Robotica is een interdisciplinaire tak van techniek en computerwetenschappen die het ontwerp, de constructie, de werking en het gebruik van robots omvat. Het doel van robotica is om machines te creëren die mensen kunnen helpen en aanvullen bij alledaagse taken, variërend van industriële productie tot persoonlijke assistentie en meer.
Een robot is een programmeerbare machine die autonoom of semi-autonoom een reeks acties kan uitvoeren. Robots zijn er in verschillende vormen, maar ze delen allemaal het vermogen om objecten te manipuleren, door omgevingen te navigeren en taken uit te voeren op basis van input van sensoren en voorgeprogrammeerde instructies.
Robots bestaan doorgaans uit drie hoofdcomponenten:
Robots worden gebruikt in een breed scala aan toepassingen, waaronder:
De kern van robotica is programmeren. Hierdoor kunnen robots taken op een intelligente manier uitvoeren. Het programmeren van een robot omvat het creëren van algoritmen waarmee hij sensorische informatie kan verwerken, beslissingen kan nemen en dienovereenkomstig acties kan uitvoeren.
Een eenvoudig voorbeeld is het programmeren van een robot om door een doolhof te navigeren. Het algoritme kan inhouden dat de robot vooruit beweegt totdat hij een obstakel tegenkomt, vervolgens draait totdat het pad vrij is, en dit proces herhaalt totdat hij de uitgang vindt. De logica kan worden samengevat met pseudocode:
terwijl u niet bij de uitgang bent:
als het pad voor ons duidelijk is:
ga vooruit
anders:
draai totdat het pad vrij is
Computer vision is een vakgebied binnen de computerwetenschap dat machines in staat stelt visuele informatie uit de wereld te interpreteren en te begrijpen. In de robotica is computervisie van cruciaal belang voor taken als objectdetectie, navigatie en manipulatie. Een robot uitgerust met een camera kan algoritmen gebruiken om beelden te verwerken, objecten of obstakels te identificeren en te bepalen hoe ermee om te gaan of er omheen te navigeren.
Eén manier om de basisprincipes van robotica te verkennen is door middel van eenvoudige robotica-kits, zoals die zijn ontworpen voor educatieve doeleinden. Deze kits worden vaak geleverd met een programmeerbare microcontroller, motoren, sensoren en andere componenten, waardoor basisrobots kunnen worden gebouwd. Gebruikers kunnen leren hoe ze de robot in elkaar moeten zetten, programmeren om taken uit te voeren en de principes van sensoren en actuatoren begrijpen.
Het vakgebied van de robotica evolueert snel, waarbij de vooruitgang op het gebied van kunstmatige intelligentie, materiaalkunde en computervisie leidt tot capabelere en veelzijdigere robots. Toekomstige ontwikkelingen kunnen onder meer bestaan uit robots met geavanceerde besluitvormingsmogelijkheden, verbeterde autonomie en het vermogen om van hun omgeving te leren.
Robotica combineert elementen uit de informatica en techniek om machines te creëren die een verscheidenheid aan taken kunnen uitvoeren. Van eenvoudige educatieve kits tot complexe industriële en medische toepassingen: robotica heeft het potentieel om vele aspecten van ons leven te transformeren. Naarmate de technologie vordert, zullen de mogelijkheden van robots blijven groeien, waardoor nieuwe mogelijkheden voor hun gebruik ontstaan.