如何创造真实世界的机器人?

甚至在我学习编程之前,我就一直对机器人如何工作感到着迷。现在我知道了底层编程指令该如何编写,但我不明白的是,机器人是如何执行这些指令的。

例如,如果我写了这段代码:

object=Robot.ScanSurroundings(300,400);
if (Objects.isEatable(object))
{
   Robot.moveLeftArm(300,400);
   Robot.pickObject(object);
}

CPU如何执行这段程序,从而使机器人做出向左看、移动手臂等等物理动作?这主要是通过二进制语言/汇编语言完成的吗?

最后,如果我想学习如何创建机器人,我应该从哪里入手?


回答:

在大多数现代机器人中,你都会有一个逆运动学模型,用于描述机械结构,在这里指的是手臂。这个模型会将空间坐标转换为手臂各个关节的位置。这些关节通常由伺服电机驱动。为了平滑地移动手臂,你需要一系列中间关节位置,这些位置定义了手臂要遵循的路径。你还需要考虑关节的速度,这些速度共同控制着手臂末端“手”的速度。

当手臂移动时,你的伺服系统会获得关于其实际位置的反馈。简单的伺服系统可能会使用基本的PID反馈回路来调整电机。更复杂的系统会包含前馈参数,以补偿惯性、重力、摩擦等等。这些系统会变得非常复杂。

当需要考虑机器人周围空间中的障碍物时,真正的乐趣就开始了。你必须感知障碍物,并弄清楚如何避开它,同时仍然到达目的地。

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