Otonom Robot Nedir?

Robotik gelişmeye devam ettikçe, otonom robot fikri giderek daha önemli hale geliyor.

Bu makineler çevrelerini algılayıp tepki verebilir, kendi başlarına karar verebilir ve insan yardımı olmadan hareket edebilir.

Bu blog yazımda robotların kendi başlarına çalışmasını sağlayan parçalardan ve teknolojilerden bahsedeceğim.

Ayrıca bunları yapmak için gereken programlama dilleri ve becerileri ile bunları kullanmanın getirdiği etik ve güvenlik kaygılarından da bahsedeceğim.

İster deneyimli bir mühendis olun, ister yeni başlıyor olun, sürücüsüz robotlar dünyası kesinlikle dikkatinizi çekecek ve bu heyecan verici teknolojinin kullanılabileceği tüm yollar hakkında daha fazla bilgi edinmek istemenize neden olacaktır.

Otonom Robotlara Giriş

Resmi tanımlama:

Hareket ederken kendi dengesini koruyabilen, aynı zamanda hareketlerini planlayabilen bir robot.

Nasa'nın K10'u (Özerklik ve robotik):

https://www.nasa.gov/centers/ames/research/area-autonomy-and-robotics.html

Otonom robotlar, kendi başlarına çalışabilen, etraflarında olup bitenleri anlayan, kararlar veren ve bir kişinin yardımı olmadan hareket edebilen akıllı makinelerdir.

Otonom bir robot, çok fazla özgürlüğe sahip olan ve bir kişinin yardımı olmadan kendi başına bir şeyler yapabilen bir robot türüdür.

Bu mümkün çünkü robot, çevresinde olup bitenleri görmesini ve duymasını sağlayan kameralar, LiDAR ve sonar gibi sensörlere sahip.

Robot daha sonra bu bilgiyi alır ve karar vermek için kullanır. Bu ona kendi başına hareket etme yeteneği verir.

robot türleri

Pek çok farklı robot türü vardır ve her birinin kendi güçlü ve zayıf yönleri vardır. Bunlardan bazıları:

• Otonom Robotlar: Daha önce de bahsettiğimiz gibi otonom robotlar insan yardımı olmadan kendi başlarına çalışabilirler.
• Kontrollü Robotlar: Çalışmak için kontrollü robotların insanlardan girdi alması gerekir. Belirli görevleri yerine getirmek için programlanabilirler, ancak kendi başlarına bir şeyler yapabilen robotlar kadar özgür değillerdir.
• Yarı Otonom Robotlar: Bu robotlar hem otonom hem de kontrollü robotların parçalarına sahiptir, bu nedenle bazı görevleri kendi başlarına yapabilirler ancak yine de insanlardan biraz yardıma ihtiyaçları vardır.
• Otomatik Robotlar: Bu robotlar, işleri kendi başlarına yapacak şekilde ayarlanmıştır.

Ancak kendi başlarına bir şeyler yapabilen robotlar kadar bağımsız olmayabilirler.

Otonom robotlar ve diğer türler arasındaki farklar

Otonom robotlar diğer robot türlerinden farklıdır çünkü sürekli insan müdahalesine ihtiyaç duymadan çevrelerinde gördüklerine göre kendi başlarına karar verebilir ve hareket edebilirler.

Diğer tür robotlar belirli işleri yapsalar da otonom robotlar kadar özgür değiller.

Mühendislikte otonom robotlar

İpucu: Gerekirse altyazı düğmesini açın. İngilizce diline aşina değilseniz, ayarlar düğmesinde "otomatik çeviri"yi seçin. En sevdiğiniz dil çeviri için uygun hale gelmeden önce videonun diline tıklamanız gerekebilir.

Otonom Robotlar için Bileşenler ve Teknolojiler

Otonom robotlar, kendi başına çalışabilen, çevresini hissedebilen, karar verebilen ve bir insandan yardım almadan hareket edebilen akıllı makinelerdir.

Kendi kendine çalışabilen bir robot yapmak için hangi parçalara ve teknolojilere ihtiyaç duyulduğunu bilmek önemlidir.

Donanım bileşenleri

Donanım bileşenleri, işleri kendi başına yapabilen bir robot yapmanın önemli bir parçasıdır. Aralarında:

Motorlar, frenler ve solenoidler gibi aktüatörler, robotun hareket etmesini ve çevresiyle etkileşim kurmasını mümkün kılar.

• Sensörler: Robotun çevresini anlaması için sensörler gereklidir.

Bazı sensör örnekleri arasında kameralar, LiDAR ve atalet ölçüm birimleri (IMU'lar) bulunur.

• Güç kaynakları: Otonom robotların çalışabilmesi için piller veya yakıt hücreleri gibi güvenilir bir güç kaynağına ihtiyacı vardır.
• Bilgi işlem donanımı: Robotun sensör verilerini işlemesi, algoritmaları çalıştırması ve aktüatörleri kontrol etmesi için bir mikrodenetleyiciye veya tek kartlı bir bilgisayara ihtiyacı vardır.

Yazılım

Otonom bir robot yaparken yazılım, donanım kadar önemlidir. Aralarında:

• Algı algoritmaları: Algı algoritmaları, robotun sensörlerinden gelen verileri yorumlamasına ve çevresinde neler olup bittiğini anlamasına olanak tanır.
• Yerelleştirme algoritmaları, robotun bulunduğu ortamda nerede olduğunu ve hangi yöne baktığını anlamasına yardımcı olur.
• Haritalama algoritmaları, robotun hareketlerini planlamak için kullanabileceği bir ortam modeli oluşturur.
• Planlama ve kontrol algoritmaları: Planlama ve kontrol algoritmaları, robotun hareket etmesine ve çevresindeki nesnelerle etkileşime girmesine olanak tanır.

İletişim

Robotun iyi çalışabilmesi için çevresiyle konuşabilmesi gerekiyor. Bu, diğer cihazlarla ve sistemlerle kablosuz olarak veya kablo kullanarak konuşmayı içerir.

Dahil Edilen Disiplinler

Kendi kendine çalışan bir robot yapmak için makine mühendisliği, elektrik mühendisliği, bilgisayar bilimi ve robotik hakkında çok şey bilmeniz gerekir.

Otonom Robotlarda Sensörlerin Önemi

Sensörler, sürücüsüz robotların önemli bir parçasıdır çünkü robotun çevresini öğrenmesine ve öğrendiklerine göre kararlar vermesine olanak tanır.

Kendi kendine hareket edebilen robotlar için sensörler neden önemlidir?

Sensörler, otonom robotların çok önemli bir parçasıdır çünkü robotun çevresini görmesini ve anlamasını sağlar.

Robot, sensörlerden aldığı bilgilere dayanarak kararlar verebilir ve eylemlerini değiştirebilir. Bu, güvenli bir şekilde hareket etmesine ve insanlardan çok az yardım alarak görevleri yapmasına olanak tanır.

Sürücüsüz robotlar için sensör türleri

Otonom robotlar, çevreleri hakkında bilgi edinmek için farklı türde sensörler kullanır. Robotikte, en yaygın sensör türlerinden bazıları şunlardır:

• Yakınlık/mesafe sensörleri: Ultrasonik veya kızılötesi sensörler gibi bu sensörler, robotların dokunmadan nesneleri bulmasını ve mesafeleri ölçmesini sağlar.
• Kameralar ve lidar sensörleri: Kameralar ve lidar sensörleri, robotun çevresinin ayrıntılı bir 3B haritasını çıkarmak için kullanılabilir, bu da robotun engellerden kaçınmasına ve yolunu planlamasına yardımcı olabilir.
• Navigasyon sensörleri: GPS veya kodlayıcılar gibi navigasyon sensörleri, robotun nerede olduğunu anlamanıza ve hızında, yönünde ve rotasında değişiklikler yapmanıza olanak tanır. Kuvvet sensörleri, bir robota kendi gövdesi veya onun dışındaki şeyler tarafından uygulanan kuvvetleri ölçer. Bu, bir şeyleri kapma veya kaldırma gibi görevler için önemlidir.
• Eylemsizlik ölçüm birimleri (IMU'lar): IMU'lar, bir robot gövdesinin veya dış nesnelerin ivmesini ve açısal hızını ölçer; bu, dengeleme veya dengeleme gibi görevler için önemlidir.

Her sensör türünün kendine göre avantajları ve dezavantajları vardır.

Otonom robotlar, birden fazla sensör kullanarak görme ve karar verme yeteneklerini geliştirebiliyor.

Örneğin, lidar sensörlerini kameralarla birleştirmek, robota çevresinin daha eksiksiz bir resmini verebilir.

Birden fazla navigasyon sensörü kullanmak, yerelleştirmenin doğruluğunu artırabilir.

Otonom Robotlar için Navigasyon ve Engellerden Kaçınma

Otonom robotlar, güvenli ve etkili bir şekilde hareket edebilmeleri için yönlerini bulmalarına ve bir şeylere çarpmaktan kaçınmalarına yardımcı olan sistemler kullanır.

Kendi kendine hareket edebilen robotlar için yöntemler

• Çevre haritaları: Otonom robotlar, çevre haritalarının yardımıyla hareketlerini planlayabilir ve engellerden kaçınabilir.
• Stereo görüşlü engel algılama kameraları veya LiDAR gibi sensörler: Bu sensörler, robota çevresinin 360 derecelik bir görünümünü vererek engelleri görmesine ve güvenli bir rota planlamasına olanak tanır.
• Geniş görüş alanına sahip 3D görüş sistemleriyle daha iyi çalışan otomatik yönlendirmeli araçlar, uzaktan kumandalı araçlar ve otonom mobil robotlar: Bu sistemler, robotun hareket etmesini ve engellerden kaçınmasını kolaylaştırır.

Otonom robotların engellerden kaçabilmesi gerekiyor

Otonom robotların, çevrelerinde güvenli ve etkili bir şekilde hareket edebilmeleri için engellerden kaçabilmeleri gerekir.

Robotların engellerden kaçabilmesi için onları güvenilir bir şekilde bulabilmeleri ve nasıl hareket edeceklerini tahmin edebilmeleri gerekir.

Robotun şekli, engellerin etrafında nasıl hareket ettiğini de etkileyebilir. Dairesel robotlar yaygındır çünkü hiçbir şeye çarpmadan yerinde dönebilirler.

Ortama alışmak

Son olarak, engellerden kaçınma yöntemlerinin işe yaraması için robotların çevrelerine iyi uyum sağlayabilmesi gerekir.

Bu, robotun hareketlerini değiştirebilmesi ve engellerin uyarı vermeden hareket edebildiği veya değişebildiği dinamik ortamlarda bile engellerin etrafında hareket edebilmesi gerektiği anlamına gelir.

Otonom Robotları Programlama

Programlama, kendi kendine çalışabilen robotlar yapmanın önemli bir parçasıdır ve robotları yapmak ve test etmek için kullanılabilecek birçok farklı programlama dili vardır.

Robotları programlamak için kullanılan diller Python ve C++, kendi kendine çalışabilen robotlar yapmak için en yaygın programlama dilleridir, ancak projenin ihtiyaçlarına göre başka diller de kullanılabilir.

Java, MATLAB ve PHP, robotik için sıklıkla kullanılan diğer bazı programlama dilleridir.

Her dilin kendi artıları ve eksileri vardır ve bir proje için en iyi dil, ne yapması gerektiğine bağlı olacaktır.

Robotları Programlamak İçin Gerekli Beceriler

Kendi kendine çalışabilen bir robot yapmak için Python ve C++ gibi dillerde nasıl kod yazılacağını bilmeniz gerekir.

Donanım sistemleri için uygulamalı programlama ve yazılım yapma konusunda deneyim sahibi olmak da önemlidir.

Kontrol teorisi, hareket planlama ve bilgisayar görüşü gibi robotik hakkında bilgi sahibi olmak da önemlidir.

Robotları Programlamayı Öğrenmek için Kaynaklar

Her şeyi kendi başına yapabilen robotları programlamak için ihtiyaç duyduğunuz becerileri öğrenmenin birçok yolu vardır. Bunlardan bazıları:

• Üniversitelerde kurs: Birçok üniversite, robotik ve programlama alanında çevrimiçi ve yüz yüze kurslar sunar.
• Çevrimiçi kurslar ve atölye çalışmaları: Üniversiteler, şirketler ve profesyonel gruplar çok sayıda çevrimiçi kurs ve atölye çalışması sunar. Bu kurslar, robotiğin temellerinden robotları programlamanın gelişmiş yollarına kadar her şeyi öğretebilir.
• Programlama öğreticileri ve kılavuzları: Temel otonom mobil robotları nasıl oluşturacağınızı gösteren veya robotları belirli bir şekilde nasıl programlayacağınızı öğreten birçok çevrimiçi programlama öğreticisi ve kılavuzu bulabilirsiniz.

Otonom Robotlarla İlişkili Maliyetler

Otonom robotlar, işçi güvenliğini iyileştirebildikleri, üretkenliği artırabildikleri ve işçilik maliyetlerini düşürebildikleri için birçok sektörde daha yaygın hale geliyor.

Ancak otonom robotları inşa etmenin ve kullanmanın maliyeti, ne için kullanıldıklarına, ne kadar karmaşık olduklarına ve hangi parçaların kullanıldığına bağlı olarak büyük ölçüde değişebilir.

İlk Yatırım Maliyetleri

Otonom bir robotun ilk yatırım maliyeti, donanım, yazılım ve sensörler gibi parçalardan oluşabilir.

Aşağıda, farklı türde robotlarla birlikte gelen bazı maliyet örnekleri verilmiştir:

• Otomatik Kılavuzlu Araçlar (AGV'ler), basit bir AGC için 14.000 ABD Doları'ndan daha karmaşık bir çekici için 60.000 ABD Doları'na mal olabilir.
• Kendi kendine giden forkliftlerin maliyeti de faktör sayısına göre değişebilir.
• İnşaatta kullanılan robotlar, yapılmaları zor olduğundan ve çalıştıkları ortamın standartlaştırılması gerektiğinden pahalı olabilir.

Ameliyat yapan bir robotun maliyeti 2,5 milyon dolara kadar çıkabilir.

Devam Eden Maliyetler

İlk yatırıma ek olarak, otonom robot kullanmanın maliyeti devam eden bakım, onarım ve yükseltme maliyetlerini de içerebilir.

Robotun doğru ve güvenli bir şekilde çalışmaya devam etmesini sağlamak için düzenli olarak bakıma alınması ve onarılması gerekebilir.

Ayrıca teknoloji her zaman daha iyiye gidiyor, bu nedenle robotun en son değişikliklere ayak uydurabilmesi için güncellenmesi gerekebilir.

Otonom Robotların Faydaları

Otonom bir robotun ilk yatırım maliyeti yüksek olsa da, düşük işçilik maliyetleri ve artan üretkenliğin uzun vadeli faydaları önemli olabilir ve bu da otonom robotları bazı uygulamalar için değerli bir yatırım haline getirir.

Şirketler, kendi başlarına çalışabilen robotları kullanarak işçilikten tasarruf edebilir, verimliliği artırabilir ve çalışanları daha güvenli hale getirebilir.

Örneğin, robotlar çok az gözetimle günün her saati çalışabilir ve bu da maliyetleri daha da düşürmeye yardımcı olabilir.

Ayrıca robotlar, insanların yapamayacağı kadar sıkıcı, tehlikeli veya kirli işleri yapabilir. Bu, insanları daha önemli işler yapmak için serbest bırakır.

Otonom Robotların Uygulamaları

Otonom robotlar e-ticaret, veri merkezleri, sağlık, üretim, askeri ve kamu güvenliği, tarım ve diğer alanlarda giderek daha popüler hale geliyor.

Otonom robotları kullanmanın işçilik maliyetlerini düşürmek, üretkenliği artırmak, işyerini daha güvenli hale getirmek ve hataları azaltmak gibi pek çok faydası vardır.

E-ticaret Uygulamaları

Otonom mobil robotlar (AMR'ler) artık e-ticaret endüstrisinde arabaları taşımak ve mobil cihazları manipüle etmek gibi şeyler yapmak için yaygın olarak kullanılmaktadır.

Bu robotlar, ürünleri depodaki bir yerden başka bir yere kendi başlarına taşıyabiliyor ve bu da sipariş tamamlama sürecini hızlandırıyor.

Kendi kendini süren robotlar, teslimat sürelerini kısaltabilen ve müşterileri daha mutlu eden müşterilere ürünlerin teslim edilmesine de yardımcı olabilir.

Üretim endüstrisi

Otonom robotlar imalat sanayinde de sıklıkla kullanılmaktadır. Robotlar, ark kaynağı, punta kaynağı ve nesnelerin hareket ettirilmesi gibi birçok şey için kullanılır.

Üretimde robotlar kullanıldığında, güvenlik artırılabilir ve üretim daha hızlı ve verimli bir şekilde yapılabilir.

Endüstri 4.0'ın gelişiyle robot teknolojisi, yapay zeka (AI) ve makine öğreniminin (ML) birleşimi, üretimin nasıl yapıldığını değiştiriyor.

Askeri ve Kamu Güvenliği

Robotik teknoloji, askeriyede ve kamu güvenliğinde, insansız hava araçlarının ve onları kontrol edecek bir kişiye ihtiyaç duymayan robotların gözetleme için kullanıldığı yerlerde kullanılmaktadır.

Bu robotlar tehlikeli yerlere girip bilgi toplayabilir, bu da insanların orada olmasını daha güvenli hale getirir. Robotlar aynı zamanda bombalardan kurtulmak, kimyasal ve radyoaktif maddeleri bulmak ve sınırlarda devriye gezmek için de kullanılıyor.

Sağlık Uygulamaları

Otonom robotlar, sağlık hizmeti ortamlarında hastalara bakım yapmak, ilaçları teslim etmek, hayati belirtileri kontrol etmek ve duygusal destek vermek gibi şeyler yapmak için kullanılır.

Otonom Mobil Robotlar (AMR'ler) genellikle temizlik, telebulunma ve ihtiyacı olan kişilere ilaç ve tıbbi malzeme ulaştırma gibi önemli görevlerde yardımcı olmak için kullanılır.

Robotlar ayrıca bir hastanın nasıl egzersiz yaptığını izleyebilir, hareket açıklığını ölçebilir ve ilerlemesini takip edebilir.

Ayrıca ilaçları tanımlayabilen yapay zeka destekli yazılıma sahip robotlar, doğru ilacı bulmak için gereken süreyi kısaltabilir.

Teknoloji henüz ilk aşamalarında olmasına rağmen, araştırmacılar robotların hedefe yönelik ilaçları teslim etmek, küçük sorunları olan hastalara yardım etmek ve hastalarla konuşmak gibi daha karmaşık görevleri yapmak için nasıl kullanılabileceğini araştırıyorlar.

Tarım Endüstrisi

Tarım endüstrisinde, özellikle mahsul yönetimi için otonom robotlar da kullanılıyor. Robotik dronlar tarlalara bakmak ve mahsullerle ilgili sorunları bulmak için kullanılabilir.

Bu, çiftçilere mahsulleri hakkında önemli şeyler söyler. Kendi kendine giden robotlar ayrıca petrol ve gaz boru hatlarını izleyebilir, sızıntıları bulabilir ve çevreye verilen zararı durdurabilir.

Naio teknolojilerinden robot:

https://www.naio-technologies.com/en/home/

Gelecek Uygulamalar

Teknoloji geliştikçe sürücüsüz robotlar, müşteri hizmetleri ve lojistik gibi daha karmaşık işleri yapabilecek.

Kendi kendine giden arabaların gelişmesiyle, otomobil endüstrisinde daha az insanın araba sahibi olması gibi büyük değişiklikler olabilir.

Bazı tahminler, endüstrilerde sürücüsüz robotların kullanılmasının işler üzerinde büyük bir etkisi olabileceğini ve işlerin %50'ye kadarının kaybedilebileceğini söylüyor.

Ancak yapay zeka ve robotların iş piyasasını nasıl etkileyeceği konusunda hala çok fazla belirsizlik ve hararetli tartışmalar var.

Otonom Robotlar için Etik ve Güvenlik Hususları

Kendi kendini süren robotların kullanımı, güvenli ve sorumlu bir şekilde kullanıldıklarından emin olmak için cevaplanması gereken bir dizi ahlaki ve güvenlik sorusunu gündeme getirebilir.

Düşünmeniz gereken en önemli şeylerden bazıları şunlardır:

Ahlaki soru:	Tanım:
Ön yargı	Makine öğrenimi algoritmalarını kullanan otonom robotlar, insanlara veya gruplara karşı haksız muameleye yol açan önyargılara sahip olabilir. Bu, herhangi bir gizli önyargıya sahip olmadıklarından emin olmak için algoritmaları dikkatli bir şekilde tasarlayıp test ederek düzeltilebilir.
aldatma	Robotların kim oldukları veya neler yapabilecekleri hakkında yalan söylemeleri sağlanırsa, bu tehlikeli veya beklenmedik durumlara yol açabilir. Bundan kaçınmak için, robot yapan kişiler robotların nasıl yapıldığı konusunda açık olmalı ve kullanıcılara neler yapabileceklerini anlatmalıdır. İş yerlerinde robotlar kullanıldığında, insan işçiler işsiz kalabilir. Şirketler, otomasyonun işgücünü nasıl etkileyeceğini düşünmeli ve işini kaybeden işçilere yardımcı olacak eğitim programları ve başka yollar sunmalıdır.
opaklık	Otonom robotların nasıl karar verdiğini anlamak zor olabilir, bu da neden hata yaptıklarını anlamayı zorlaştırır. Robot yapan insanlar, robotun ne yapacağına nasıl karar verdiği konusunda açık ve net olmaya çalışmalıdır.
Emniyet	Otonom robotların, kullanıcılarını güvende tutacak şekilde yapılması gerekiyor. Şirketler, robotlarının güvenli olduğundan ve halka satılmadan önce iyi bir şekilde test edildiğinden emin olmaktan sorumlu olmalıdır.
gözetim	Politika yapıcılar ve düzenleyici gruplar, güvenli ve sorumlu bir şekilde kullanıldıklarından emin olmak için sürücüsüz robotların oluşturulmasına ve kullanılmasına dikkat etmelidir.
Mahremiyet	Kişisel bilgileri toplayan robotlar, insanları mahremiyetleri konusunda endişelendirebilir. İnsanların mahremiyetini korumak için, doğru kurallar ve açıklık önlemleri getirilmelidir. Kullanıcılar, sürücüsüz robotların güvenli ve güvenilir bir şekilde çalışacağına güvenebilmelidir. Güven inşa etmek için robot tasarımcıları güvenliği, açıklığı ve sorumluluğu listelerinin başına koymalıdır.

Çözüm

Bu blog gönderisinde gördüğümüz gibi, kendi başlarına çalışabilen robotlar yaşadığımız dünyayı değiştirebilir. Bu teknolojinin, üretimi daha verimli hale getirmekten insanların daha iyi bakım almasına yardımcı olmaya kadar birçok kullanım alanı vardır.

Ancak, herhangi bir yeni teknolojide olduğu gibi, dikkatlice düşünülmesi ve ele alınması gereken etik ve güvenlik sorunları vardır.

Otonom robotlar, sorunlarımızın çoğuna çözüm gibi görünebilir, ancak bunların insan etkileşimi ve karar verme sürecinin yerini almadığını unutmamalıyız.

Bunun yerine, onlara hedeflerimize ulaşmamıza ve hayatımızı daha iyi hale getirmemize yardımcı olabilecek araçlar olarak bakmalıyız. Kendi kendine giden robotların gücünü insan yaratıcılığı ve ustalığıyla birleştirdiğimizde, bir zamanlar imkansız olduğu düşünülen harika şeyler yapabiliriz.

Robotik mühendisleri ve öğrencileri olarak, bu teknolojinin geleceğini şekillendirme ve toplumun iyiliği için çalışmasını sağlama şansına sahibiz.

Otonom robotların neler yapabileceğini incelemeye devam edelim, ancak bu yeni ve heyecan verici teknolojiyle birlikte gelen etik ve güvenlik sorunlarını da aklımızda tutmalıyız.

Ancak o zaman dünyayı herkes için daha iyi bir yer haline getirmek için kendi başlarına çalışabilen robotların gücünü gerçekten kullanabiliriz.