Что учиться, чтобы попасть в робототехнику?

Ответ 1

Я профессиональный консультант по исследованиям робототехники, с 30-летним опытом работы в таких организациях, как SRI International и JPL.

Подобно компьютерам, робототехника имеет довольно сильный разрыв между программным обеспечением и аппаратным обеспечением. Аппаратное обеспечение далее подразделяется на приводы и датчики.

Если бы вы сказали: "Я хочу попасть в компьютеры", я бы объяснил, что только несколько инженеров-аппаратных средств фактически разрабатывают и строят физические компьютеры - большинство исследователей предполагают, что аппаратное и микропрограммное обеспечение уже построено, а затем они беспокоиться о программном обеспечении - как заставить систему работать.

Подобно роботам, создание оборудования - это работа инженеров-механиков (для проектирования структуры и рассеивания тепла), с небольшими кусками для инженеров-электриков (для спецификации двигателей) и инженеров-вычислителей (для разработки прошивки кремний). Роботы следующего поколения также используют промышленных дизайнеров (чтобы внешний вид выглядел красиво, а внутренности хорошо сочетались).

Области исследований конструкции привода включают пальцевые руки; щупальца; колибри и других птиц и крыльев насекомых; пружинные колеса; ноги; неэлектронные конструкции для областей с высоким уровнем излучения; и хирургические инструменты.

С камерами в каждом сотовом телефоне датчики зрения в основном являются решаемой проблемой на данный момент. Области исследований дизайн сенсора включают интеллектуальную гибкую тактильную кожу, датчики мозговой волны и другие биомедицинские датчики. Там еще есть место для датчиков хорошей силы. Они относятся к области материаловедения, компьютерной техники, машиностроения и биомедицинской техники.

Чтобы правильно управлять приводами, чтобы они не раскачивались, вам нужен инженер control-theory. Начните с преобразований Фурье, чтобы затем понять z-преобразования. Кривая обучения по этой математике чрезвычайно крутая, и карьеры довольно мало, поэтому либо вы должны родиться, чтобы быть инженером по контролю, либо вы должны позволить кому-то еще обрабатывать эти детали более низкого уровня для вас.

Обработка сигналов, для драйверов датчиков среднего и низкого уровня, исторически находилась в области ЭЭ. Это работает вплоть до обработки изображений, которая попадает под компьютерную науку, а затем понимает изображение, которое находится в A.I. ветвь CS.

Однако, как я уже упоминал, аппаратное обеспечение, прошивка и драйверы - это все детали, которые вы решаете один раз, а затем продаете навсегда. Теперь любой человек может купить комплект Lego или Bioloids с полки и начать работать с моторами. Это не похоже на 2006 год, когда человекоподобный робот Fujitsu HOAP, с которым мы работали в JPL, был специальным заказом на $50 000.

Большинство из того, что я считаю действительно интересным, начинаются с того, что оборудование и драйверы уже выполнены, а затем, что вы делаете с системой? Это полностью в сфере программного обеспечения.

Управление роботизированным программным обеспечением начинается с 3D-симуляторов, которые, в свою очередь, основаны на прямой кинематике; в конечном счете обратная кинематика; динамику, если вам это нравится; и физико-машинное моделирование. Математика здесь сосредоточена вокруг местоположений [положение + ориентация], которые лучше всего представлены с помощью [4x4] однородных матриц преобразования координат. Это не очень сложно, и вы можете получить хороший фон в них из любого учебника компьютерной графики. Убедитесь, что вы следуете религии пост-умножения по матрицам, заканчивающимся вектором столбца справа; это позволяет вам привязать кинематику между талией и от плеча до локтя к руке таким образом, чтобы вы могли понять. Ранние учебники предлагали премультипликацию с использованием векторов строк, потому что они думали, что это не изменит ситуацию. Он делает.

Конечно, физическим двигателям требуется приличное знание физики.

Обработка более высокого уровня выполняется с использованием искусственного интеллекта, обычно на основе правил. Обработка на естественном языке также может связывать лингвистику и фонетику. Распознавание речи и генерация речи - это в основном обработка сигналов, которые преподаются в EE и CS. Последние достижения работают над большими данными, в которых используются статистические данные, байесовские рассуждения и базисные векторные пространства (из математики).

Робототехника еще не разразилась. Он все еще находится на уровне сотовых телефонов, когда Гордон Гекко шел по пляжу, разговаривая в "портативный телефон" размером с туфлю. Я не вижу, чтобы роботы становились повсеместными до 2020 года. Примерно в 2025 году программист-робот будет востребован так же, как и программист приложений. Изучите много A.I. Начните рано.

Удачи. Надеюсь, это поможет.

Современная конструкция системы роботов-гуманоидов с 2006 года [короткометражка]: http://www.seqcon.com/caseJPL.html

Очень высокая блок-схема компонентов [графика]: http://www.seqcon.com/images/SystemSchematic640.gif

Ответ 2

Я настоятельно рекомендую изучить Искусственный интеллект для робототехники на Udacity, это очень интересный курс, который охватывает программное обеспечение и часть ИИ. Также Coursera предлагает бесплатный курс онлайн-робототехники и другие курсы, которые очень важны и полезны для робототехники.

Ответ 3

Механическая и электротехника и информатика.

Машиностроение будет информировать о сервоприводах, соединениях, передачах и всех других механических компонентах.

Теория управления - это соединение механической и электротехники. Это вам понадобится.

В наши дни большая часть контроля является цифровым, поэтому EE и информатика станут ее частью.

Это большое поле. Удачи.

Ответ 4

Промышленная роботизация обычно обрабатывается инженерами-механиками, а спортивная/командная роботизация - электроникой, электроникой или специалистами по информатике. Все зависит от того, что вы подразумеваете под "роботикой". Кроме того, в случае, если никто не упоминает об этом, степень магистра сильно защищена.

В качестве дополнительного бонуса математика, используемая в промышленной роботике, напрямую связана с математикой для разработки игр. На самом деле нет четкой линии сокращения того, кто должен делать то, что в робототехнике.

Ответ 5

Mechtronics - это текущая область исследований для тех, кто интересуется робототехникой. Он объединяет механические, электрические, средства управления и программное обеспечение, относящиеся к робототехнике.

В прошлом мы приходили из разных слоев общества, инженеров-механиков, электротехники, электроники и программного обеспечения. Я являюсь разработчиком приложений для производителя роботов. Я начал работать в Avionics, перешел на автоматизированное тестовое оборудование, затем в автоматизированные системы доставки материалов, стал специалистом по робототехнике и менеджером, а затем перешел к программированию и обучению приложений.

Наконец, будьте готовы продолжать учиться. Это поле, которое постоянно меняется и развивается.