопотенциалов (биоуправление). Информация от робота к человеку поступает, как правило, в форме световых и звуковых сигналов, а носителями этой информации являются разного рода табло, - цифровые индикаторы, дисплеи, телекамеры и т.п. Результаты лабораторных исследований дают основания полагать, что в ближайшем будущем станет возможным речевое общение с роботом на естественном человеческом языке.

Совокупность управляющей, информационно-измерительной и системы связи образует информационно-управляющую систему робота, обеспечивающую обработку и передачу информации, и непосредственное управление приводами и механизмами исполнительной системы с целью организации активного взаимодействия робота с окружающей средой и выполнения задач, сформулированных человеком.

Исполнительная, или моторная система - это устройства, предназначенные для непосредственного воздействия на объекты окружающей среды или взаимодействия с ними в соответствии с управляющими сигналами, формулируемыми информационно-измерительной системой или непосредственно оператором. В качестве элементов моторной системы используются приводы (двигатели), передаточные устройства (передачи), связанные с ними механические руки (манипуляторы), механические ноги (педикуляторы), различные технологические инструменты, графопостроители, тележки с колесным, гусеничным и иными шасси и др.