應(yīng)用于機(jī)器人的傳感器技術(shù)介紹

很久以前，在遙遠(yuǎn)的星系中......一個世界被創(chuàng)造并引入數(shù)百萬的科幻迷，現(xiàn)在有許多人焦急地期待著這個史詩傳奇的下一個版本。作為一名工程師，我不禁回想起現(xiàn)在已成為現(xiàn)實的原創(chuàng)電影及其中創(chuàng)造的創(chuàng)意。不幸的是，輕型軍刀我們?nèi)匀恢荒芟胂?，但只關(guān)注機(jī)器人，它在我們今天的地方非常出色。

今天星球大戰(zhàn)粉絲所熟悉的許多傳感器技術(shù)已經(jīng)存在，特別是那些與“機(jī)器人”有關(guān)的技術(shù)”。這一點在幾家公司正在開發(fā)的自駕車中更為明顯。例如，谷歌的自動駕駛汽車（圖1）使用旋轉(zhuǎn)式車頂激光雷達(dá)（光探測和測距）攝像頭，測量物體與車輛的距離，將三維地圖構(gòu)建成200米，使車輛能夠檢測到潛在危險。人們可以使用SparkFun Electronics的SEN-13680來測試Lidar的小規(guī)模功能。

圖1：谷歌無人駕駛汽車及其傳感器（谷歌提供）。

谷歌汽車中的其他傳感器包括一個透過擋風(fēng)玻璃觀察的標(biāo)準(zhǔn)攝像頭，除了交通信號燈檢測外，它還可以尋找潛在的障礙物并閱讀道路標(biāo)志。此外，還有高度計，陀螺儀和GPS組件，可為汽車提供準(zhǔn)確的定位數(shù)據(jù)，以確保安全運行。

圖2：星球大戰(zhàn)探測機(jī)器人。 （由Wookieepedia提供）。

大多數(shù)用于自動地面運輸?shù)膫鞲衅饕部捎糜陲w行器。事實上，今天的無人機(jī)有能力為Darth Vader的“探測機(jī)器人”提供類似的偵察能力（圖2）。除了上面提到的一些傳感器，它們還可以配備光學(xué)距離傳感器，靜止和攝像機(jī)，以及激光雷達(dá)等。無人機(jī)今天可以繪制地形圖，監(jiān)控牲畜，甚至跟蹤目標(biāo)。事實上，美國陸軍目前正在測試一種“口袋大小”的偵察無人機(jī)，它將視頻信號輸送到士兵背心上的胸部屏幕上。 1 這些小型無人機(jī)僅重18克，范圍超過半英里。它們攜帶三個攝像頭，一個是夜間任務(wù)的熱像儀，可以讓士兵偵察周圍的地形，以發(fā)現(xiàn)潛在的敵對威脅。

這些“機(jī)器人”對他們收集的所有傳感器數(shù)據(jù)做了什么？ ？他們通常將其發(fā)送到其他地方。因此，所有“機(jī)器人”都需要與外界進(jìn)行某種通信，以便接收他們的命令并傳輸他們負(fù)責(zé)收集的數(shù)據(jù)。為此，成為物聯(lián)網(wǎng)（IoT）的一部分可能是首選方法。無論是Wi-Fi，藍(lán)牙，ZigBee還是任何其他方法，與物聯(lián)網(wǎng)的連接變得越來越重要。今天的大多數(shù)機(jī)器人將數(shù)據(jù)反饋給某個中央處理實體，該實體可能有能力處理來自各種來源的大量輸入。這些實體可以是“大數(shù)據(jù)”處理器，可以智能地使用這些信息，甚至可以學(xué)習(xí)某種形式的人工智能（AI），以提高效率，安全性并降低運營成本。

圖3：星球大戰(zhàn)機(jī)器人R2-D2和C-3PO（由Wookieepedia提供）。

我們遠(yuǎn)未開發(fā)星球大戰(zhàn)機(jī)器人的所有功能。然而，史詩太空歌劇中描繪的很多傳感器技術(shù)如今都存在。盡管我們擁有的機(jī)器人可能沒有R2-D2和C-3PO所展示的絕對自主權(quán)，但是現(xiàn)在可以使用許多能夠?qū)崿F(xiàn)其功能的傳感器，如Z5291-ND歐姆龍人體感應(yīng)和理解模塊以及更多等待被機(jī)器人設(shè)計師用于追求類似機(jī)器人的創(chuàng)作。

自主方面每天都在接近現(xiàn)實。大多數(shù)人今天在口袋里都有迷你版Siri和Cortana。谷歌在量子計算方面的努力有望在未來幾年繼續(xù)徹底改變這個行業(yè)，直到我們擁有自己的個人機(jī)器人助手。

在我們與自己的個人機(jī)器人助手進(jìn)行對話之前，我們將繼續(xù)關(guān)注這些科幻行業(yè)，以便繼續(xù)想象未來會是什么樣子，并繼續(xù)接受有助于讓這一切成為現(xiàn)實。