Ποιοι είναι οι τύποι υπολογιστών στην κατασκευή ρομπότ;

Οι τύποι υπολογιστών που χρησιμοποιούνται στη ρομποτική ποικίλλουν σε μεγάλο βαθμό ανάλογα με την πολυπλοκότητα, τον σκοπό και την εφαρμογή του ρομπότ. Δεν υπάρχει κανένας "τύπος", αλλά μάλλον μια σειρά υπολογιστικών υλικών που εμπλέκονται, συχνά συνεργάζονται. Εδώ είναι μια κατανομή:

1. Μικροελεγκτές:

* Ρόλος: Αυτοί είναι οι εργασίες πολλών ρομπότ, ειδικά μικρότερων, απλούστερων. Χειρίζονται εργασίες ελέγχου χαμηλού επιπέδου όπως ο έλεγχος του κινητήρα, η ανάγνωση των αισθητήρων και η βασική λήψη αποφάσεων. Είναι συμπαγή, ενεργειακά αποδοτικά και σχετικά φθηνά.

* Παραδείγματα: Arduino, Raspberry Pi Pico (αν και αυτό θολώνει τη γραμμή με υπολογιστές μεμονωμένα), ESP32, διάφορους μικροελεγκτές με βάση το ARM.

2. Υπολογιστές μονού σκάφους (SBCS):

* Ρόλος: Αυτά προσφέρουν περισσότερη ισχύ επεξεργασίας και ευελιξία από τους μικροελεγκτές. Μπορούν να χειριστούν πιο πολύπλοκα καθήκοντα όπως η επεξεργασία εικόνων, η λήψη αποφάσεων υψηλότερου επιπέδου χρησιμοποιώντας αλγόριθμους AI και επικοινωνία με άλλα συστήματα. Συχνά χρησιμεύουν ως "εγκέφαλος" του ρομπότ.

* Παραδείγματα: Raspberry Pi (διάφορα μοντέλα), Nvidia Jetson Nano/Xavier, Odroid, Beaglebone.

3. Ενσωματωμένα συστήματα:

* Ρόλος: Αυτά είναι προσαρμοσμένα συστήματα υπολογιστών σχεδιασμένα ειδικά για μια συγκεκριμένη ρομποτική εφαρμογή. Συχνά ενσωματώνονται σφιχτά με το υλικό και το λογισμικό του ρομπότ, προσφέροντας βελτιστοποιημένες επιδόσεις για συγκεκριμένες εργασίες. Είναι συχνά πιο ισχυροί και αξιόπιστοι από τους υπολογιστές γενικής χρήσης. Αυτή η κατηγορία είναι πολύ ευρεία.

* Παραδείγματα: Συστήματα σχεδιασμένων προσαρμοσμένων που χτίστηκαν γύρω από ισχυρούς επεξεργαστές (π.χ. Atom Atom, σειρά ARM Cortex-A) ή εξειδικευμένα FPGAs (συστοιχίες πύλης προγραμματιζόμενων πεδίων).

4. Προγραμματιζόμενοι λογικοί ελεγκτές (PLCS):

* Ρόλος: Χρησιμοποιείται κυρίως στη βιομηχανική ρομποτική και στον αυτοματισμό. Τα PLC είναι εξαιρετικά αξιόπιστα και ισχυρά συστήματα σχεδιασμένα για σκληρά βιομηχανικά περιβάλλοντα. Εκφράζουν τον έλεγχο των σύνθετων αλληλουχιών ενεργειών και τη διαχείριση των σημάτων εισόδου/εξόδου από διάφορους αισθητήρες και ενεργοποιητές.

* Παραδείγματα: Allen-Bradley PLC-5, Siemens S7-300, Schneider Electric Modicon.

5. GPU (μονάδες επεξεργασίας γραφικών):

* Ρόλος: Ιδιαίτερα ζωτικής σημασίας για τα ρομπότ που εκτελούν υπολογιστικά εντατικά καθήκοντα όπως η επεξεργασία εικόνας σε πραγματικό χρόνο, η αναγνώριση αντικειμένων και η μηχανική μάθηση. Οι GPU προσφέρουν μαζικά παράλληλες δυνατότητες επεξεργασίας ιδανικές για αυτές τις εφαρμογές. Συχνά βρίσκονται σε συνδυασμό με SBC ή ενσωματωμένα συστήματα.

* Παραδείγματα: NVIDIA GPU (διάφορα μοντέλα), AMD GPU.

6. FPGAs (συστοιχίες πύλης-προγραμματιζόμενης πεδίου):

* Ρόλος: Υψηλά προσαρμόσιμο υλικό που μπορεί να προγραμματιστεί για να εκτελεί συγκεκριμένες λειτουργίες. Προσφέρουν υψηλή απόδοση και ευελιξία, ειδικά για εργασίες που απαιτούν επεξεργασία σε πραγματικό χρόνο και προσαρμοσμένη λογική. Συχνά χρησιμοποιείται σε συνδυασμό με άλλους τύπους υπολογιστών.

7. Cloud computing:

* Ρόλος: Όλο πιο σημαντικό για την επεξεργασία δεδομένων από ρομπότ και την παροχή προηγμένων δυνατοτήτων όπως το AI με βάση το σύννεφο και την απομακρυσμένη παρακολούθηση. Τα ρομπότ ενδέχεται να μην έχουν όλη τη δύναμη επεξεργασίας, αλλά να βασίζονται σε υπηρεσίες σύννεφων για σύνθετες εργασίες.

Σε πολλά προηγμένα ρομπότ, θα βρείτε έναν συνδυασμό αυτών των τύπων υπολογιστών που εργάζονται μαζί. Για παράδειγμα, ένα σύνθετο βιομηχανικό ρομπότ μπορεί να χρησιμοποιήσει ένα PLC για συνολικό έλεγχο, ένα ενσωματωμένο σύστημα για τον έλεγχο του κινητήρα και μια GPU για επεξεργασία όρασης σε πραγματικό χρόνο, όλα επικοινωνούν μέσω ενός δικτύου. Η επιλογή εξαρτάται από τις συγκεκριμένες ανάγκες του ρομπότ.