Μεθοδολογίες Σχεδιασμού Κίνησης με Εφαρμογές σε Ρομποτικά Συστήματα και σε Ευφυή Οχήματα

Abstract

Ένας από τους απώτερους στόχους της Ρομποτικής είναι η δημιουργία ευφυών συστημάτων (ρομπότ). Αυτά τα συστήματα θα πρέπει να έχουν την ικανότητα να δέχονται περιγραφές υψηλού επιπέδου των εργασιών που καλούνται να εκτελέσουν και να τις εκτελούν χωρίς περαιτέρω ανθρώπινη παρέμβαση. Οι περιγραφές υψηλού επιπέδου των εργασιών καθορίζουν το τι θέλει να κάνει ο χρήστης παρά πώς να το κάνει. Η πρόοδος που έχει σημειωθεί τα τελευταία χρόνια προς τα ευφυή συστήματα έχει ως αποτέλεσμα να χρησιμοποιούνται για την εκτέλεση διαφόρων εργασιών, όπως είναι η διαχείριση απορριμμάτων, η εξερεύνηση του διαστήματος, η θαλάσσια/υποθαλάσσια εργασία, τα αυτόνομα οχήματα, οι ιατρικές εφαρμογές κλπ. Η ανάπτυξη των απαραίτητων τεχνολογιών για τη δημιουργία ευφυών συστημάτων, τα οποία θα μπορούν να συνυπάρχουν με τον άνθρωπο, να συνεργάζονται με αυτόν αλλά και μεταξύ τους και γενικότερα να μοιράζονται το ίδιο περιβάλλον, είναι μια προοπτική η οποία για να επιτευχθεί πρέπει να επιλυθούν πολλά σημαντικά προβλήματα. Ένα από αυτά είναι ο σχεδιασμός κίνησης, ο οποίος είναι και το κεντρικό θέμα αυτού του βιβλίου. Μπορεί να διατυπωθεί ως εξής: Πώς μπορεί ένα ευφυές σύστημα να αποφασίσει ποιες κινήσεις πρέπει να εκτελέσει προκειμένου να μετακινηθεί από μια αρχική διαμόρφωση σε μια τελική διαμόρφωση; Αυτή η ικανότητα είναι εξαιρετικά απαραίτητη, δεδομένου ότι εξ ορισμού ένα ευφυές σύστημα, για να μπορέσει να εκτελέσει τις εργασίες που του έχουν ανατεθεί, πρέπει να μετακινηθεί στον πραγματικό κόσμο. Το ελάχιστο που θα περίμενε κανείς από ένα ευφυές σύστημα είναι η ικανότητα να σχεδιάζει τις δικές του κινήσεις. Το παρόν βιβλίο αποτελείται από 9 κεφάλαια και κάθε κεφάλαιο του βιβλίου περιλαμβάνει λυμένα παραδείγματα, ασκήσεις προς λύση και ερωτήσεις κατανόησης.

One of the ultimate goals of Robotics is the creation of intelligent systems (robots). These systems should have the ability to accept high-level descriptions of the tasks that they are asked to perform and perform them without further human intervention. High-level task descriptions specify what the user wants to do rather than how to do it. The progress that has been made in recent years towards intelligent systems has resulted in them being used to perform various tasks, such as waste management, space exploration, marine/undersea work, autonomous vehicles, medical applications etc. The development of the necessary technologies for the creation of intelligent systems that will be able to coexist with humans, cooperate with them but also with each other and generally share the same environment is a perspective which, in order to achieve it, many important problems must be solved. One of them is motion design, which is the central theme of this book. It can be formulated as follows: How can an intelligent system decide what moves to perform in order to move from an initial configuration to a final configuration? This capability is extremely necessary since, by definition, an intelligent system, in order to be able to perform the tasks assigned to it, must move into the real world. The minimum one would expect from an intelligent system is the ability to plan its own movements. This book consists of 9 chapters and each chapter of the book includes solved examples, exercises to solve and comprehension questions.