РОБОТОТЕХНИКА

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СИГНАЛОВ, ВЫРАБАТЫВАЕМЫХ САМИМ ОБЪЕКТОМ

Человек извлекает только ограниченную пользу, детектируя сигналы, производимые им самим. К примеру, мы ориентируемся в темноте, совершая поисковые движения рукой или ногой и обнаруживая препятствия по действию на зондирующую их конечность. Автора этих строк однажды вел в абсолютной тем­ноте человек, который вытянул обе руки перед собой, но, к не­счастью, забыл о необходимости разводить их по сторонам. Бед­няга выздоровел довольно быстро, хотя край открытой двери оставил на его лбу неприятную вертикальную отметку. Основная особенность действий в таких условиях — широко распростра­няющееся обследование, которое может быстро фокусироваться на любом представляющем интерес объекте окружающей обста­новки.

Различные животные используют отражение или противодей­ствие производимым ими же сигналам. Например, летучая мышь излучает ультразвуковые импульсы и ориентируется по характеру их отражения. Некоторые виды рыб производят электрические импульсы и используют их для обнаружения препятствий и дру­гих рыб своего вида.

В дополнение к этим природным способам роботу доступны и другие способы выяснения характера окружающей обстановки по ее реакции на производимые им сигналы. Подходящий спо­соб — детектирование световых сигналов от какого-либо источ­ника света; причем в качестве освещающего прожектора может использоваться, если необходимо, излучение с не обнаруживае­мой человеком длиной волны, например инфракрасное. Может быть использовано даже низкочастотное излучение, подобное излучению на радиочастотах. В настоящее время имеются порта­тивные варианты микроволновых радиолокаторов, которые вполне подходят для роботов [10]. Наиболее полно соответствует тре­бованиям применения в роботах небольшое устройство, основан-' ное на эффекте Допплера и используемое полицией для определе­ния скоростей объектов.

Ультразвуковое излучение в воздухе и воде уже давно исполь­зуется в гидролокационных установках обнаружения подводных лодок. Недавно эти устройства нашли применение в системах ориентации для слепых и в промышленности для замены фото­электрического оборудования. В последнем случае основная проблема заключена в стоимости, так как вместо обычной лампы, применявшейся в фотоэлектрическом оборудовании, требуется чуть ли не целый ультразвуковой передатчик. При этом исполь - - зуются частоты 40—50 кГц.

Кук описал своего рода ультразвуковой «глаз», состоящий из массива 10x10 элементов, работающих на частоте 455 кГц и жидкостной линзы диаметром 40 см [42].

С помощью электронных устройств может обнаруживаться и измеряться электрическое сопротивление. Когда этот способ был внедрен в производство, он использовался в основном для изме­рения уровня проводящих жидкостей, таких, как вода и кислоты.

Для обнаружения магнитных материалов и, конечно же, любых металлических проводящих поверхностей используются магнитные способы. Их применение простирается от простого обнаружения присутствия железа по движению магниточувстви - тельной стрелки до обнаружения с помощью миноискателей, при­меняемых в армии, таких металлических объектов, как мины. Приборы, подобные миноискателям, могут оказаться очень полез­ными в промышленности, где используется множество проводя­щих металлов, а также могут быть пригодными и для промышлен­ных роботов. Для роботов, применяемых в военных целях для обнаружения мин, эти способы будут незаменимы, так как они ограждают человека от опасности при тралении мин. В других военных целях был изобретен и с 1945 г. используется радио­частотный индикатор сближения для неконтактных взрывателей, помещаемых в носовой части снарядов. В последующих видах управляемого противовоздушного оружия использовались более современные виды детектирования как своих сигналов, так и излучения типа инфракрасного от движущегося источника — цели.

В то время как применение магнитных или индуктивных инди­каторов сближения ограничено в основном металлом, детекторы, использующие изменение емкости, могут применяться более широко. Следовательно, этот вид детекторов, в которых непрерывно измеряется емкость образца и регистрируются изменения емко­сти, имеет большую область приложений и более широко исполь­зуется. Недостатком емкостных приборов этого типа в сравнении с индуктивными является сравнительно высокий импеданс. По­этому емкостные устройства чувствительны к воздействию окру­жающих полей помех и выбор между ними и индуктивными при­борами не всегда прост.

Другим типом собственного излучения, который иногда исполь­зуется, является радиоактивное излучение. В целом надо отме­тить, что ни один из приведенных методов не дает такого качества в различении деталей, как оптический и телевизионный.