Программа-робот для компьютера
Обновлено: 01.07.2024
Автономное программирование роботов
поддерживает промышленных роботов в сети и работает на вас
Автономное программирование роботов (OLRP) меняет способы программирования, развертывания и перепрограммирования своих роботов интеграторами и производителями. За счет программирования функций роботов в виртуальной автономной среде (на компьютере) OLRP устраняет необходимость вывода роботов из производства, что значительно повышает производительность и прибыль.
Увеличить рентабельность инвестиций в роботов
Сократить время простоя производства
Проверка роботизированных процессов с помощью моделирования
OLRP устраняет традиционные ограничения автоматизации роботов
Увеличьте свои инвестиции в промышленных роботов с OCTOPUZ
OCTOPUZ – это интеллектуальное автономное программное обеспечение для программирования роботов, которое позволяет программировать чувствительные к траектории сложные приложения для роботов без прерывания производственного процесса и без необходимости присутствия эксперта по программированию роботов на месте.
OCTOPUZ имеет возможность программировать несколько брендов, конфигураций и приложений для роботов вместе в виртуальной автономной среде и выводить код для использования в реальных мобильных приложениях.
С программным обеспечением для автономного программирования роботов OCTOPUZ компании могут:
Упрощение сложного программирования роботов
Автоматическое обнаружение и предотвращение ошибок
Программирование робототехнических систем сложной конфигурации
Проверка роботизированных процессов с помощью моделирования
Работайте с несколькими брендами роботов на одной платформе
Включите процессы производства роботов
OCTOPUZ поддерживает самый большой выбор брендов промышленных роботов
< бр />
< бр />
< бр />
< бр />
< бр />
< бр />
< бр />
< бр />
С OCTOPUZ вы можете
Программировать роботов в виртуальном мире и выводить код для использования в реальном мире
Экономия времени и денег интеграторов и производителей
Независимо от того, проектируете ли вы роботизированную ячейку для клиента или имеете штатного программиста на своем производственном предприятии, программное обеспечение OCTOPUZ для автономного программирования роботов позволяет предприятиям оптимизировать операции и делать больше со своими роботами.
Интеграторы
В качестве инструмента продаж OCTOPUZ упрощает предоставление доказательства концепции использования робота в ячейке. Интеграторы могут использовать OCTOPUZ для проектирования ячейки и демонстрации клиентам, как инвестиции в роботов будут работать на их предприятии. Благодаря возможностям виртуальной реальности клиенты могут пройтись по своей новой роботизированной системе в натуральную величину и ощутить весь потенциал роботизированной автоматизации.
Производители
OCTOPUZ предоставляет виртуальную автономную среду, которая идеально соответствует вашей реальной ячейке и позволяет выполнять такие задачи, как обучение, программирование и интеграция, с минимальными перерывами в работе. Время, необходимое для внедрения новых программ, может быть сокращено с нескольких недель до одного дня, что позволяет роботизировать мелкосерийное производство.
В этой статье мы расскажем о программировании, важных языках и о том, как начать работу с такими инструментами, как Arduino и Raspberry Pi.
Поделиться этой публикацией
Программирование – это ключевой навык, который необходимо развивать для работы в области робототехники. В этой статье мы расскажем о программировании, важных языках и о том, как начать работу с такими инструментами, как Arduino и Raspberry Pi.
Что такое компьютерная программа?
Роботы обрабатывают данные датчиков, осуществляют познание и планируют действия с помощью компьютерных программ, которые выполняются на процессоре. Компьютерные программы, по сути, представляют собой набор инструкций, которые обрабатывают входные данные для получения выходных данных.
Пример: программа распознавания лиц в роботе будет:
1. взять изображение человека в качестве входных данных,
2. сканировать изображение на наличие определенного набора функций,
3. сравнить эти функции с библиотекой известных лиц,
4. найти совпадение, затем
5. вернуть имя человека в качестве вывода.
Программа будет выполнять один и тот же набор инструкций при каждом выполнении.
Хотите продолжать
учиться?
Строим будущее с роботами
Большинство языков программирования написаны обычным текстом, понятным людям. Затем программы компилируются в машинный код для выполнения процессором (или байтовый код для выполнения виртуальной машиной).
Языки программирования
Существует множество доступных языков программирования, например C/C++, Java, Fortran, Python и т. д. Наиболее популярным языком в робототехнике, вероятно, является C/C++ (C++ — объектно-ориентированный преемник языка C). Python также очень популярен из-за его использования в машинном обучении, а также потому, что его можно использовать для разработки пакетов ROS — см. ниже.
- Операционная система для роботов (ROS) – это набор программных библиотек и инструментов, которые помогают создавать приложения для роботов. Вы также можете написать свои собственные программы для ROS, например. на C/C++ или Python.
- Matlab используется для анализа данных и взаимодействия с ROS (также Octave — это бесплатный эквивалент Matlab с открытым исходным кодом, доступный здесь).
Программирование на C и микроконтроллер Arduino
Язык C/C++ — один из наиболее широко используемых языков программирования в робототехнике. В микроконтроллере Arduino используется язык программирования, основанный на C, и это отличный способ изучить основы этого важного языка, параллельно занимаясь робототехникой.
Микроконтроллер Arduino MEGA 2560. На самом деле микроконтроллер — это просто большая микросхема в центре Arduino — это компонент, который вы программируете: код высокого уровня, который вы пишете, компилируется в машинный код, встроенный в эту микросхему. Контакты вверху и внизу предназначены для подключения устройств ввода, таких как датчики, и устройств вывода, таких как двигатели.
Базовый Arduino (Uno) стоит около 19 евро, а среду разработки программы можно бесплатно загрузить с веб-сайта Arduino, где вы также найдете множество примеров проектов и руководств.
Python и Raspberry Pi
Python — полезный язык для изучения, так как он широко используется в компьютерных науках и машинном обучении. Python — это язык, который используется с Raspberry Pi. Это делает его очень актуальным для робототехники, поскольку вы можете использовать Raspberry Pi для управления роботом.
Фонд Raspberry Pi разработал ряд бесплатных онлайн-курсов по использованию Raspberry Pi в робототехнике. Посетите страницу их партнера для получения дополнительной информации и ссылок на курсы.
Raspberry Pi 3, модель B. Raspberry Pi похож на обычный ПК, но намного меньше. Этот Raspberry Pi 3 оснащен четырехъядерным процессором ARM с тактовой частотой 1,2 ГГц, Ethernet, беспроводной связью, Bluetooth, HDMI и 4 портами USB.
В чем разница между Arduino и Raspberry Pi?
Arduino и Raspberry Pi полезны для проектов робототехники, но имеют некоторые важные отличия.
Ардуино
Arduino — это микроконтроллер, похожий на простой компьютер, но запускающий и зацикливающий одну программу, которую вы написали на ПК. Эта программа компилируется и загружается в микроконтроллер как машинный код. Плата Arduino хорошо подходит для низкоуровневого управления роботами и имеет такие функции, как аналого-цифровое преобразование для подключения аналоговых датчиков.
Малиновый пи
Raspberry Pi (RPi) похож на обычный ПК и поэтому более универсален, чем Arduino, но не имеет таких функций, как аналого-цифровое преобразование. RPi работает под управлением операционной системы Linux (обычно Raspian). Вы можете подключить к RPi клавиатуру, мышь и монитор, а также периферийные устройства, такие как камера, что очень полезно для робототехники. (Из-за того, что RPi работает под управлением Linux, вы также можете установить ROS, хотя это может быть немного сложно настроить.)
Если вы хотите узнать больше о программировании для робототехники, ознакомьтесь с полным онлайн-курсом Шеффилдского университета ниже.
Безусловно, роботы — наиболее эффективное средство современной науки. Роботы не только сокращают человеческий труд, но и выполняют безошибочную деятельность. Многие компании проявляют интерес к робототехнике. В последние годы популярность приобрели автоматические машины. Помня об этом, мы обсудим роботизированные компьютерные языки.
Итак, чтобы роботы могли выполнять задачи, их необходимо запрограммировать. Программирование роботов — это процесс, посредством которого роботы получают инструкции от компьютеров. Программист-робот должен свободно владеть несколькими языками программирования. Итак, приступим.
Лучшие языки программирования роботов
Во всем мире доступно около 1500 языков программирования для роботов. Все они участвуют в обучении роботов. В этом разделе мы рассмотрим самые популярные языки программирования, доступные сегодня.
1. С/С++
Самый простой способ начать работу с робототехникой — изучить C и C++. Оба они являются языками программирования общего назначения с почти идентичными функциями. C++ — это модифицированная версия C, в которую добавлено несколько функций. Теперь вы должны понять, почему C++ является самым популярным языком программирования роботов. Он обеспечивает низкоуровневый аппаратный интерфейс и обеспечивает производительность в реальном времени.
C++ — наиболее зрелый язык программирования, позволяющий добиться наилучших результатов от робота. C++ позволяет писать код тремя разными способами. К ним относятся методы Constructor, Autonomous и OperatorControl. В этом режиме конструктора выполняется инициализирующий код для создания класса. В этом сценарии он будет выполняться в начале программы.
Помогает в инициализации датчиков и создании других объектов WPILib. Автономный подход гарантирует выполнение кода. Он работает только в течение определенного периода времени. Затем робот переходит в секцию телеуправления. В этом случае используется техника OperatorControl.
2. Питон
Python – это мощный язык программирования, который можно использовать для создания и тестирования роботов. С точки зрения автоматизации и постпроцессного роботизированного программирования он превосходит другие платформы. Вы можете использовать его для создания сценария, который будет вычислять, записывать и активировать код робота.
Ничего не нужно учить вручную. Это позволяет быстро тестировать и визуализировать модели, программы и логические решения. Python использует меньше строк кода, чем другие языки программирования. Он также включает большое количество библиотек для основных функций. Основная цель Python — упростить и ускорить программирование.
Любой элемент можно создать, изменить или удалить. Кроме того, мы можем закодировать движения робота в том же скрипте. Все это достигается с помощью очень небольшого кода. Благодаря этому Python является одним из лучших языков программирования для роботов.
3. Java
Java – это язык программирования, который позволяет роботам выполнять действия, аналогичные действиям людей. Он также предоставляет различные API для удовлетворения потребностей роботов. Java в значительной степени обладает характеристиками искусственного языка.
Он позволяет создавать высокоуровневые алгоритмы, алгоритмы поиска и нейроалгоритмы. Java также позволяет запускать один и тот же код на многих компьютерах.
Java не встроена в машинный код, поскольку это язык интерпретации. Скорее, при выполнении виртуальный компьютер Java интерпретирует команды. В результате Java стала довольно популярной в области робототехники. В результате Java предпочтительнее альтернативных языков программирования роботов. Java используется современными ИИ, такими как IBM Watson и AlphaGo.
Он поддерживает различные языки, допуская горизонтальное масштабирование. Он также предлагает единую среду и упрощает программирование на C++ или Java. Все инструменты и IDE были тщательно протестированы и доступны в Microsoft Developer Network.
Кроме того, слияние языков происходит плавно. В результате мы можем с уверенностью причислить его к лучшим языкам программирования для роботов.
5. МАТЛАБ
В робототехнике MATLAB и его аналоги с открытым исходным кодом, такие как Octave, чрезвычайно популярны. С точки зрения анализа данных он значительно опережает многие другие роботизированные компьютерные языки. MATLAB на самом деле не является языком программирования в традиционном смысле. Тем не менее, здесь можно найти инженерные решения, основанные на сложной математике.
Разработчики роботов узнают, как создавать сложные графики с использованием данных MATLAB. Это весьма полезно при разработке полной роботизированной системы. Это также помогает развитию глубоко укоренившихся робототехнических основ в робототехническом бизнесе. Это инструмент, который позволяет применять ваши методы для имитации результата. Инженеры могут использовать это моделирование для точной настройки конструкции системы и устранения ошибок.
Были случаи, когда MATLAB использовался для создания законченного робота. В результате он должен быть включен в первую десятку языков. Kuka kr6 — один из лучших примеров применения MATLAB. MATLAB также использовался разработчиками для создания и моделирования этого робота.
6. Лисп
Одним из первых языков для роботов был Lisp. Он был представлен на рынке, чтобы позволить компьютерным приложениям использовать математическую терминологию. Lisp – это домен ИИ, который в основном используется для создания операционных систем для роботов.
Среди доступных функций — древовидные структуры данных, автоматизированное управление хранилищем, подсветка синтаксиса и характеристики повышенного порядка. В результате он прост в использовании и помогает устранить ошибки реализации после выявления проблемы.
Эта процедура решения проблем происходит на стадии прототипа, а не на стадии производства. Он также включает в себя такие возможности, как цикл чтения-оценки-печати и самостоятельную компиляцию.
7. Паскаль
Одним из первых языков программирования, появившихся на рынке, был Pascal. Это все еще весьма полезно, особенно для новичков. Он основан на языке программирования Fundamental и учит отличным навыкам программирования. Паскаль используется производителями для создания языков программирования для роботов.
Двумя примерами являются RAPID от ABB и KRL от Kuka. Тем не менее, большинство разработчиков считают Паскаль устаревшим для повседневного использования. Они также подчеркнули его важность для новичков.
Это поможет вам быстрее освоить другие языки программирования роботов. Это рекомендуется только для полных новичков. Когда вы приобретете некоторый опыт в программировании робототехники, вы сможете перейти на другой язык.
Заключение
И это обертка. Мы надеемся, что вы нашли эту статью полезной для роботизированных языков программирования. Мы рассмотрели все плюсы и минусы лучших языков программирования для роботов. Вы можете выбрать наиболее подходящий язык для ваших нужд. Уже сейчас робототехника имеет многообещающее будущее. Так что сейчас идеальный момент, чтобы начать.
Мы в RoboDK недавно были очень рады видеть себя в пятерке лучших компаний-разработчиков программного обеспечения для движения роботов в рейтинге StartUS Insights. Выбор был сделан из базы данных 181 компании-разработчика программного обеспечения для робототехники, так что это настоящая похвала нашему замечательному программному обеспечению.
Наряду с нами в пятерке лучших были компании, специализирующиеся на широком спектре робототехники, включая программное обеспечение для планирования движения дронов, реактивное планирование маршрута в реальном времени и управление мобильными роботами.
В индустрии робототехники доступно огромное количество различных типов программного обеспечения.
Разграничить их все и быть в курсе последних событий, которые имеют отношение к вам и вашим потребностям, может быть довольно сложно.
Как определить, какой тип программного обеспечения лучше всего подходит для вас?
Как избавиться от шума и найти подходящее ПО
Если вы ищете в Google «программное обеспечение для робототехники», вы, вероятно, обнаружите довольно запутанный набор результатов поиска.
На момент написания статьи многие результаты поиска приводили вас к чему-то под названием Robot Process Automation (RPA), которое, несмотря на свое название, не имеет абсолютно никакого отношения к программированию физических роботов.
Другие результаты указывают на конкретные пакеты программного обеспечения для робототехники, в основном те, которые поставляются в комплекте с определенными брендами роботов. Кроме того, вы также найдете несколько сообщений в нашем блоге.
Проблема в том, что существует множество различных типов программного обеспечения для робототехники. Некоторые из них подойдут для программирования ваших конкретных роботов в вашей уникальной ситуации. Другие не будут.
Когда вы решаете, какое программное обеспечение приобрести для своего робота, вам нужно уточнить, какое программное обеспечение вы ищете.
9 типов программного обеспечения для робототехники, которые вы можете рассмотреть для своего робота
Чтобы помочь вам избавиться от шума и отточить правильное программное обеспечение, вот некоторые типы программного обеспечения для робототехники, которые вы можете встретить на рынке:
1. Офлайн-программирование
Категория программного обеспечения, которая больше всего дорога нашему сердцу здесь, в RoboDK, программное обеспечение для автономного программирования предоставляет вам возможность программировать вашего промышленного робота без необходимости физического подключения к роботу в то время. Это означает, что вам не нужно снимать робота с производства, чтобы запрограммировать его. Помимо прочих преимуществ, он сокращает время простоя, повышает качество программирования и позволяет быстро переключаться между линейками продуктов.
Рынок автономного программирования довольно раздроблен, и пакеты часто привязаны к отдельным брендам роботов. Кроме того, есть программное обеспечение для автономного программирования, которое можно использовать с роботами любой марки, например RoboDK.
2. Симуляторы
Симуляторы роботов бывают разных видов. Некоторые позволяют только простое 2D-моделирование определенных аспектов робототехники, в то время как другие включают 3D-моделирование со сложными физическими движками и реалистичными средами.Если бы вы хотели, вы могли бы потратить много времени на тестирование всех доступных пакетов моделирования (я делал это в прошлом, и их удобство использования и качество сильно различаются). К сожалению, по рекламному ролику сложно сказать, насколько удобен тренажер. Вы должны пойти и проверить это сами.
RoboDK является не только автономным инструментом программирования, но и отличным симулятором. Он достаточно прост, чтобы вы могли легко запрограммировать своего робота, и в то же время достаточно мощен, чтобы справляться со многими различными вариантами использования.
3. ПО промежуточного слоя
Промежуточное программное обеспечение – один из наиболее неправильно понимаемых типов программного обеспечения для роботов. Самым популярным из них является ROS (операционная система для роботов). Промежуточное ПО для роботов предоставляет платформу для запуска и управления сложными роботизированными системами с помощью единого унифицированного интерфейса.
Как говорят некоторые, промежуточное ПО — это «программный клей», который помогает создателям роботов не изобретать велосипед при разработке новой роботизированной системы.
Возможно, вы не стали бы использовать промежуточное ПО для управления одним роботом на производственной линии. Однако если вы создаете собственную роботизированную систему с несколькими компонентами или хотите координировать работу нескольких роботов, вы можете использовать промежуточное ПО, чтобы немного упростить себе жизнь на этапе исследований и разработок.
4. Планирование мобильных роботов
Мобильные роботы программируются иначе, чем другие роботы, что означает использование другого типа программного обеспечения. Например, планировщики пути используются для программирования маршрута, по которому робот будет двигаться в окружающей среде, а алгоритмы обхода препятствий реагируют на изменения в данный момент.
Существует множество интересных программных инструментов для программирования мобильных роботов, от складской логистики до автономных транспортных средств.
5. Планирование пути в реальном времени
Программное обеспечение для планирования пути используется во многих областях робототехники. Базовые планировщики маршрутов, такие как наша функция PRM, просто используются для ускорения этапа программирования промышленной робототехники.
Планирование пути в реальном времени намного сложнее, чем базовое планирование пути, поскольку оно включает в себя постоянное обновление программы в соответствии с изменениями в среде. Это позволяет роботу быть реактивным, но также может сделать робота более небезопасным.
Компании-разработчики программного обеспечения, которые специализируются на планировании маршрута в реальном времени, как правило, сосредотачивают свои усилия на одном типе роботов, таких как человекоподобные роботы, мобильные роботы или роботизированные руки.
6. Управление БПЛА (дроном)
Растущим типом программного обеспечения для роботов является управление дроном. Это относится к любому программному обеспечению, которое используется для программирования и координации беспилотных летательных аппаратов (БПЛА/дронов).
За последнее десятилетие или около того число областей применения дронов увеличилось. В настоящее время дроны используются в сельском хозяйстве, инспекциях и службах безопасности. Программное обеспечение для дронов, как правило, ориентировано на определенные области применения или аспекты управления дроном (например, сбор данных, анализ изображений, картографирование и т. д.).
7. Искусственный интеллект для роботов
Искусственный интеллект (ИИ) используется в робототехнике уже много лет — почти столько же, сколько существует робототехника. Однако в последнее время растет число программных решений, специально предназначенных для использования ИИ с роботами в определенных областях применения. Как и в случае с другими типами программного обеспечения для роботов, ИИ, как правило, сосредоточен на конкретных аспектах этих приложений, таких как анализ изображений, собранных в сельскохозяйственных условиях, фильтрация операционных данных в производственных условиях или координация групп мобильных роботов в логистике.
Какое программное обеспечение лучше для вас?
Как вы, наверное, заметили, существует огромное количество типов программного обеспечения для роботов. Если вы ищете программное обеспечение для определенного приложения робота, стоит очень конкретно указать, что вы ищете.
Например, вы добьетесь гораздо большего успеха, если будете искать такие термины, как "автономное программирование для роботизированной обработки", а не просто "программирование промышленных роботов".
И, как я уже говорил выше, один из лучших способов определить, подходит ли та или иная программа для роботов для ваших нужд, — попробовать ее самостоятельно.
Читайте также: