Roboty, te fascynujące maszyny, stają się coraz ważniejszym elementem naszej cywilizacji. Mają one przeróżne konstrukcje i zastosowania: rozbrajają bomby, badają odległe ciała niebieskie, montują samochody i... odkurzają dywany. Wykonują prace niebezpieczne dla człowieka, zbyt trudne albo po prostu męczące i nudne. Być może wkrótce w szpitalach i domach opieki zajmą się pielęgnacją obłożnie chorych. Roboty działają automatycznie, nieraz ciesząc się sporą dozą autonomii. Tym, co czyni je mniej lub bardziej inteligentnymi maszynami, jest oprogramowanie. Oznacza to, że programowanie robotów staje się niezwykle cenną umiejętnością!

W tej książce przedstawiono wszystkie informacje niezbędne do rozpoczęcia samodzielnej pracy z programowaniem różnych robotów: od tych całkiem prostych aż do zaawansowanych, wielofunkcyjnych urządzeń. Wyjaśniono metody programowania telerobotów, robotów autonomicznych, a także strategie programowania robotów hybrydowych. Przedstawiono zasady programowania ruchów robota za pomocą silników i obsługi różnego rodzaju czujników. Zawarto również opis technik programowania algorytmów podejmowania decyzji przez robota, wyjaśniono też kwestie przekładania instrukcji (poleceń) z języka ludzi na język zrozumiały dla robota.

Najważniejsze zagadnienia omówione w książce:

• programowanie czujników i silników robota
• wydawanie robotowi instrukcji
• wizualny plan scenariusza pracy robota
• zaprogramowanie robota tak, aby radziÅ‚ sobie w niespodziewanych sytuacjach
• warunki Å›rodowiskowe, autonomia i kwestie bezpieczeÅ„stwa pracy robota,
• różne techniki pracy z mikrokontrolerami LEGO Mindstorms EV3, Arduino i innymi

Zaprogramuj robota i stwórz maszynę przyszłości!

---

Cameron Hughes programuje komputery i roboty. Obecnie zajmuje się technologiami AIM (alternatywna inteligencja maszyn) i AIR (alternatywna inteligencja robotów). Hughes jest również programistą analitykiem na stanowym uniwersytecie Youngstown.

Tracey Hughes jest programistkÄ…, tworzy także systemy przeznaczone do wizualizacji epistemicznej. Pracuje nad metodami graficznej wizualizacji „myÅ›lenia” robotów i komputerów. Cameron i Tracey Hughes sÄ… czÅ‚onkami rady doradczej fundacji National Robotics Education Foundation.

 

Osoby które kupowały "Programowanie robotów. Sterowanie pracą robotów autonomicznych", wybierały także:

• Elektronika i internet rzeczy. Przewodnik dla ludzi z prawdziwÄ… pasjÄ… 86,77 zÅ‚, (26,90 zÅ‚ -69%)
• Arduino. Kurs video. Poziom pierwszy. Podstawowe techniki dla wÅ‚asnych projektów elektronicznych 99,00 zÅ‚, (44,55 zÅ‚ -55%)
• TinyML. Wykorzystanie TensorFlow Lite do uczenia maszynowego na Arduino i innych mikrokontrolerach 99,00 zÅ‚, (49,50 zÅ‚ -50%)
• Zrób to sam. Generowanie ruchu, Å›wiatÅ‚a i dźwiÄ™ku za pomocÄ… Arduino i Raspberry Pi 49,00 zÅ‚, (26,95 zÅ‚ -45%)
• Apokalipsa zombie nadchodzi! ObroÅ„ swojÄ… bazÄ™ za pomocÄ… prostych obwodów, Arduino i Raspberry Pi 49,00 zÅ‚, (26,95 zÅ‚ -45%)

• 
• 
• 
• 
• 

Spis treści

Programowanie robotów. Sterowanie pracą robotów autonomicznych eBook -- spis treści

Wstęp - Początek przygody z robotami (11)

• Rozpoczynamy pracÄ™ z robotami (11)
• Gotowi, do biegu, start! Ostra jazda bez trzymanki (12)
• Podstawy pracy z robotem (13)
• Najważniejsze techniki programowania robotów zaprezentowane w tej książce (13)
  • Podstawowy uniwersalny mechanizm tÅ‚umaczÄ…cy - PUMT (14)
  • Inteligentna sieć robotów (ISR) (15)
• ZaÅ‚ożenia dotyczÄ…ce robotów posiadanych przez czytelnika (16)
• Jak Midamba nauczyÅ‚ siÄ™ programować robota (17)

1. Czym właściwie jest robot? (19)

• Siedem kryteriów definiujÄ…cych robota (20)
  • Kryterium nr 1: Wykrywanie zmiennych Å›rodowiskowych (20)
  • Kryterium nr 2: Programowalne dziaÅ‚ania i zachowania (20)
  • Kryterium nr 3: Reagowanie na zmienne Å›rodowiskowe i interakcja z otoczeniem (21)
  • Kryterium nr 4: ŹródÅ‚o prÄ…du (21)
  • Kryterium nr 5: JÄ™zyk, w którym zapisywane sÄ… instrukcje i dane (21)
  • Kryterium nr 6: Autonomia bez pomocy z zewnÄ…trz (21)
  • Kryterium nr 7: Robot nie jest organizmem żywym (22)
  • Kategorie robotów ze wzglÄ™du na Å›rodowisko dziaÅ‚ania (22)
  • Co to jest czujnik? (25)
  • Co to jest siÅ‚ownik? (26)
  • Co to jest efektor koÅ„cowy? (27)
  • Co to jest mikrokontroler? (28)
  • Jaki jest scenariusz pracy robota? (32)
• Wydawanie instrukcji robotowi (34)
  • Każdy robot posÅ‚uguje siÄ™ jakimÅ› jÄ™zykiem (34)
  • RozwiÄ…zanie problemu niekompatybilnoÅ›ci jÄ™zyka ludzkiego i jÄ™zyka zrozumiaÅ‚ego dla robotów (35)
  • Reprezentacja scenariusza pracy robota w Å›rodowisku programowania wizualnego (38)
  • KÅ‚opoty Midamby (39)
• Co dalej? (40)

2. SÅ‚ownictwo robotów (43)

• Dlaczego korzystanie z tych jÄ™zyków wymaga wysiÅ‚ku? (43)
• Zidentyfikuj czynnoÅ›ci (49)
• Model ontologii jÄ™zyka programowania autonomicznych robotów (49)
  • PotencjaÅ‚ robota (51)
  • Role odgrywane przez roboty w różnych sytuacjach i scenariuszach pracy (52)
• Co dalej? (54)

3. Wizualne planowanie scenariusza pracy robota (57)

• Mapowanie scenariusza pracy robota (58)
  • Tworzenie planu miejsca pracy robota (59)
  • Otoczenie robota (61)
  • Opis atrybutów Å›rodowiska pracy robota (63)
• Wizualne planowanie scenariusza pracy robota za pomocÄ… pseudokodu i schematu blokowego (66)
  • PrzepÅ‚yw sterowania i struktury sterujÄ…ce (70)
  • Podprocedury (74)
• Diagramy stanów robotów i obiektów (76)
  • Tworzenie diagramu stanów (78)
• Co dalej? (82)

4. Sprawdzanie rzeczywistych możliwości robota (83)

• Testowanie rzeczywistych możliwoÅ›ci mikrokontrolera (85)
• Testowanie rzeczywistej wydajnoÅ›ci czujników (89)
  • OkreÅ›lanie ograniczeÅ„ czujników robota (91)
• OkreÅ›lanie ograniczeÅ„ efektorów koÅ„cowych (93)
• Ocena efektywnoÅ›ci pracy robota (96)
• Co dalej? (98)

5. Czujniki pod lupÄ… (99)

• Co wykrywajÄ… czujniki? (99)
  • Czujniki analogowe i cyfrowe (103)
  • Odczyt sygnaÅ‚ów analogowych i cyfrowych (104)
  • SygnaÅ‚ wyjÅ›ciowy czujnika (106)
  • Gdzie przechowywane sÄ… odczyty? (107)
  • Czujniki aktywne i pasywne (108)
  • Komunikacja miÄ™dzy czujnikami a mikrokontrolerami (110)
  • Atrybuty czujników (114)
  • Zakres i rozdzielczość (114)
  • Precyzja i dokÅ‚adność (116)
  • Liniowość (117)
  • Kalibracja czujników (118)
  • Problemy zwiÄ…zane z czujnikami (119)
  • Proces kalibracji przez użytkownika (119)
  • Metody kalibracji (120)
• Co dalej? (121)

6. Programowanie czujników (123)

• Korzystanie z czujnika koloru (124)
  • Tryby pracy czujników koloru (126)
  • Zakres wykrywania (126)
  • ÅšwiatÅ‚o w Å›rodowisku pracy robota (127)
  • Kalibracja czujnika koloru (128)
  • Programowanie czujnika koloru (129)
• Wykrywanie i Å›ledzenie obiektów za pomocÄ… cyfrowych kamer (132)
• Åšledzenie kolorowych obiektów za pomocÄ… sprzÄ™tu firmy RS Media (132)
• Åšledzenie kolorowych obiektów za pomocÄ… czujnika obrazu Pixy (136)
  • Uczenie Pixy wykrywania obiektów (137)
  • Programowanie kamery Pixy (138)
  • Analiza atrybutów (141)
• Czujnik ultradźwiÄ™kowy (142)
  • Ograniczenia i dokÅ‚adność czujnika ultradźwiÄ™kowego (142)
  • Tryby pracy czujnika ultradźwiÄ™kowego (147)
  • Odczytywanie próbek (147)
  • Typy danych używane do przechowywania wartoÅ›ci odczytanych za pomocÄ… czujników (148)
  • Kalibracja czujnika ultradźwiÄ™kowego (148)
  • Programowanie czujnika ultradźwiÄ™kowego (150)
• Kompas - czujnik okreÅ›lajÄ…cy zwrot robota (159)
  • Programowanie kompasu (161)
• Co dalej? (163)

7. Programowanie silników i serwomotorów (165)

• SiÅ‚owniki sÄ… przetwornikami wyjÅ›ciowymi (165)
• Parametry silników (166)
  • NapiÄ™cie (166)
  • Natężenie prÄ…du (166)
  • PrÄ™dkość (166)
  • Moment obrotowy (167)
  • Opór elektryczny (167)
• Różne rodzaje silników prÄ…du staÅ‚ego (167)
  • Silniki prÄ…du staÅ‚ego (167)
  • Moment obrotowy i prÄ™dkość obrotowa (171)
  • Silniki z przekÅ‚adniami (172)
• Konfiguracja silnika: bezpoÅ›rednie i poÅ›rednie ukÅ‚ady przeniesienia napÄ™du (182)
• Wyzwania zwiÄ…zane z terenem (184)
  • Radzenie sobie z wyzwaniami zwiÄ…zanymi z terenem (184)
  • Moment obrotowy a mechaniczne ramiona i efektory koÅ„cowe (187)
  • Obliczanie wymagaÅ„ dotyczÄ…cych momentu obrotowego i prÄ™dkoÅ›ci obrotowej (188)
  • Silniki a efektywność pracy robota (189)
• Programowanie ruchu robota (190)
  • Ile silników? (191)
  • Wykonywanie ruchów (192)
  • Programowanie ruchów (192)
  • Programowanie silników w celu przemieszczenia siÄ™ w okreÅ›lone miejsce (197)
  • Programowanie silników sterowanych za pomocÄ… Arduino (203)
• Mechaniczne ramiona i efektory koÅ„cowe (205)
  • Rodzaje mechanicznych ramion (205)
  • Moment obrotowy mechanicznego ramienia (208)
  • Rodzaje efektorów koÅ„cowych (210)
  • Programowanie mechanicznego ramienia (212)
  • Obliczenia zwiÄ…zane z kinematykÄ… (216)
• Co dalej? (220)

8. PoczÄ…tek pracy nad autonomiÄ…: tworzenie oprogramowania robota (221)

• Pierwsze spojrzenie na oprogramowanie autonomicznych robotów (223)
  • Sekcja Części (225)
  • Sekcja Akcje (225)
  • Sekcja Zadania (226)
  • Sekcja Scenariusze i sytuacje (226)
• Model ontologii jÄ™zyka robota i rama projektowa oprogramowania robota (226)
  • Mechanizm tÅ‚umaczÄ…cy PUMT przeksztaÅ‚ca ramy projektowe oprogramowania na klasy (228)
  • Nasze pierwsze podejÅ›cie do programowania autonomicznego robota (239)
• Co dalej? (240)

9. Åšrodowisko pracy robota (241)

• Robot musi sprawdzać uwarunkowania Å›rodowiskowe (242)
  • Rozszerzony scenariusz pracy robota (242)
  • Elementy, od których zależy efektywność robota (244)
  • Co dzieje siÄ™ w przypadku niespeÅ‚nienia warunków wstÄ™pnych lub koÅ„cowych? (249)
  • Jakie akcje mogÄ™ wybrać w przypadku niespeÅ‚nienia warunków wstÄ™pnych lub koÅ„cowych? (249)
• Analiza warunków koÅ„cowych inicjalizacji robota (250)
  • Warunki wstÄ™pne i koÅ„cowe procesu rozruchu (251)
  • Tworzenie kodu sprawdzajÄ…cego warunki wstÄ™pne i koÅ„cowe (252)
  • SkÄ…d biorÄ… siÄ™ warunki wstÄ™pne i koÅ„cowe? (257)
• Sprawdzanie uwarunkowaÅ„ Å›rodowiskowych za pomocÄ… czujników i wizualne plany scenariusza pracy robota (261)
• Co dalej? (262)

10. Programowanie autonomicznych robotów i technika STORIES (263)

• To nie tylko czynnoÅ›ci! (264)
  • Impreza urodzinowa - podejÅ›cie 2. (264)
  • STORIES (265)
  • Rozszerzony scenariusz pracy robota (267)
  • Konwersja scenariusza pracy robota Unit1 na komponenty techniki STORIES (267)
  • Ontologia scenariusza pod lupÄ… (267)
  • Zwracanie uwagi na intencje robota (278)
  • Programowanie obiektowe a wydajność (297)
• Co dalej? (298)

11. Jak Midamba zaprogramował swojego pierwszego autonomicznego robota? (299)

• Midamba i jego poczÄ…tkowy scenariusz (299)
  • Midamba w ciÄ…gu jednego wieczoru zostaje programistÄ…! (299)
  • Krok 1.: Scenariusz pracy robotów w magazynie (302)
  • Krok 2.: SÅ‚ownictwo i model ontologii jÄ™zyka robota w pierwszym scenariuszu pracy w fabryce (303)
  • Krok 3.: Wizualne planowanie pierwszego scenariusza pracy wykonywanej przez robota w fabryce (305)
  • Wizualny rozkÅ‚ad diagramu pracy z perspektywy robota (305)
  • Ulepszony pierwszy scenariusz pracy robotów w fabryce (307)
  • Schemat blokowy bÄ™dÄ…cy elementem wizualnego planowania scenariusza pracy robota (308)
  • Diagram stanów wchodzÄ…cy w skÅ‚ad wizualnego planu scenariusza pracy robota (316)
• Sprawdzanie uwarunkowaÅ„ Å›rodowiskowych robotów Unit1 i Unit2 (317)
  • Autonomiczne roboty pomagajÄ… Midambie wyjść z tarapatów (329)
• Co dalej? (332)

12. Otwarte roboty SARAA (333)

• Tanie, otwarte i proste roboty (333)
  • Programowanie oparte na scenariuszu a bezpieczeÅ„stwo i odpowiedzialność programisty (335)
  • Roboty SARAA dla każdego (335)
  • Zalecenia dla osób programujÄ…cych robota po raz pierwszy (338)
  • PeÅ‚ne plany scenariusza pracy robota, komponenty techniki STORIES i kod źródÅ‚owy scenariusza pracy robotów Midamby (338)

Glosariusz (339)

Skorowidz (343)