Робот пылесос – продолжаем с нуля


Что у него внутри
С тем, что умеет робот-пылесос, мы более-менее разобрались, теперь осталось понять, как он это умеет. Действительно, внешне робот выглядит достаточно умным, но все, что он выполняет, действует по вполне определенному и предусмотренному алгоритму, который можно свести к десятку функций: к примеру, -препятствие сбоку- – сдать назад с разворотом, продолжить работу, -препятствие сверху- – сдать назад с разворотом, продолжить работу, -низкое напряжение питания- – прекратить работу, включить режим поиска зарядной базы. Внешних воздействий, которые требуют реакции – десятки, алгоритмов движения – не больше, но комбинаций их – сотни.

Если бы наш робот выполнялся на примитивной элементной базе (реле, дискретные транзисторы, а то и лампы), то схема бы у него оказалась – мама дорогая. Но сегодня существуют процессоры и дело здорово упрощается. Всего одна микросхема и готово. Точнее, почти готово. Все равно роботу нужны внешние датчики и, главное, программа, которая будет их состояние анализировать. И если сама программа практически не занимает физического пространства в роботе (чип, размером с монету), то это не значит, что она проста. Чтобы научить робот адекватно реагировать на внешние раздражители, программированием его занимается не один программист.

Итак, процессор и специальная программа для него. Что еще? Тележка с двигателем, колесами и схемой управления: вперед, назад, разворот на месте, поворот и т.д. Щетки для уборки (тоже с внешним управлением): включить основную, включить боковую, реверс, повышенная мощность… И тем и другим процессор может управлять как угодно на свое усмотрение. Но чтобы ими правильно управлять, нужно ориентироваться в пространстве. Для этого служат всевозможные датчики, которых в некоторых моделях насчитываются десятки. Это датчики препятствия, дающие сигнал о том, что робот, скажем, натолкнулся на стену. Причем расположены они не только  в разных местах робота (слева, справа, сзади, по курсу), но и дублирую друг друга, работая на разных принципах. К примеру, почти у всех приличных моделей существует два типа датчиков препятствия – ультразвуковой (инфракрасный, лазерный и т.п.) и механический.

Любой робот буквально утыкан всевозможными датчиками

Один определяет препятствие на расстоянии, другой только при наезде на него. Первый датчик предлагает роботу сбросить скорость (сигнал с процессора на двигатель тележки), дабы не таранить мебель, второй заставит отработать схему объезда. Аналогичные датчики высоты и перепада уровня пола не дадут роботу залезть под чересчур низкий диван, где и успешно застрять, или рухнуть с лестницы – сигнал с них заставит процессор -призадуматься- и принять соответствующее решение. Поскольку большинство датчиков робота оптические, то, естественно, содержать их нужно в чистоте, проводя регулярное ТО. Есть еще множество встроенных датчиков, контролирующих работу внутренних узлов и схем.

К примеру, датчик нагрузки на колеса или щетку. Если двигатель привода начнет потреблять большой ток, то, скорее всего, робот или застрял под мебелью, или намотал на щетку бахрому ковра (как вариант – шнур от телефона, носок, спящего кота). Что делать? Попытаться выкрутиться, включив реверс. Не помогло – остановить уборку и звать на помощь человека. Сели аккумуляторы? Снова сигнал с соответствующего датчика и вот уборка прервана, и робот начинает искать зарядную базу, используя для этого еще один датчик – датчик излучения базы. Но кроме примитивных (по определенным меркам) датчиков (-есть/нет-, -там/тут-) некоторые сложные модели оснащаются не менее сложными датчиками, представляющими собой видеокамеры со своим собственным процессором.

Такую навигацию уже можно назвать настоящей

Для чего? Снова для навигации. Какими бы умными роботы-пылесосы ни казались, большинство из них понятия не имеют, где они находятся, ориентируясь лишь по датчикам в непосредственной близости от препятствия. С камерой же совсем другое дело. Можно перед началом уборки встать, не спеша осмотреться и сориентироваться. Именно так робот и поступает – перед началом работы сканирует пространство, строит карту помещения и только потом начинает трудиться, оптимально рассчитывая силы и маршрут. На этой же карте робот отмечает уже убранные места, чтобы не убираться дважды, что очень сокращает -трудозатраты-.

Все вышесказанное, конечно, относится к серьезным роботам, которые используют камеру по назначению. Увы, сегодня этим умением могут похвастаться далеко не все модели с видеокамерами. Очень многие -разработки- используют камеру для чего угодно (передача картинки в Интернет, функции видеонаблюдения и прочие -необходимости- для пылесоса), только не для дела.

Камера, микрофон, связь с смартфоном или ПК позволят с помощью ПЫЛЕСОСА общаться с миром. Так и живем-

Продолжение позже.