Қаралық ғылымипрактикалық конференция I том
жүктеу/скачать 9,92 Mb. Pdf көрінісі
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Каримжан Н.Б. 1 , Кожамжарова Д.Х. 2 , Алиманова М.У. 3
- МОДЕЛИ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ЧЕЛОВЕКА И РОБОТА НА ПРИМЕРЕ РАЗЛИЧНЫХ СЕРВИСНЫХ РОБОТОВ Аннотация.
- Мальтекбасов М. Ж., Уалиев Н. С., Батырбеков Д. С.
References: 1 http://aparubus.kz/ 2 https://aviata.kz 3 http://developer.android.com/intl/ru/training/index.html 4 https://en.wikipedia.org/wiki/Dijkstra%27s_algorithm 5 G. Eason, B. Noble, and I.N. Sneddon, “On certain functions of LipschitzHankel type involving products of Bessel functions,” Phil. Trans. Roy. Soc. London, vol. A247, pp. 529 551, April 1955. (references) 6 J. Clerk Maxwell, A Treatise on Android, 3rd ed., vol. 2. Oxford: Clarendon, 1892, pp.68 73.
7 I.S. Jacobs and C.P. Bean, “Fine particles” , vol. III, G.T. Rado and H. Suhl, Eds. New York: Academic, 1963
Каримжан Н.Б. 1 , Кожамжарова Д.Х. 2 , Алиманова М.У. 3 , Райымбек Т. 4
1,2 Сениор лектор,Международный университет информационных технологий, Алматы, Казахстан, e-mail: nurlan8k@gmail.com, d.kozhamzharova@iitu.kz 3
Казахстан, e-mail: madina.alimanova@sdu.edu.kz 4
Казахстан, e-mail:tair.rhyme@gmail.com
РАЗЛИЧНЫХ СЕРВИСНЫХ РОБОТОВ
Аннотация. В данной статье рассматривается различные модели взаимодействия человека с сервисными роботами. Также рассмотренные некоторые аспекты реализации системы перемещения и ориентирования сервисных роботов в замкнутом пространстве, с учетом безопасного объезда людей на примере 3х разработанных рабочих прототипов сервисных роботов.
приложения сервисных роботов, мультамодальное взаимодействие.
1. Введение. Наше десятилетие объявлено десятилетием сервисной робототехники[13], это когда, наконец, наступил момент, когда производство, продажа и эксплуатация роботов в жизни человека стало доступна для широких масс. Яркий пример этому роботпылесос iRobot Roomba 960 [5] и роботгуманоид Pepper[6], этих роботов можно купить за вполне умеренную цену любому человеку. Чем больше различных роботов появляется в повседневной жизни человека, тем важнее становится взаимодействие человека с роботами. Данное взаимодействие с роботами должно быть двусторонним, интуитивно понятным, использовать голосовые и жестовые команды, а также быть максимально безопасным для людей и животных. Взаимодействие человек и робот является областью исследования, посвященной к пониманию, разработке и оценке роботизированных систем для использования людьми или с людьми. Взаимодействие, по определению, требует общения между 69
роботами и людьми. Связь между человеком и роботом, может принимать различные формы, но эти формы во многом зависят от того, находятся ли человечек и робот в непосредственной близости друг от друга или нет. Таким образом, связь и, следовательно, взаимодействие можно разделить на две основные категории: • Удаленное взаимодействия человек и робот не размещенные и разделены пространственно или даже во времени (например, марсоходы отдалены от земли, как в пространстве так и во времени). • Непосредственное взаимодействие люди и роботы совместно размещенные (например, сервисные роботы могут находиться в той же комнате, что и люди). 2. Модели взаимодействия человека и робота.
Роботы рассматриваемые в данной работе были изготовлены в лаборатории «Мехатроники и интеллектуальных систем» при Международном университете информационных технологий. Два первых робота Шолпан и Барбот являются сервисными роботами для обслуживания людей, третий является сервисным роботом для выполнения бизнесзадач по автоматизации работы склада потребительских товаров.
2.1 Роботгид «Шолпан» Роботгид Шолпан был представлен публике в 2013 году.Этот робот гуманоидного типа с высотой 160 см и весом 30 кг. В нем используются микроконтроллеры Arduino для управления моторами движения, а также сервомоторами для движения головы и рук.Также в систему встроен датчик Kinect, который считывает движения человека.
На ASTEX2013[4]робот Щолпан приветствовал гостей и оказывал им информационную поддержку. Роботгид андроид «Шолпан»(рис. 1), исполняет функции гида на 3х языках: английском, русском и казахском языке. С помощью встроенной камеры распознавания жестов MS Kinect, она может реагировать на движения рук человека и его мимику. Корпус сделан по авторским чертежам на заказ из стеклопластика, который является легким и очень прочным материалом, как сталь. Некоторые части робота отпечатана на 3Д принтере, например, руки. Автономно перемещаясь по залам, она может проводить экскурсии для посетителей. Рисунок 1. Роботгид андроид «Шолпан»
70
Сферы применения роботовгидов: презентации, образование и медицина. На данный момент лаборатория позанимается коммерциализацей производства роботов гидов в РК. Данное производство не имеет аналогов в Казахстане и востребованность в таких роботах, присутствует и с каждым годом растет. Техническое описание: • Размеры, м (дл × шир × выс): 1.6 х 0.7 х 0.6 • Вес: 30 кг • Скорость движение: 0.4 м/с • Рабочее поле: 4 м х 2 м (8 м2) • Оборудование: ноутбук для
программирования робота,
зарядное устройство для аккумуляторов, аккумуляторы 24V 3шт.
Примеротрывка из исходного кода управления моторами роботагида «Шолпан»: /** CLASS LEG Constructor leg(int newFirstPort, int newFirstDir, int newSecondPort, int newSecondDir); Methods: - void stopit(); // all stop - void goForward(); // forward two wheels - void goBackward(); // backward two wheels - void goLeft(char magnitude); // turn left - void goRight(char magnitude); // turn right */ class leg{ //<--Begin class leg public: leg(int newFirstPort, int newFirstDir, int newSecondPort, int newSecondDir){ firstPort = newFirstPort; firsDir = newFirstDir; secondPort = newSecondPort; secondDir = newSecondDir; _OUT(firstPort); _OUT(firsDir); _OUT(secondPort); _OUT(secondDir); }; int firstPort; int firsDir; int secondPort; int secondDir; void stopit(){ analogWrite(firstPort, 0); analogWrite(secondPort, 0); if(DEBUG == 1) Serial.println("DEBUG: stopit() done."); }
void goForward(){ stopit(); _LOW(firsDir); _LOW(secondDir); analogWrite(firstPort, legPwm); analogWrite(secondPort, legPwm); if(DEBUG == 1) Serial.println("DEBUG: goForward() done."); }
void goBackward(){ stopit(); _HIGH(firsDir); _HIGH(secondDir); analogWrite(firstPort, legPwm); analogWrite(secondPort, legPwm); if(DEBUG == 1) Serial.println("DEBUG: goBackward() done."); }
……………………………………………………………………..
}; //<--- End class LEG 71
2.2 Робот «Barbot» Для проведений торжественных мероприятий, особенно инновационных, где участникам презентуются новые решения и технологии и не только, просто необходимы дополнительные роботы помощники, которые готовы взять на себя обслуживание гостей прохладительными напитками (рис. 2.). Они обеспечат доступ к напиткам на почти всей площади проводимого мероприятия, за счет того, что они могут подъехать в любой уголок, где гости выставки удобно устроились и обсуждают будущее сотрудничество, не отвлекаясь на поиск прохладительных напитков.
Рисунок. 2. Робот «Barbot» Техническое описание робота:
Размеры, м (дл × шир × выс): 1.4 х 0.47 х 0.48 Вес: 40 кг
Скорость движения: 0.4 м/с Рабочее поле: 2 м х 3 м (6 м2)
Оборудование: ноутбук для программирования робота, зарядное устройство для аккумуляторов, аккумуляторы 24V 2 шт.
2.3 Робот «Погрузчик»
Робот погрузчик специально разработан для автоматизации работы складов. Задачи складирования весьма актуальный на данный момент. Полная или частичная автоматизация складского хозяйства способна в разы увеличить скорость загрузки и выгрузки товаров из склада. Это поможет сэкономить человеческие ресурсы и снизить человеческий фактор, т.е.
уменьшить количество ошибочно упакованных товаров.Автоматизация склада на основе группы роботов и распределенной программы, обеспечивающей оптимальную пропускную способность и целесообразность с экономической точки зрения (рис. 2 ). Рисунок. 2. Робот «Погрузчик» 72
Отраслью применения являются автономные склады предприятий, ориентированных на торговлю через интернет. Также данную систему можно использовать для любых складов предназначенных для мелкогабаритных товаров, основным требованием к которым является высокая степень товарооборота. Техническое описание:
Размеры, м (дл × шир × выс): 1 х 0.6 х 0.6 Вес: 20 кг
Скорость движения: 0.6 м/с Рабочее поле: 2 м х 3 м (6 м2)
Оборудование: ноутбук для программирования робота, воздушный компрессор, зарядное устройство для аккумуляторов, аккумуляторы 24V 2 шт.
Заключение. Взаимодействие человеческая и робота
является развивающейся областью исследования.Эта область включает в себя много сложных проблем, и имеет потенциал для производства различных роботов с положительным социальным воздействием. В этом обзоре мы представилитрех роботов с различнымимоделями взаимодействия. В ближайшем будущем, планируется разработка робота для работы горнопромышленной местности, ведутся работы над созданием рабочего прототипа будущего робота.
1James Mount; Michael Milford, 2D visual place recognition for domestic service robots at night// 2016 IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA), year: 2016, pages: 4822 4829, DOI: 10.1109/ICRA.2016.7487686 2 Widodo Budiharto, Derwin Suhartono, Intelligent service robot with voice recognition and telepresence capabilities//2015SAI Intelligent Systems Conference (IntelliSys), year: 2015, pages: 301 304, DOI: 10.1109/IntelliSys.2015.7361159 3 Sang Choi, Gregory F. Rossano; George Zhang, Thomas Fuhlbrigge, Service robots: An industrial perspective// 2015 IEEE International Conference on Technologies for Practical Robot Applications (TePRA), year: 2015, pages: 1 6, DOI: 10.1109/TePRA.2015.7219679 4ASTEX2013 АО
Холдинг Зерде,
URL:http://www.zerde.gov.kz/press/photo/197/ (дата
обращения: 20.08.2016)
5 Официальный вебсайт iRobot Roomba
960. URL: http://www.irobot.com/Forthe Home/Vacuuming/Roomba.aspx (дата обращения: 20.08.2016) 6 Статья “Who is
Pepper?”на сайте
Softbank Robotics, URL: https://www.ald.softbankrobotics.com/en/cool-robots/pepper (дата обращения: 20.08.2016)
73
УДК 004.67 Мальтекбасов М. Ж., Уалиев Н. С., Батырбеков Д. С. доктор педагогических наук, профессор, Жетысуский Государственный университет имени И. Жансугурова, Талдыкорган, Казахстан e-mail: zhgu_nauka@mail.ru кандидат физико – математических наук, доцент, Жетысуский Государственный университет имени И. Жансугурова, Талдыкорган, Казахстан e-mail: ualiyevns@mail.ru руководитель сектора отдела развития информационных систем и электронного администрирования, Жетысуский Государственный университет имени И. Жансугурова, Талдыкорган, Казахстан e-mail: daul_@mail.ru ПРИМЕНЕНИЕ XML – ТЕХНОЛОГИЙ С ЦЕЛЬЮ ОПТИМАЛЬНОЙ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ВЫПОЛНЕНИЯ ЗАПРОСОВ И ХРАНЕНИЙ ДАННЫХ Аннотация. Вводится понятие и обсуждается гибкая структура информационных систем. Рассматриваются основные принципы реализации XML – технологии в среде MS SQL SERVER. Приводится иллюстрация применения предполагаемого подхода к таблице result_org_struktura_vuza. Ключевые слова: гибкая структура информационных систем, XML – технология, иерархическая модель данных. ВВЕДЕНИЕ Гибкая структура информационных систем представляет собой модель
информационного графа, определяющая совокупность состояний, в которых участвуют взаимосвязанные таблицы иерархической, реляционной моделей данных с применением XML инъекций. При проектировании и моделировании любого программного обеспечения системные аналитики, проектировщики и разработчики софта всегда сталкиваются со следующими проблемами: Проектирование и моделирование гибкой (динамической) структуры информационных систем. Оптимизация информационных систем. Кроссплатформенность информационных систем. Безопасность информационных систем. Чаще всего специалистам удается решить только три последние проблемы, так как невозможно предугадать всевозможные случаи к функциональным требованиям программного обеспечения со стороны заказчика. Большинство специалисты придерживаются к подходу обновления всей информационной системы, замены старого программного обеспечения на новое программное обеспечение. Так делают крупные компании и корпорации IBM, Microsoft, Oracle, SAP AG, Symantec, Tata Consultancy Services, Nintendo, CA Technologies, Adobe Systems, Electronic Arts Inc и др. Технико экономическое обоснование данного подхода
объясняется в финансовой заинтересованности компаний и корпораций. Ведь только крупные компании и корпорации могут диктовать программнотехнические условия
пользователям программного обеспечения. В остальных случаях заказчики, согласно техническим заданиям, требуют от исполнителя (специалиста) создания гибкой структуры информационных систем. Например, компания ARTA Learning Solutions разработала программное обеспечение Platonus, которая используется в 99 высших учебных заведениях Казахстана, а клиентами компании, помимо вузов, являются также крупные компании и государственные органы. Продуктовая линейка включает: Platonus для автоматизации высшего и технического и профессионального образования. Pythagoras для автоматизации средних школ и лингофонных кабинетов. ARTA Learning для автоматизации тестирования персонала на корпоративном рынке.[1]
74
Согласно техническим заданиям компания ARTA Learning Solutions проектирует и разрабатывает программное обеспечение клиентам, но и она не может решить проблему, связанную с проектированием и моделированием гибкой структуры информационных систем. Компании ARTA Learning Solutions приходится постоянно изменять и обновлять всю информационную систему и выпускать новые версии программных продуктов для заказчиков. Это чревато для обработки изменения, хранения и получения старых данных, которые используется обновленным программным обеспечением – может привести к нарушению целостности данных. Приведем небольшой пример, связанный с организованной структуры Жетысуского Государственного университета имени И. Жансугурова. Согласно организованной структуре кафедры относятся к факультетам, за исключением военной кафедры (программнотехнический взгляд). Специалистам тяжело проектировать подобные информационные системы, так как они нарушают целостность данных см. рис. 1.
Специалистам постоянно приходится создавать отдельные поля к физическим таблицам, и даже новые таблицы текущей базы данных. Это не решение, необходимо разрабатывать гибкие структуры информационных систем, например см. рис. 2.
Рисунок 2. Гибкая структура информационных систем – иерархическая модель данных. Только с помощью иерархической модели данных мы можем решить проблему, связанную с проектированием и моделированием гибкой структуры информационных систем.
facultet facultet_id facultet_name 1 Физикоматематический факультет 2 Факультет педагогики и психологии … …
kafedra kafedra_id kafedra_name id_facultet 1 Кафедра математики и МПМ 1 2 Кафедра физики и МПФ 2 … … constanta constanta _id constanta _name 1 Управитель 2 Факультет 3 Кафедра
… …
object object _id object _name id_ constanta id_ object
1 Ректор
1 0 2 Военная кафедра 3 1 3 Физикоматематический факультет 2 1 4 Кафедра математики и МПМ 3
5 Кафедра физики и МПФ 3 3
75
Что касается обработки изменения, хранения и получения старых данных после изменения организационной структуры необходимо использовать XML – технологий (XML инъекций). ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ РЕАЛИЗАЦИИ XML – ТЕХНОЛОГИИ В СРЕДЕ MS SQL SERVER
XML (англ. eXtensible Markup Language, расширяемый язык разметки) представляет собой язык разметки, который был создан для описания данных. Язык разметки представляет собой набор символов или последовательностей, вставляемых в текст для передачи информации о его выводе или строении. Таким образом, текстовый документ, размеченный с помощью такого языка, содержит не только сам текст, но и дополнительную информацию о его структуре.[2] Если данные хорошо структурированы и известна их схема, то для их хранения лучше всего подойдет реляционная модель. В SQL Server предусмотрены все необходимые для этого средства и функции. С другой стороны, если данные структурированы частично, не структурированы или если их структура неизвестна, следует использовать XML данные. XML является удачным выбором, если нужна не зависящая от платформы модель, позволяющая гарантировать совместимость данных за счет применения структурной и семантической разметки. Кроме того, этот вариант уместен, если выполняются некоторые из следующих условий: данные разрежены, их структура неизвестна или их структура может значительно измениться в будущем; данные представляют иерархию контейнеров, а не ссылки между сущностями, и могут быть рекурсивными; данные упорядочены; требуется запрашивать данные или обновлять их фрагменты на основе их структуры. Если ни одно из этих условий не выполняется, следует выбрать реляционную модель данных. Например, если данные представлены в формате XML, но приложение пользуется базой данных только для их хранения и извлечения, то для этого вполне подойдет тип данных [n]varchar(max). Хранение данных в XMLстолбце обеспечивает дополнительные преимущества. В их число входят проверка структуры и правильности данных, а также поддержка детализированных запросов и обновлений XMLданных.[3]
Выбор между естественным форматом XML и XMLпредставлениями обычно зависит от следующих факторов.
Иногда XMLданные (например, руководство по продукции) лучше хранить как большой объект, а в других ситуациях в реляционных столбцах (например, описание товара, преобразованное в формат XML). Каждый вариант хранения данных обеспечивает точность документа в разной степени.
Иногда один вариант хранения данных лучше другого соответствует природе и интенсивности запросов XMLданных. Степень поддержки детализированных запросов XMLданных, например оценки предикатов для XMLузлов, поддерживается двумя технологиями хранения данных в разной степени.
Возможно, потребуется проиндексировать XMLданные, чтобы ускорить обработку XMLзапросов. Возможности индексирования зависят от технологии хранения данных; для оптимизации рабочей нагрузки нужно выбрать более подходящий вариант.
Некоторые виды рабочей нагрузки сопряжены с детализированной модификацией XMLданных. Это может требоваться, например, при добавлении нового раздела в документ, в то время как при решении других задач, таких как обработка веб содержимого, это не нужно. Для разработчиков того или иного приложения большое значение может иметь поддержка языка модификации данных.
XMLданные можно описать при помощи схемы, которая может быть, а может и не быть документом XMLсхемы. Поддержка связанных со схемой XMLданных зависит от XMLтехнологии. [3]
76
Рассмотрим структуру результирующей таблицы result_org_struktura_vuza с XML – инъекций см. рис 3.
жүктеу/скачать 9,92 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|