Cosa dovrebbe studiare qualcuno a livello universitario se vuole entrare nella robotica e costruire robotica? Finora "Meccatronica" sembra essere il campo che sto cercando? Ho esaminato alcuni semplici corsi di "robotica", ma sembra che riguardino solo il lavoro elettrico e informatico e non includano dettagli sulla costruzione dei componenti meccanici dei robot?Cosa studiare per entrare nella robotica?
Sono un consulente di ricerca di robotica professionale, con 30 anni di esperienza lavorativa per organizzazioni come SRI International e JPL.
Come i computer, la robotica ha una forte divario tra il software abbastanza e la dell'hardware. L'hardware è ulteriormente suddiviso in attuatori e sensori.
Se fossi lei ha detto "Io voglio entrare in computer", vorrei spiegare che solo pochi ingegneri hardware effettivamente progettazione e accumulo computer fisici - la maggior parte dei ricercatori assumono che l'hardware e il firmware è stato costruito già, e poi si preoccupano del software - come far funzionare il sistema.
Analogamente ai robot, la costruzione dell'hardware è un lavoro per gli ingegneri meccanici (per progettare la struttura e la dissipazione del calore), con piccoli pezzi per gli ingegneri elettrici di potenza (per specificare i motori) e gli ingegneri informatici (per progettare il firmware silicio). I robot di nuova generazione usano anche designer industriali (per rendere gli esterni belli da vedere e gli interni si adattano bene).
aree di ricerca per progettazione attuatore comprendono mani con dita; tentacoli; colibrì e altre ali di uccello e di insetto; ruote elastiche; gambe; progetti non elettronici per aree ad alta radiazione; e strumenti chirurgici.
Con telecamere in ogni telefono cellulare, i sensori di visione sono per lo più un problema risolto. Le aree di ricerca per il design del sensore includono la pelle tattile flessibile intelligente, i sensori delle onde cerebrali e altri sensori biomedici. C'è ancora spazio per i buoni sensori di forza. Questi rientrano nei settori dell'ingegneria dei materiali, dell'ingegneria informatica, dell'ingegneria meccanica e dell'ingegneria biomedica.
Al fine di azionare correttamente gli attuatori in modo che non si scuotano, è necessario un ingegnere di controllo . Inizia con le trasformate di Fourier in modo che tu possa capire z-transforms. La curva di apprendimento di questa matematica è estremamente ripida e le carriere sono piuttosto poche, quindi o devi essere nato per essere un ingegnere di controllo o dovresti permettere a qualcun altro di gestire questi dettagli di livello inferiore per te.
L'elaborazione del segnale, per i driver del sensore di livello medio e basso, è stata storicamente soggetta al dominio degli EE. Questo si fa strada fino all'elaborazione delle immagini, che rientra nell'informatica e quindi nella comprensione dell'immagine, che è nell'AI. ramo di CS.
Tuttavia, come ho già detto, l'hardware, il firmware e i driver sono tutti dettagli di produzione che vengono risolti una volta e quindi venduti per sempre. Chiunque può acquistare un kit Lego o un Bioloids dallo scaffale ora e iniziare a lavorare con i motori. Non è come nel 2006, quando il robot umanoide Fujitsu HOAP con cui lavoravamo in JPL era uno speciale da $ 50.000 personalizzato.
La maggior parte di ciò che io considero le dell'inizio dei lavori davvero interessanti assumendo l'hardware ei driver sono già stato compiuto - e poi, che cosa fare con il sistema? Questo è completamente nel regno del software.
Il software robotico inizia con i simulatori 3D, che a loro volta sono basati sulla cinematica in avanti; cinematica alla fine inversa; dinamica, se ne hai voglia; e simulazioni del motore fisico. La matematica qui si concentra attorno alle posizioni [posizione + orientamento], che sono rappresentate al meglio usando matrici di trasformazione di coordinate omogenee [4x4]. Questi non sono molto difficili, e puoi ottenere un buon background in essi da qualsiasi manuale di computer grafica. Assicurati di seguire la religione della post-moltiplicazione per matrici che terminano con un vettore colonna sulla destra; questo ti consente di collegare la cinematica da una vita all'altra, da una spalla all'altra, in un modo che sarai in grado di capire. I primi libri di testo proponevano premoltiplicativi usando i vettori di riga, perché pensavano che non avrebbe fatto la differenza. Lo fa.
Naturalmente i motori fisici richiedono una buona conoscenza della fisica.
L'elaborazione di livello superiore viene eseguita utilizzando l'intelligenza artificiale , in genere basata su regole. L'elaborazione in linguaggio naturale può anche legare in linguistica e fonetica. Il riconoscimento vocale e la generazione del parlato sono di nuovo per lo più elaborazione del segnale, insegnata in EE e CS. I recenti progressi riguardano Big Data, che utilizza statistiche, ragionamenti bayesiani e basi di spazi vettoriali (dalla matematica).
La robotica non è ancora iniziata. È ancora al livello dei telefoni cellulari quando Gordon Gecko stava camminando sulla spiaggia parlando in un "cellulare" delle dimensioni di una scarpa.Non vedo i robot diventare onnipresenti prima del 2020. Intorno al 2025, essere un programmatore di robot sarà tanto richiesto quanto lo è oggi un programmatore di app. Studiare lotti di A.I. Inizia presto
Buona fortuna. Spero che aiuti.
State-of-the-art umanoide progettazione del sistema di robot a partire dal 2006 [cortometraggio]: http://www.seqcon.com/caseJPL.html
Molto alto livello schema a blocchi di componenti [grafica]: http://www.seqcon.com/images/SystemSchematic640.gif
Ottima risposta. Grazie per questa panoramica. Come qualcuno che ha studiato scienze informatiche e ha applicato la matematica al college e ha lavorato come sviluppatore professionista negli ultimi 6 anni circa, che consiglio hai per qualcuno che vuole cavalcare la propria robotica e idealmente ottenere un lavoro in quel campo? giorno? Mi sono dilettato con NXT, Netduino, ROS e simili, ma sento che la mia conoscenza dell'hardware limita quello che posso fare. Dovrei andare a scuola per master in AI? Dovrei andare dritto per l'ingegneria meccanica? –
A.I. è un campo di crescita che deve ancora raggiungere il picco. MechE, anche con i quadricotteri e gli insetti robot, applica i principi che sono stati usati per cento anni. Ken Salisbury costruì il meccanismo a una bellissima e funzionante mano robotica intorno al 1982; non abbiamo ancora il cervello per eseguirlo correttamente. La cosa più importante è ciò che ti senti chiamato a fare. Ti svegli di notte sognando ingranaggi, cantilever e meccanismi di risonanza efficienti? Ti fa eccitare un buon grasso che dissipa il calore? In caso contrario, probabilmente non sei nato per essere un MechE. Segui il tuo percorso verso ciò a cui giochi. – DragonLord
Per quanto riguarda il software, inizierei imparando la cinematica usando OpenGL. Costruisci un simulatore C++ di un semplice braccio a gomito a due articolazioni, anche in 2D, e scopri come animarlo, fotogramma per fotogramma. Fallo prendere una mela e spostala. Quali comandi di alto livello sono necessari per guidarlo? Se avessi intenzione di scrivere il tuo linguaggio di controllo del robot, cosa avrebbe? Guarda quanto puoi arrivare lontano. Puoi supporre che i ragazzi di mechE ti daranno delle articolazioni che puoi controllare in posizione di un centesimo di grado, questo è un problema risolto. Lascia che i ragazzi dell'hardware facciano l'hardware, e i ragazzi del software fanno il software. – DragonLord
Ingegneria meccanica ed elettrica e informatica.
L'ingegneria meccanica informerà le scelte su servi, collegamenti, ingranaggi e tutti gli altri componenti meccanici.
La teoria del controllo è la giunzione tra ingegneria meccanica ed elettrica. Ne avrai bisogno.
Al giorno d'oggi gran parte del controllo è digitale, quindi l'EE e l'informatica saranno parte di esso.
È un grande campo. In bocca al lupo.
Mechtronics è l'attuale campo di studi per chi è interessato alla robotica. Combina meccanica, elettrica, controlli e software in relazione alla robotica.
In passato provenivamo da molti background diversi, ingegneri meccanici, elettrici, elettronici e software. Sono un ingegnere applicativo per il produttore di robot. Ho iniziato con Avionics, mi sono trasferito alle apparecchiature di test automatizzate, quindi ai sistemi di consegna dei materiali automatizzati, sono diventato un tecnico di servizio di robotica e il manager si è quindi spostato verso la programmazione e l'addestramento delle applicazioni.
Un'ultima nota, essere pronti a continuare ad apprendere. Questo è un campo che cambia e si evolve costantemente.
La robotica industriale è di solito gestita da ingegneri meccanici e robotica di squadra/sportiva da elettricista elettric, elettronica engr o major in informatica. Dipende tutto da cosa intendi per "robotica". Inoltre, nel caso in cui nessun altro lo menzioni, un master è fortemente incoraggiato.
Come ulteriore vantaggio, la matematica utilizzata nella robotica industriale è direttamente collegata alla matematica per lo sviluppo del gioco. Non c'è una linea chiara di chi dovrebbe fare cosa nella robotica.
Mi raccomando esaminando Artificial Intelligence for Robotics su Udacity, è un corso molto interessante che copre il software e la parte AI. Inoltre, Coursera offre un corso di robotica online gratuito e altri corsi molto pertinenti e utili per la robotica.
Probabilmente otterrete risposte migliori se fornite il vostro attuale background in elettronica, automazione e cose simili. – Gurzo
0 background in elettronica e robotica, oltre a conoscere la programmazione e la creazione di programmi per computer basati su AI –
Se sei alla costruzione di robot, non dimenticare di impegnarti nella [Proposta di robotica] (http://area51.stackexchange.com/ proposte/40020). – Rocketmagnet