人形機(jī)器人感知系統(tǒng)包括哪些傳感器?感知系統(tǒng)依賴哪些算法
人形機(jī)器人將是下述內(nèi)容的主要介紹對象,通過這篇文章,小編希望大家可以對它的相關(guān)情況以及信息有所認(rèn)識和了解,詳細(xì)內(nèi)容如下。
一、人形機(jī)器人發(fā)展關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)
(1)1920年代:最早的人形機(jī)器人問世。1921年,捷克作家卡雷爾·恰佩克的戲劇《羅瑟姆的萬能機(jī)器人》中首次提到了“機(jī)器人”一詞,劇名中的“Robota”一詞被用來形容一種經(jīng)過生物零部件組裝而成的生化人——為人類服務(wù)的奴隸。這個詞后來演化成了 Robot,成為人造人、機(jī)器人的代名詞。
(2)1950年代:人類工程學(xué)研究的興起。隨著工業(yè)技術(shù)的進(jìn)步,人們開始研究如何設(shè)計(jì)機(jī)器人來模仿人類的外貌和動作。這個時期的機(jī)器人主要用于工業(yè)生產(chǎn)線上的簡單任務(wù)。
(3)1960年代:日本機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的崛起。日本成為人形機(jī)器人研發(fā)的領(lǐng)先國家之一。在這個時期,能夠模仿人類行走和舉起物體的機(jī)器人開始出現(xiàn)。
(4)1980年代:機(jī)器人技術(shù)的飛速發(fā)展。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步,機(jī)器人的智能程度得到了提高。這個時期出現(xiàn)了一些具備人工智能和語音識別功能的機(jī)器人。
(5)2000年代:專用機(jī)器人的發(fā)展。除了工業(yè)和科研領(lǐng)域之外,人形機(jī)器人也開始應(yīng)用于其他領(lǐng)域,如醫(yī)療、教育和娛樂等。這些機(jī)器人能夠和人類進(jìn)行更復(fù)雜的互動。
(6)2010年代以來:人形機(jī)器人成為研究的熱點(diǎn)。人形機(jī)器人在科研和技術(shù)領(lǐng)域的研究得到了廣泛關(guān)注。一些具備高度復(fù)雜動作控制和情感交流能力的人形機(jī)器人開始問世。 目前,人形機(jī)器人的發(fā)展正在不斷向前推進(jìn)。隨著人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)等領(lǐng)域的不斷進(jìn)步,人形機(jī)器人的智能程度和逼真程度將會不斷提高,為人類生活帶來更多的便利和創(chuàng)新。 在中國古代,并沒有像現(xiàn)代科技中的機(jī)器人概念。
二、人形機(jī)器人感知系統(tǒng)包括哪些傳感器和算法
位置傳感器:如IMU(慣性測量單元),用于測量機(jī)器人的運(yùn)動及姿態(tài)信息。關(guān)節(jié)力控傳感器:包括一維壓力傳感器和一維力矩傳感器,用于測量關(guān)節(jié)的力和力矩信息。特斯拉在每個線性關(guān)節(jié)和旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)上分別放置這些傳感器,以實(shí)現(xiàn)高精度的運(yùn)動控制。
手腕和腳踝傳感器:采用六維力矩傳感器,提供手腕和腳踝的力和力矩信息。這些傳感器對于提高機(jī)器人的靈巧性和穩(wěn)定性至關(guān)重要。
觸覺傳感器:增加手部觸覺傳感器可以提高機(jī)器人手部的靈巧性能。特斯拉在手部使用了10個觸覺傳感器,而其他廠商也在探索基于視覺方案的觸覺傳感器。
算法方面,如視覺感知算法,包括雙目三維環(huán)境感知、3D點(diǎn)云配準(zhǔn)、位姿估計(jì)算法等,用于實(shí)現(xiàn)對外界環(huán)境的真實(shí)刻畫及數(shù)字模型的重建。
數(shù)據(jù)融合算法:將來自不同傳感器的數(shù)據(jù)進(jìn)行融合,提高感知系統(tǒng)的準(zhǔn)確性和魯棒性。
一般來說,人形機(jī)器人的感知系統(tǒng)會采用多模態(tài)感知,通過集成多種傳感器,實(shí)現(xiàn)視覺、位覺、觸覺等多模態(tài)感知,以獲取更全面的環(huán)境信息,另外還需要高精度和實(shí)時性,采用高精度傳感器和算法,可以確保感知系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確感知外部環(huán)境的變化,感知系統(tǒng)需要具備高實(shí)時性,以確保機(jī)器人能夠及時響應(yīng)環(huán)境變化。
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