移動ロボット

移動ロボットは移動能力を持つ自動機械である。^{[1]移動ロボット工学は通常、}ロボット工学と情報工学のサブフィールドであると考えられている。^[2]

移動ロボットは環境内を移動する能力があり、1つの物理的な場所に固定されていません。移動ロボットは「自律型」（AMR -自律移動ロボット）になることができ、つまり物理的または電気機械的な誘導装置を必要とせずに制御されていない環境をナビゲートすることができます。^[3] あるいは、移動ロボットは、比較的制御された空間で事前に定義されたナビゲーションルートを移動できるようにする誘導装置に依存することができます。^[4] 対照的に、産業用ロボットは通常、多かれ少なかれ固定されており、固定された表面に取り付けられた関節アーム（マルチリンクマニピュレーター）とグリッパーアセンブリ（またはエンドエフェクター）で構成されています。ジョイント。

移動ロボットは商業および産業の現場でより一般的になっています。病院では何年も前から自律移動ロボットを使用して資材を移動させています。倉庫では、資材を在庫棚から注文処理ゾーンに効率的に移動させるために移動ロボットシステムを導入しています。移動ロボットは現在の研究の主要な焦点でもあり、ほぼすべての主要大学には移動ロボットの研究に焦点を当てた研究室が 1 つ以上あります。^{[5]移動ロボットは産業、}軍事、セキュリティの現場でも見られます。

移動ロボットの構成要素は、コントローラ、センサー、アクチュエータ、および電源システムです。^[3]コントローラは通常、マイクロプロセッサ、組み込みマイクロコントローラ、またはパーソナルコンピュータ（PC）です。使用されるセンサーは、ロボットの要件によって異なります。要件には、推測航法、触覚および近接感知、三角測量、衝突回避、位置特定、およびその他の特定のアプリケーションが含まれます。^[6]アクチュエータは通常、車輪付きまたは脚付きのロボットを動かすモーターを指します。移動ロボットに電力を供給するには、通常、ACではなくDC電源（バッテリー）を使用します。

分類

移動ロボットは次のように分類される: ^{[引用が必要]}

旅行する環境:

- 陸上または家庭用ロボットは、通常、無人地上車両(UGV)と呼ばれます。最も一般的なのは車輪付きまたは無限軌道式ですが、2 本以上の脚を持つ脚付きロボット(ヒューマノイド、または動物や昆虫に似たもの) も含まれます。
- 配送・輸送ロボットは作業環境内で資材や物資を移動できる
- 航空ロボットは通常、無人航空機（UAV）と呼ばれます。
- 水中ロボットは通常、自律型水中車両（AUV）と呼ばれます。
- 氷やクレバスが広がる環境を航行するために設計された極地ロボット
主に移動に使用するデバイス:
- 脚付きロボット：人間のような脚（つまりアンドロイド）または動物のような脚。
- 車輪付きロボット。
- トラック^[7] [ ^8]

移動ロボットナビゲーション

移動ロボットのナビゲーションには多くの種類があります。

手動リモートまたはテレオペレーション

手動遠隔操作ロボットは、ジョイスティックまたはその他の制御デバイスを使用して、ドライバーによって完全に制御されます。デバイスは、ロボットに直接接続される場合もあれば、ワイヤレスジョイスティックの場合もあれば、ワイヤレスコンピュータまたはその他のコントローラーのアクセサリである場合もあります。遠隔操作ロボットは、通常、オペレーターを危険から遠ざけるために使用されます。手動リモートロボットの例としては、Robotics Design のANATROLLER ARI-100 および ARI-50、Foster-Miller の Talon、iRobot のPackBot、KumoTek の MK-705 Roosterbot などがあります。

警戒テレオペレーション

ガード付きテレオペレーションロボットは、障害物を感知して回避する能力を持ちますが、それ以外は手動テレオペレーションのロボットのように、運転に従って移動します。ガード付きテレオペレーションのみを提供する移動ロボットはほとんどありません。(下記のスライディング自律性を参照してください。)

ライン追従車

最も初期の自動誘導車両 (AGV) の一部は、線を追従する移動ロボットでした。床や天井に描かれた、または埋め込まれた視覚的な線、または床の電線を追従するロボットもありました。これらのロボットのほとんどは、単純な「線を中央センサーに維持する」アルゴリズムで動作していました。障害物を迂回することはできませんでした。何かが進路を遮ると、停止して待機するだけです。このような車両の多くは、Transbotics、FMC、Egemin、HK Systems などの多くの企業によって現在も販売されています。これらのタイプのロボットは、ロボット工学の隅々まで学ぶための第一歩として、よく知られたロボット学会で今でも広く普及しています。

自律ランダム化ロボット

ランダムに動く自律ロボットは、壁が感知されているかどうかに関係なく、基本的に壁に跳ね返ります。

自律誘導ロボット（AGR）

自律誘導ロボットは、現在地や、途中のさまざまな目的地や中間地点に到達する方法について、少なくともある程度の情報を知っています。現在の位置に関する「位置特定」または知識は、モーターエンコーダー、ビジョン、立体視、レーザー、全地球測位システムなどのセンサーを使用して、1 つ以上の手段で計算されます。

ポジショニングシステムでは、多くの場合、三角測量、相対位置、および/またはモンテカルロ/マルコフ位置特定を使用してプラットフォームの位置と方向を決定し、そこから次のウェイポイントまたは目標までの経路を計画できます。時間と場所がスタンプされたセンサー読み取り値を収集できます。このようなロボットは、多くの場合、ワイヤレスエンタープライズネットワークの一部であり、建物内の他のセンサーおよび制御システムとインターフェイスされています。たとえば、PatrolBotセキュリティロボットは、アラームに応答し、エレベーターを操作し、インシデントが発生するとコマンドセンターに通知します。その他の自律誘導ロボットには、SpeciMinder や病院の TUG 配送ロボットなどがあります。^{[引用が必要]}

自律移動ロボット（AMR）

スライディング自律性

より高性能なロボットは、スライディング自律性と呼ばれるシステムで複数のレベルのナビゲーションを組み合わせています。HelpMate 病院ロボットなどの自律誘導ロボットのほとんどは、人間がロボットを制御できる手動モードも備えています。ADAM、PatrolBot、SpeciMinder、MapperBot などの多くのロボットで使用されている Motivity 自律ロボットオペレーティングシステムは、手動モードからガードモード、自律モードまで、完全なスライディング自律性を提供します。

歴史

参照

参考文献

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外部リンク

ラインフォロワーロボットのチュートリアルと回路図 2017-12-20 にWayback Machineでアーカイブされました
ライントラッキングセンサーとアルゴリズムに関するチュートリアル
バイオロボティクス研究所、モバイルロボットと人間とロボットのインタラクションに関する研究 2012-05-14 にWayback Machineでアーカイブ
デンマークのオールボー大学生産学部、移動ロボットとマニピュレーションの研究
モバイルロボット愛好家のためのウェブサイト
移動ロボット MURVV

[tvt2-1] Hu, J.; Bhowmick, P.; Lanzon, A.、「物体輸送への応用を伴うネットワーク化された移動ロボットのグループ協調制御」IEEE Transactions on Vehicular Technology、2021年。

[2] 「Information Engineering Main/Home Page」www.robots.ox.ac.uk . 2018年10月3日閲覧。

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[tcas-4] Hu, J.; Turgut, A.; Lennox, B.; Arvin, F.、「非線形ダイナミクスと未知の外乱を伴うロボット群の堅牢なフォーメーション調整：設計と実験」IEEE Transactions on Circuits and Systems II：Express Briefs、2021年。

[5] P. Moubarak、P. Ben-Tzvi、「ハイブリッド機構移動ロボットの適応操作」、IEEE 国際ロボット・センサー環境シンポジウム (ROSE)、モントリオール、カナダ、2011 年、pp. 113 - 118

[6] Gopalakrishnan, B.; Tirunellayi, S.; Todkar, R. (2014). 「自律型モバイルスマート車両の設計と開発：メカトロニクスアプリケーション」.メカトロニクス. 14 (5): 491–514. doi :10.1016/j.mechatronics.2003.10.003.

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