robotics - sirve - robotica para niños
¿Qué estudiar para entrar en robótica? (5)
Ingeniería mecánica y eléctrica e informática.
La ingeniería mecánica informará las opciones sobre servos, enlaces, engranajes y todos los demás componentes mecánicos.
La teoría del control es la unión de la ingeniería mecánica y eléctrica. Vas a necesitar eso.
Gran parte del control es digital en estos días, por lo que EE y la informática serán parte de él.
Es un campo grande. Buena suerte.
¿Qué debería estudiar alguien a nivel universitario si quiere estudiar robótica y construir robótica? Hasta ahora, ¿''Mechatronics'' parece ser el campo que estoy buscando? Miré algunos cursos sencillos de ''robótica'', pero parecen ser solo sobre el trabajo eléctrico y de computadora, y no incluyen ningún detalle sobre la construcción de los componentes mecánicos de los robots.
La robótica industrial generalmente está a cargo de ingenieros mecánicos, y la robótica deportiva / de equipo por ingeniería electrónica, ingeniería electrónica o carreras de informática. Todo depende de lo que entiendas por "robótica". Además, en caso de que nadie más lo mencione, se recomienda enfáticamente una maestría.
Como una ventaja adicional, las matemáticas utilizadas en robótica industrial están directamente vinculadas a las matemáticas para el desarrollo de juegos. Realmente no hay una línea clara de quién debe hacer qué en robótica.
Mechtronics es el campo de estudio actual para aquellos interesados en robótica. Combina mecánica, electricidad, controles y software en relación con la robótica.
En el pasado veníamos de muchos orígenes diferentes, ingenieros mecánicos, eléctricos, electrónicos y software. Soy un ingeniero de aplicaciones para el fabricante de robots. Comencé en Avionics, pasé a equipos de prueba automatizados, luego a sistemas de entrega de materiales automatizados, me convertí en técnico y gerente de servicios de robótica y luego pasé a la programación y capacitación de aplicaciones.
Una nota final, prepárate para seguir aprendiendo. Este es un campo en constante cambio y evolución.
Recomendaría encarecidamente buscar en Inteligencia artificial para robótica en Udacity , es un curso muy interesante que cubre el software y la parte de AI. También Coursera ofrece un curso gratuito de robótica en línea y otros cursos que son muy relevantes y útiles para la robótica.
Soy un consultor de investigación en robótica profesional, con 30 años de experiencia trabajando para organizaciones como SRI International y JPL.
Al igual que las computadoras, la robótica tiene una fuerte división entre el software y el hardware . El hardware se subdivide en actuadores y sensores .
Si dijera "Quiero ingresar a las computadoras", explicaría que solo unos pocos ingenieros de hardware diseñan y construyen computadoras físicas. La mayoría de los investigadores asumen que el hardware y el firmware ya se han creado, y luego se preocupan por la Software - cómo hacer que el sistema realmente funcione.
De manera similar con los robots, construir el hardware es un trabajo para los ingenieros mecánicos (para diseñar la estructura y la disipación de calor), con pequeñas piezas y piezas para ingenieros eléctricos de potencia (para especificar los motores) e ingenieros de computación (para diseñar el firmware de silicio). Los robots de la próxima generación también usan diseñadores industriales (para hacer que los exteriores se vean bonitos y que los interiores encajen bien).
Las áreas de investigación para el diseño de actuadores incluyen manos digitadas; tentáculos colibrí y otras aves y alas de insectos; ruedas elásticas; piernas; diseños no electrónicos para zonas de alta radiación; y los instrumentos quirúrgicos.
Con cámaras en cada teléfono celular, los sensores de visión son en su mayoría un problema resuelto en este punto. Las áreas de investigación para el diseño de sensores incluyen una piel táctil inteligente y flexible, sensores de ondas cerebrales y otros sensores biomédicos. Todavía hay espacio para buenos sensores de fuerza también. Estos caen en los ámbitos de la ingeniería de materiales, ingeniería informática, ingeniería mecánica e ingeniería biomédica.
Para manejar los actuadores correctamente para que no se sacudan, necesita un ingeniero de control de la teoría . Comience con las transformadas de Fourier para que luego pueda entender las transformadas z. La curva de aprendizaje en esta matemática es extremadamente empinada y las carreras son muy pocas, por lo que debe nacer para ser ingeniero de control o dejar que alguien más se encargue de estos detalles de menor nivel.
El procesamiento de la señal , para los controladores de sensores de nivel medio y bajo, ha estado bajo el dominio de los EE históricamente. Esto se abre camino hacia el procesamiento de imágenes, que se incluye en informática, y luego en la comprensión de imágenes, que se encuentra en la rama AI de CS.
Sin embargo, como mencioné, el hardware, el firmware y los controladores son todos detalles de fabricación que resuelves una vez y luego vendes para siempre. Cualquiera puede comprar un kit de Lego o Bioloids ahora y comenzar a trabajar con motores. No es como en 2006, cuando el robot humanoide Fujitsu HOAP con el que estábamos trabajando en JPL era un especial a pedido de $ 50,000.
La mayor parte de lo que considero el trabajo realmente interesante comienza suponiendo que el hardware y los controladores ya se han realizado, y luego, ¿qué hace con el sistema? Esto es completamente en el ámbito del software.
El control de software robótico comienza con simuladores 3D, que a su vez se basan en cinemática avanzada; eventualmente la cinemática inversa; dinámica, si te apetece; y simulaciones de motores físicos. Las matemáticas aquí se centran alrededor de las ubicaciones [posición + orientación], que se representan mejor utilizando matrices de transformación de coordenadas homogéneas [4x4]. Estos no son muy difíciles, y puede obtener un buen fondo de ellos de cualquier libro de texto de gráficos de computadora. Asegúrese de seguir la religión de la multiplicación posterior por las matrices que terminan en un vector de columna a la derecha; esto le permite encadenar cinemáticas desde la base hasta la cintura y el hombro hasta el codo y la mano de manera que pueda comprender. Los primeros libros de texto propusieron la premultiplicidad usando vectores de fila, porque pensaron que no haría una diferencia. Lo hace.
Por supuesto, los motores de física requieren un conocimiento decente de la física.
El procesamiento de nivel superior se realiza utilizando inteligencia artificial , generalmente sistemas basados en reglas. El procesamiento del lenguaje natural también puede relacionarse con la lingüística y la fonética. El reconocimiento de voz y la generación de voz son, en su mayoría, procesamiento de señales, enseñados en EE y CS. Los avances recientes trabajan en Big Data, que utiliza estadísticas, razonamiento bayesiano y bases de vectores (a partir de las matemáticas).
La robótica aún no ha estallado. Todavía está en el nivel donde estaban los teléfonos celulares cuando Gordon Gecko caminaba por la playa hablando por un "teléfono portátil" del tamaño de un zapato. No veo que los robots se vuelvan omnipresentes antes de 2020. Alrededor de 2025, ser un programador de robots tendrá tanta demanda como lo es hoy en día un programador de aplicaciones. Estudie un montón de IA Comience temprano.
Buena suerte. Espero que esto ayude.
Diseño de sistemas de robots humanoides de última generación a partir de 2006 [cortometraje]: http://www.seqcon.com/caseJPL.html
Diagrama de bloques de componentes de muy alto nivel [gráfico]: http://www.seqcon.com/images/SystemSchematic640.gif
