机器人技术和自动系统

机器人技术和自动系统 应用服务机器人本体和 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 我们现在正在努力的核心本体致力于机器人与自动化领域。?我们描述本体在机器人的作用。?我们提供一次彻底的审查服务机器人本体。?我们描述机器人的现有标准,以及未来趋势的域。?我们定义当前的问题和解决 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 可能与本体开发人机交互。 关键词: 服务机器人机器人本体机器人的标准人机交互 以人为本的服务机器人是一个新兴应用领域的技术。家庭的崛起人机合作机器人预测社会和个人援助。机器人社区之一主要任务是简化发展趋势,分类法和协调的工作本体,以及术语的标准化、接口和技术。重要的是要保持科学的进步和公众理解同步,通过有效的宣传和教育。这些努力支持之间的协作研究小组,并导致广泛接受的标准, 有利于制造商和用户。本文描述了机器人本体发展的必要性 和标准关注过去和当前的研究成果。此外,本文提出了一种服务机器人本体开发路线图。的 1。介绍在1960年代和1960年代,大多数机器人和机器人一般——都是与工业应用,主要倾向 在生产现场合理化生产。如今,机器人变得无处不在,达到特殊的能力和鲁棒性; 人类能够支持、陪伴和护士。在机器人助手特别能够执行各种各样的任务, 如医疗保健和个人援助[1 - 3]。这些类型的机器人通常被称为服务机器人。服务机器人通常共享人类环境和展示基本的智能行为完成分配的任务。他们被认为是作为一个分支进化的机器人并被广泛认为是占主导地位的研究在不久的将来。图1显示了不同的进化机器人领域,这意味着越来越程度的自治权(DoA)与以人为本应用程序和系统的复杂性。如今,工业机器人越来越多用途 和灵活的,部分由于改善与人类的合作。范式转向普及机器人会导致许多开放式的问题和研究方向相关的本体论研究和标准化(4、5)。本体允许一个清晰的对话框之间的所有利益相关者参与机器人的生命周期系统,使集成和有效的沟通异构机器人系统。他们可以用在前面阶段的领域以促进沟通和发展知识交流组间从不同的地区,没有真的强迫他们使他们的研究与特定的视图一 个给定的研究小组。另一方面,标准意味着工业机构为商业提供指导系统开发和制造业。他们是用来支持立法和授权官方机构,enfo 本文旨在给的动力和介绍机器人与自动化IEEE本体的基本思想工作小组(ORA工作组)[6],和正在进行的洞察力其下属的工作。子站提供指导方针用于创建本体,这将有助于未来的研究,那么自然变成标准。具体来说,本文关注的是奥拉工作组服务机器人子群(ORA SeR), 讨论它的目标,最近的成就和未来的挑战。SeR集团当前的焦点是收集、分类和合并现有的本体和标准,并开始发展新的特定的艺术的状态。本文结构如下:介绍服务机器人和它们的定义提出了第二节。第三节提出了本体的基本原理和备注说明 标准化、第六节描述了机器人的标准特别关注服务机器人。第七节描述了工作进步的IEEE ORA 工作组。未来的工作和结论分别介绍了部分8和9。2。定义服务机器人的领域开发一个本体或标准并非易事,特别是当它包含一个巨大的领域,比如服务机器人。尽管这些机器人的潜在应用,大家都知道不容易提供一个清晰和精确的定义服务机器人。有几个,但是没有一种是定义公认由于巨大的各种各样的内在特征的服务机器人(形式、结构和应用程序区)[7]。下面,我们将讨论其中的一些,并指出可能的混乱的来源。根据国际联合会 翻译 这个定义,一个工业机器人,如。、机械手臂容易被分类作为服务机器人安装在nonindustrial 环境执行非制造业的任务。为实例,这手臂可以啤酒在酒吧或者被用来执行手术。以减少歧义的分类,国际标准化组织(ISO)一直致力于一个标准的定义184年技术委员会的范围下,小组委员会 2、机器人和工作设备自2007年以来[8]。的新版本拟议的定义(ISO 8373:2012)是: 定义2。服务机器人是机器人执行有用的任务对人类或设备,不包括工业自动化应用程序[9]。这个定义并不强调方面相关的自主权为了分类机器人作为服务机器人,在ISO标准, 自主性是一个inheren 定义3是精确地说明一个机器人应该是驱动在两个或两个以上的轴可编程机制。然而, 它仍然是不精确的,因为还没有共识DoA。那很难确定究竟是最低程度使一个驱动机制与上述特性归类为一个机器人。自治的概念仍在争论在社区内。一些建议被制定, 如无人驾驶系统的自治水平(A LFUS) 由美国国家标准和框架技术(NIST)(10、11)。因此,定义2仍然类似定义1的问题。 在ISO标准-类似于IFR -服务机器人可以归类为个人和专业服务机器人要执行的任务[9]: 定义4。个人服务机器人是服务机器人 定义5。使用专业的服务机器人是服务机器人对于一个商业任务,通常由一个适当的训练运营商(如。,消防机器人)。专门为个人服务的机器人,ISO TC 184 / SC 2 /工作组7个人护理机器人安全工作组分类个人服务机器人(也称为个人护理机器人)医疗和非医疗机器人[12]。定义6。非医疗个人护理机器人被定义为机器执行“援助行动”和行动直接贡献对改善人类的生活质量,除了 医学应用。定义7。医疗机器人被定义为医疗电气设备和系统”用于诊断、治疗或修复” 病人的医疗条件。 此外,服务机器人可以分为三类基于他们的人类关系,因为以人为本机器人技术正在成为主导(1、1 3、14): ?类1机器人取代人类在肮脏的工作,危险环境和繁琐的操作,如吸尘, 拯救人们从火灾或提供药物 ?二班的机器人与人类密切合作,减轻操作不舒适或增加舒适,如娱乐、帮助老人,或携带患者; ?3班的机器人操作人类,例如,医疗机器人手术,诊断、治疗和康复。上面的定义和分类显示的复杂性参与定义的概念。大部分的复杂性从主观性确定精确的边界系统分配给特定的任务。例如,1定义1 2明确排除工业应用。根据以上课程,服务机器人是机器人应该取代人类在危险的环境中工作和繁琐的操作, 然而,这些操作和环境可以被视为工业机器人在工业环境有关。 ?二班的机器人与人类密切合作,减轻操作不舒适或增加舒适,如娱乐、帮助老人,或携带患者; ?3班的机器人操作人类,例如,医疗机器人手术,诊断、治疗和康复。上面的定义和分类显示的复杂性参与定义的概念。大部分的复杂性从主观性确定精确的边界系统分配给特定的任务。例如,1定义1 2明确排除工业应用。根据以上课程,服务机器人是机器人应该取代人类在危险的环境中工作和繁琐的操作, 然而,这些操作和环境可以被视为工业机器人在工业环境有关。 这与预期用途吗的机器人。目前,新系统的分类仅仅是制造商的责任。可以理解的是,有关于边界问题,这些严重的问题产生类别,目前国际标准化的重点身体[12 3。本体的理由本体或“存在”问题第一次出现在哲学文学在亚里士多德的时代。本体可以被视为 内容理论关注之间的属性和关系对象从一个特定的域[17]。他们作为“知识” 基于一个词汇,用来描述域。他们被应用于不同的领域,从遗传学知识门户[19][18],作为一个 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 来保证一致的术语和它们的属性之间的关系。特别在机器人本体可以用来代表域不同群体之间的知识转移和共享人类,机器人和其他设备(20、21)。 本体是共享知识。因此,重要的是,他们正在为使用标准化等某一群人在IEEE机器人和自动化的社会。回顾文献本体还揭示了另一个惊人的事实。本体这个词指的是词汇表和数据字典,词典和分类法;模式和数据模型;正式的本体和推理模型(22、23)。有许多定义本体。一个可能定义本体是由Kalfoglou和Schorlemmer[24]: 定义8。本体是一个元组?年代,?,年代是词汇(或签字)的本体和本体论公理集指定目标域的词汇本体的比较和模型。功能模型本体部署不需要公开或共享在一个共享小组(如。开发者/设计者)所有人共享的领域,或在许多领域。打开/关闭封闭的世界,因此可以规定或描述性的开放的世界的假设导致只有一个描述性的模型可变形的可以转换从一个到另一个地方, 元模型可以桥接一至另一个本体映射只能使用额外的从一个到另一个他们创建一个共享本体公理和调整 传播约束既可以传播的方式只有一种方式在计算独立模型实现级别较低的抽象级别的水平通常使用转换和集成的可能性一代更加困难和使用技术提升和桥接Abstrac 类似[25]中给出定义,签名年代坏了分成三组(1)一组概念(C),(2)一组关系(R)和(3)的一组实例(I);因此,本体是一个4 - 元组?C R,?我。其他本体定义数据n = 5[26]和n = 6[27]也可以发现在文学。 从众多的定义提出了本体明显, 应用非正式和正式,抽象和具体的模型[28]。这种多样性[22],截然不同的概念的本体,从一个具体的工程构件形而上学的一个分支关心自然和关系,即。,从语义等“人类可读的本体” Wiki到一个完全“计算机可处理和解释本体” 如Web本体语言(OWL)2 类似[25]中给出定义,签名年代坏了分成三组(1)一组概念(C),(2)一组关系(R)和(3)的一组实例(I);因此,本体是一个4 - 元组?C R,?我。其他本体定义数据n = 5[26]和n = 6[27]也可以发现在文学。 从众多的定义提出了本体明显, 应用非正式和正式,抽象和具体的模型[28]。这种多样性[22],截然不同的概念的本体,从一个具体的工程构件形而上学的一个分支关心自然和关系,即。,从语义等“人类可读的本体” Wiki到一个完全“计算机可处理和解释本体” 如Web本体语言(OWL)2 从独立的本体论工程研究得到了动力进行的研究工作主要是通过不同的社区在计算机科学、人工智能(AI)或语义网络。最近,本体论开发社区的焦点已经从人工智能实验室域experts-people积累了谁有价值的功能知识的区域。在许多领域, (从医药到国防研究)领域专家一个重要的角色在发展中标准的本体。他们帮助定义一个公共的词汇表和域的基本概念(包括machine-interpretable 定义),然后用来分享信息[29]。 本体工程机器人正处在一个十字路口,因为专家从不同的领域(机电、信息技术、等等)将他们自己的语言,实践和方法为了创建本体创建和存储知识。弗洛里等。[30]状态: “我们相信,这种缺乏一个标准的术语构成本体论变革社会的主要瓶颈,导致不必要的混乱以及误解。” 应采用适当的平衡机器人本体社区之间的哲学创立了重量级的本体使用语言表现力和清晰 保证与轻量级本体关注计算机属性machine-interpretable definitions.3 3.1。模型和本体本体不同于模型(基于模型的表示和专家系统)有几个原因。最重要的 是,他们代表一般知识共享的一个社区, 即。,他们不仅代表一个特定的视图的一个人一小群人。主要是基于其他差异开放和封闭世界假设。表1中,我们列出了一个模型和本体之间的差异。 4。本体在工作 4.1。创建的本体 由于本体可以有效地代表的知识特定系统(或域),他们的 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 可以更好地理解这样的系统。没有本体,很难建立一个公共的词汇表来代表所有的知识。缺乏这些可能会导致不一致和隐藏的交互系统的各个元素之间。 面向对象的系统适用于特定领域的本体代表对象,属性和过程。AI系统使用本体表示和操作知识的方法推理。扩大范围,各种知识系统依靠本体取决于执行推理任务大量的信息[31]。例如,建设和使用基于数据对汽轮机诊断本体在[32];本体应用的发展家庭自动化系统[33]。 本体也使知识共享和建设知识库的描述一个域中的具体情况。专注于机器人本体来表示很重要知识获得机器人。他们允许共享的概念来自不同子域和沟通机器人之间不同的角色和功能,或者两者之间人类和机器人 4.2。对机器人本体的项目本体已经过去年机器人中受益为机器人的设计和操作提供新的方法。这些已经成功地实现了自治、工业、或服务机器人。机器人的设计和开发,本体使用OW L描述机器人包括他们的结构吗城市搜索和救援和操作能力(34、35)。关于操作,他们可以[35]: ?长范围内,人类stairway-access和楼上的态势意识; ?污染面积调查;网站评估; ?识别受害者; ?缓解活动等等。 从[34],相关操作(如拓扑特性隧道、房间等)、表面状况(像桑迪,尘土飞扬,等等),可见性, 场和辐射条件,等这两篇论文集中在定义相似结构机器人功能;如大小、运动机制、传感器、人机交互和软件/ 硬件处理。 来描述传感器产品规格,几个本体已经开发出来,综述了康普顿et al .[36]。在[37],同样的前集团提出了其传感器本体描述了传感器的功能和属性以及描述传感器的组成成分。例如, 风传感器可以测量风速和风向, 有不同性能要求在各种工作条件。这个传感器也可以“增加”的温度 有风寒传感器,传感器输出值的依赖在风和温度的措施 在[38],提出了本体,允许的发展传感器上的推理需要完成给定的任务, 如。军事任务。在这项工作中,包配置的平台和传感器)是输出对于一个给定的任务,与精确功能需求。“对于一个任务,需要晚上操作能力,并且能够探测红外(IR)辐射,是什么最好的传感器使用?“reasoner然后输出红外传 感器, 使用以下功能(DayNight辐照)最好的匹配的任务。相匹配的推理程序是基于传感器和任务本体中定义的功能。 在最近一波的开源软件的机器人社区,两个软件工具,可用于实现本体并把它们最近在机器人系统工作建议。打开机器人本体(ORO)[39]和知识处理框架(KnowRob)[40]从著名的中提取信息 上层本体,如相扑和/或OpenCyc和发展机器人的具体知识数据库。这两种方法可以使用的机器人操作系统(ROS)[41]。机器人的任务和机器人中实现特定于家庭环境行动这些本体。本体是受雇于机器人的原因在环境中,也与人类互动。具体地说, KnowRob有能力从图像捕捉到的原因机器人的视觉传感器,利用推理者和机器学习工具如Prolog和WEKA-from预定义的本体在[42],本体援助把握和操作。这一本体代表了功能和几何部分您的对象来增强基于任务的把握。这是特殊的对服务机器人,而与人类互动。此外,提出了本体来描述机器人设计、操作行为,对人类——协议机器人交互和机器人系统软件开发。例如,RoboDB[43]是使用一个数据库语义Web技术来存储信息的机器人化身(物理组件)。在此基础上的信息,本体专注于机器人的物理特性创建并填充。RoboDB还可以帮助不同的知识表示在建立机器人中间件 在[44],KnowLang正式语言知识表示被描述为ASCENS项目的一部分[45]。这门语言用于多智能系统(由移动和聪明吗机器人单位)来指定不同的知识领域和推理原语。ASCENS认为四个知识领域, 而具体的本体——连同一个逻辑框架用于描述概念、对象和之间的关系他们。一个案例研究基于群MarXbot机器人单元也提出了。在[46],本体为自治系统(OASys)。OASys由两个sub-ontologies:容易本体(概念化的自治系统)和容易工程 本体(支持自治系统的工程过程)。每个sub-ontology分成部分,更好地代表的概念和关系。O ASys还集成了一个方法生成概念模型。一个完整的基于uml的实现OASys也描述,连同两个试验台应用程序机器人和过程控制。本体也用于描述空间信息从认知机器人导航方法,基于现有的本体,如DOLCE和拍频振荡器(47)。 无处不在的标准本体和普遍的应用(SOUPA)[48]是一个标准的本体表示概念相关智能代理和一组特征有关时间、空间、行动、政策等物品。上下文代理架构(眼镜蛇)[49]利用SOUPA本体 知识共享、上下文推理和用户隐私保护。它还包含来自现有的时空特性本体表达DARPA代理标记语言(DAML)[50]。 5。人为因素对本体的发展在构建本体时,还应该考虑终端用户。今天,人机交互(HRI)[51]是一个主要问题机器人技术研究者和实践者,由于增加需要机器人帮助和配合人类[4]。人期待机器人成为他们生活的一部分。Roomba 吸尘器[52],达芬奇外科系统[53],或先进玩具,比如只爱宝[54]。 HRI安全问题和程度等提出了新的挑战自治的[12]。当前的设计通常专注于机器人和人类形成团队[4]。为了开发安全、精确、容易使用HRI工具,知识应该正确和正式定义的。知识表示将导致机器人可以使用本体来执行任务。 人类可以与机器人在很多方面,但主要是开发人员或作为终端用户。首先,对开发人员来说,一个核心的本体必须被用来代表特定的知识(的定义机器人,机器人使用类型,使用组件,等等)。第二, 最终用户、应用程序域本体需要定义机器人的工作环境,如。、知识的家庭环境和卫生保健环境。图3演示了这些两种情况。6。标准服务机器人技术的必要性 6.1。标准化的好处服务机器人的发展及其应用尺寸我们日常生活需要标准化的机器人。的 销售的专业服务机器人总数在2011年结束了16000年,从15000年的2010(医疗机器人而增长了3 8% 工厂物流系统增长了13%)。销售价值达到3.6美元十亿。服务机器人的销售预测专业使用(2012 - 15)项目增加价值约94000辆163亿美元,和1100万单位的价值48亿美元的个人服务机器人[55]。后者包括真空和地板清洁,帮手为老年人lawn-mowing 和娱乐机器人等。 服务机器人的发展需要contextbased的研发跨学科的科学和技术,依赖于一个共同的了解的知识和术语领域,如机制、模块、功能、传感器、和软件, 等。 机器人标准促进了设计、制造、生产、技术转让、购买和使用的机器人。在同时,标准确保共同的法律框架。标准化活动与制造业相关联, 研究人员、用户和政府。共同利益和需求确保通过标准的发展。标准化在机器人的发展,至关重要自动化(不会)系统。缺乏指导和标准化机器人可能导致发展缓慢,或者导致分歧的发展,不仅消费者,引发不满制造商。标准化不仅促进商业化和知识转移,还指导研发活动更有针对性的解决方案。 ISO是一个先驱创造机器人的标准。ISO 起草标准工业机器人在1980年代。除了ISO, 国际电工委员会(IEC)的对象管理集团(OMG)和其他组织也开始发展新兴服务机器人技术标准。根据为标准,IEEE RAS常务委员会的目标标准化包括: ?不会中常见的措施和定义; ?不会技术的可测性和可比性; ?可积性、可移植性和可重用性。不会的标准: ?定义精确的机器人领域的概念; ?确保不同参与者之间的共同理解(参与任何机器人系统的生命周期的一部分); ?启用有效和可靠的数据集成和信息机器人之间的传输系统; ?允许任何团体之间的明确的知识转移的人类,机器人和其他系统。现有标准专注于一个特定的问题,如词汇量、性能标准和相关的测试方法、机械接口、安全要求的图形用户界面编程和操作或术语和实践机器人技术领域 6.2。当前机器人技术标准机器人系统需要满足硬件和功能需求。硬件需求相关的物理机器人系统的组件,如传感器和致动器。功能可以是内在的和外在的。首先是相关的机器人系统的软件架构。第二个是相关的要执行的任务,而与人类交互运营商在环境中。所有这些都是受到间接的影响和特定的标准,由国际机构开发的。一般几个标准存在的机器人。许多应该被认为是,当工作的标准化服务机器人: 国际标准化组织ISO 8373:2012, ISO 9787:1999,ISO 11593:1996,ISO 14539:2000工业 机器人(在修订包括服务机器人),安全问题在ISO 10218 - 1/2:2011定义良好; ?美国和材料试验学会(ASTM):ASTM E2521 - 07年,为城市搜救机器人操作; ?美国航空航天学会(长沙):s - 066 1995年,空间自动化和机器人技术; ?日本工业标准(JIS):JIS B 0144:2000,JIS B 0185:200 2、JIS B 0186:2003 JIS B 0187:2005,TR B 0010:1999, 组装、智能、移动、服务和个人机器人。 草案标准服务机器人,如机器人和标准参考体系结构(RoSta)(wiki.robot-standards.org)。RoSta是下的协调行动资助欧盟第六位框架 计划 项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载 (FP6),旨在成为主要的国际机器人接触点的标准和参考架构用于服务机器人技术。另一个例子是“Ontologybased 统一的机器人知识在室内服务机器人环境”[56],在韩国开发项目”的发展上下文自适应认知技术”。 6.3。进一步标准化工作最新的结果之一是ISO / fdi 13482:2013将发表在2013年8月,定义非医疗的安全要求个人护理机器人。184年ISO技术委员会自动化系统和集成(TC)会议(布达佩斯, 2010),SC 2技术小组委员会机器人和机器人设备协助成立一个联合工作小组与IEC / SC 62年一个小组委员会(常用电气设备的各个方面在医疗实践中)根据IEC政府开发一个新的提议 抵押品标准IEC / ANSI 60601家庭。因此联合工作组9 医疗机器人联合工作组标准与一些国际专家的参与创建学术界、政府和行业[12]。的范围 标准的安全和基本性能要求医疗电气设备。此外,它可能包括系统使用机器人技术(即。医疗机器人)。目标包括: 定义医疗软件系统和相关技术要求; ?简化的应用风险管理; ?明确的定义基本性能; ?识别基本性能和降低风险; ?定义机器设备的安全因素。 关于自动机器人,自动化的定义函数与自主权,考虑到ALFUS概念[11]。该组织附加险和识别的工作危害,描述了各种级别的DoA。医疗机器人的定义的标准化指南(EC的医疗设备指令在欧洲)需要基本的安全和基本性能需求依然被制定。机器人和机器人设备(UL 1740)[57]正在发展中