物联网可能使机器人无处不在,但他们可能不会像你期待的。有些人可能甚至不可见。
比尔·盖茨在2006年《科学美国人》的一篇文章中,描述了他对未来的设想,“在每一个家庭机器人。”
很难的项目与技术遥遥领先,不过。自那时以来,无线已经走了很长的路。所以microelectronics-nearly 24数量级如果使用摩尔定律。机器人在2006年构思是现在更像是一群互联网尘埃颗粒,远程控制的设备物联网通过下一代NFC / RFID /无线个域网/蓝牙,使用我们希望是完全安全的无线连接。
而不是让一堆函数专用机器人,2015年,视觉上看起来非常不同。“你可以嵌入连接到几乎所有在我们的生活中,”约翰说喇叭,总统RACO无线。“我们看到成千上万的产品实时沟通,与模块如此之小,他们可以在狗项圈或手表。”
在可预见的未来,机器人可以anything-mobile或固定,使用嵌入式智能。他们甚至可以“互联网尘埃”,肉眼看不见。虽然没有硬性的定义一个机器人,通常被称为对象必须移动,操作和环境意识,控制某种肢体,或表现出某种智能的,直观的行为。今天没有太多的存在之外的特定实现商业或工业生产自动化和仓储等,在今天物联网和几乎没有。但是考虑到未来物联网将包括,机器人几乎肯定将发挥巨大的作用。
机器人的行为,从仓库到物联网
有一段时间了,最发达地区之一的“智能”机器人已经在仓库。这样的应用程序是一个优秀的使用各种交互测试床的工业机器人,自动控制系统。前进,工业计算机控制系统不断减少和增加的复杂性,这些船上,或集成计算机将增加了自己做决定的能力。事实证明,似乎很好地工作在仓库的模型也有一些适用性的物联网。
有趣的是,机器人行为的原型是最有趣的未来仓储、并显示类似的非线性应用物联网的,潜力巨大的“群集”,特别是蚁群。算法开发了模仿这样的觅食行为,并调整创建机器人群体内的特定功能。最终,通过WLAN互连,这些机器人将与其他机器人同时在“群”,在实时,在分布式、自组织网络体系结构。他们还将埋没一个集中的计算机系统的功能。
为什么这个方法适用于物联网在很多方面自主的无数物联网对象的功能就像一个蚁群对象有特定的任务。许多人会是多余的,其他人有些独特。但总的来说,大部分的功能将集团的一部分。资源将被组织成池创建群。一旦创建了这样一个群体,它可以与其他网络创建“超级成群成群。”群的经理可以控制任何的访问级别(数据生产,消费,或两者都有)的每个资源群。其他对象可以有等级监控对象生成或使用,或两者兼而有之,在群由其他对象生成的数据。
一个相当前卫的例子来自于麻省理工学院。最近,研究人员公布了“M-blocks”——机器人可以聚集成不同形状来执行一系列的基本任务,没有输入从人类控制器。例如,一个M-Blocks-based水下机器人工作可能会让自己狭窄的适合通过深海裂缝,或一个小团队的医疗机器人可以传播自己平人心填补缺口。
更复杂的版本的这个平台在任意数量的其他应用程序可能会有用。成群的移动立方体可能暂时修复桥梁在紧急情况下或建筑物,或提高和重新配置为建筑项目脚手架。他们可以组装成不同类型的家具或重型设备。和他们可能涌入环境敌对或人类无法进入,诊断问题,重组自己提供解决方案(见注1)。
让所有的工作需要一个相对论复杂和复杂的智能子系统。开发人员已经在这工作了很长一段时间,在这一领域已经取得了许多进步的形式机器人智能内核(里克),由爱达荷州国家实验室(见注2),和机器人操作系统(ROS),开发的开源机器人技术基础(见注3)。
机器人智能
里克是很像著名的七层OSI模式,但不复杂。它由四个独特的层(见图1)。两个底层通用机器人体系结构和通用机器人抽象,结合作为讨论的一层,因为他们是亲密界面的框架和体系结构。他们提供的api从输入源收集数据,如传感器或执行器,包,并将其传递给机器人行为层,它是由故意和被动机器人的行为。认知粘合层接口的异步解雇行为的特定应用程序的任务。顶层、动态自治是人类输入上面的接口输入里克行为的功能。
图1:一个示意图的里克套件的感知,行为和认知能力。INL的礼貌。
这个内核是便携和可重构。这意味着它可以使用在周长的应用程序需要的行为,推理,和感知功能,和跨多种平台,条件和环境。里克集成算法和硬件感知,国际,自适应通信、动态任务,和行为为导航,搜索和检测。
里克的另一个重要参数是衡量天生的安全。INL的设计里克技术使这种机器人可信,独立,合作者,而不是被动的对象需要信任其他安全层。所有这些使得这个内核非常高兴趣的各种物联网设备,特别是在安全领域,微粒自治,分散的任务。
机器人操作系统
的ROS是找到一个广泛接受跨各种机器人平台。与任何操作系统,它包含了所有的工具,库,为实现先进的机器人环境和运行时环境,包括底层设备控制、硬件抽象,包管理,常用功能的实现,进程间的消息传递。
活性氧是一个组合的一系列独立的节点相互通信通过发布/订阅消息模型。这种方法使得ROS硬件无关的。它可以实现在各种计算子系统和架构。
ROS的“老板”叫做ROS的主人。主设立协议所有其他ROS节点可以找到和相互通信(参见图2)。这使它独立于平台的,因为一旦节点设置,他们可以简单地称为节点(x)和交流。
图2:ROS的示意图。礼貌:Clearpath机器人。
这使得ROS对象适用于物联网。这样的ROS-based设备可以连接跨硬件平台和子系统使得它非常有吸引力的物联网应用。加上里克,甚至还有一些固有的安全。
信件
未来的物联网将有大量的机器人,但不一定是那种从科幻作家的天才的出现,虽然最终控制论肯定会存在。
但今天的而且更具体的机器人安全操作系统和硬件是一个快节奏的发展轨道上。这仍然是处于起步阶段,当谈到的那种先进的情报需要一些更复杂的物联网应用程序和对象。不幸的是,即使有信任协会、机器人操作系统具有相同的安全问题和其他基于unix的系统。ROS是“UNIX”式的操作系统(Ubuntu版本支持)与“实验”兼容其他UNIX变体。还有与Java兼容。这意味着任何威胁或利用工作在UNIX或Java系统可能会在玫瑰。
根据机器人,其功能、互连和功能,提高机器人的安全标志可以比其他一些更重要的物联网。可以想象,如果我们认为商业机器人具有流动性(更复杂的版本的Roomba吸尘器,例如),黑客这样的机器人会有可怕的后果)。可以提出类似的问题,有不同的影响,在外围的实现。这将是如何,具体来说,解决,还有待观察。
然而,像往常一样,吸收安全硬件水平,大多数这些问题会缓解。
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