5.6 机器人和制造 制造和机器人是很重要的领域(特别是对工程和科学界),但虚拟现实在这些领域的应用还在早期发展阶段。于是有关介绍放在本章最后。 工业和服务机器人都不是独立的机器,它们都是系统的一部分。系统有四部分:操作者,计算机,机器人和机器人环境。所有机器人都有四层的命令和控制结构。最低层对所有自动系统(机器人和专用机)是一致的,包括基于内部传感器数据的位置伺服。任务是根据高层控制的输入,跟踪给定的轨迹(几何的或力的)。任务是困难的,因为机械臂的摩擦,惯性和容差,以及建模机器人运动的非线性方程。第二个控制层称为反射层,他帮助机器人避免碰撞(否定的反射),或收敛到目标(肯定的反射)。它提供了机器人正常功能中很重要的部分。下面将看到,虚拟现实怎样大大改善机器人反射控制的效率。第三层控制是所谓"推理环"。它利用全局传感器(视觉、大范围探测、超声等)分析机器人环境的状态,提取到目标的最优轨迹。这个轨迹以后被低层反射控制修改,它在小范围内响应意外的障碍。机器人推理(或任务层)控制利用了早期的AI技术。由于结果不满意,AI被其它技术代替,利用定量技术或神经网络。但机器人推理还远没有解决。最后,最高层控制是人类操作者。我们很希望让人离开控制回路,但第三层远不能提供适当的全局实时推理。于是操作者必须"教给"机器人新任务,然后在机器人发生问题时干预,挽救它。 5.6.1 用于机器人 除了词汇外,虚拟现实可以在很多方面利用机器人学,包括机器人设计、环境建模、离线编程和遥操作。 |