Čim robot više nije pričvršćen za pod, mijenja se cijeli zadatak. Ne zna više gdje je, okolina mu se mijenja pod kotačima, energiju mora nositi sa sobom, a zaštitna ograda koja ga je dijelila od ljudi — ne postoji. Ova jedinica postavlja okvir za sve što slijedi.
Nepokretni robot ima jednu golemu prednost koja se rijetko izgovara: zna gdje je. Podnožje mu je zavareno za pod, pa se svaki položaj može izračunati iz kutova zglobova. Ako enkoder kaže da je drugi zglob zakrenut 37 stupnjeva, vrh alata doista je ondje gdje proračun kaže.
Mobilni robot tu sigurnost nema. Njegov je položaj procjena, a ne mjera. Kotač koji se okrene deset puta možda je prešao dva i pol metra, a možda je proklizao i prešao dva metra i četrdeset. Razlika je malena, ali se zbraja, i nakon stotinu metara vožnje procjena položaja može promašiti i cijelu policu.
| Nepokretni manipulator | Mobilni robot | |
|---|---|---|
| Položaj | izračunat iz kutova zglobova, točan | procijenjen iz mjerenja, s pogreškom koja raste |
| Okolina | uređena i poznata unaprijed | promjenjiva; ljudi, prepreke, druga vozila |
| Energija | iz mreže, neograničeno | iz baterije, ograničeno satima |
| Računalo | u ormaru, bez ograničenja mase | na vozilu, ograničeno masom i potrošnjom |
| Sigurnost | ograda i razdvajanje prostora | osjetila i ponašanje samoga robota |
| Dosežni prostor | omeđen duljinom članaka | načelno neomeđen, stvarno omeđen kartom i baterijom |
Zbog tih razlika mobilna robotika nije podvrsta industrijske robotike nego zasebna struka. Alati su joj drukčiji: umjesto proračuna zglobova — procjena položaja iz nesigurnih mjerenja; umjesto zadanih putanja — planiranje u prostoru koji se mijenja.
Sve što mobilni robot radi svodi se na tri pitanja. Postavljaju se u tome redu, ponavljaju desetcima puta u sekundi i svako od njih ima svoj modul u ovome području.
Odaberi pitanje.
Bez odgovora na prvo pitanje drugo nema smisla: putanju do cilja nemoguće je isplanirati ako se ne zna odakle se kreće. A bez odgovora na drugo, treće je prazno — upravljanje gibanjem izvodi putanju, ali je ne izmišlja. Zato se pogreška u lokalizaciji uvijek očituje kao pogreška na kraju lanca, i zato se prvo provjerava ona.
Bez obzira na veličinu i namjenu, svaki mobilni robot ima istih deset sastavnica. Razlikuju se izvedbom, ne postojanjem.
Klikni broj da vidiš što koja radi.
Tri su sastavnice koje se pri nabavi najčešće podcijene: baterija, jer određuje koliko robot uopće radi; inercijsko osjetilo, jer bez njega zakret nakon proklizavanja ostaje nepoznat; i sigurnosni sklop, jer bez njega vozilo ne smije u prostor s ljudima, koliko god dobro vozilo.
Fotografija stvarnoga skladišnog vozila sa strane i odozgo, s brojevima koji odgovaraju sastavnicama iz sheme i vidljivim rasporedom baterije, pogona i osjetila.
Između osjetila i kotača stoji niz koraka. Svaki uzima ono što mu prethodni preda i predaje sljedećemu nešto sažetije i korisnije.
Klikni korak.
Ključno je uočiti da se koraci ne izvode jednakom brzinom. Upravljanje gibanjem vrti se stotinama puta u sekundi, lokalizacija desetak puta, a planiranje putanje možda jednom u sekundi ili tek kad se nešto promijeni. Sporiji koraci zato uvijek daju plan, a ne naredbu — naredbu iz plana izvodi brzi korak na dnu.
Baterija je najteži i najskuplji pojedinačni dio mobilnoga robota i jedina sastavnica koja izravno ograničava koliko robot radi. Proračun je jednostavan i vrijedi ga znati napamet, jer se njime u ponudi provjeravaju tvrdnje proizvođača.
Energija u bateriji jednaka je naponu pomnoženom kapacitetom. Od nje se ne troši sve: baterija se rijetko prazni do kraja, jer se time skraćuje vijek. Trajanje rada je preostala energija podijeljena prosječnom snagom koju robot troši.
Povuci klizač. Napon je 24 V, prosječna snaga 150 W, iskoristivost baterije 80 %.
Zato što se time problem ne rješava nego pomiče. Veća baterija znači veću masu, veća masa veću potrošnju po prijeđenome metru, a veća potrošnja pojede dio dobivene energije. Uz to raste cijena, produljuje se punjenje i smanjuje nosivost. U praksi se zato ide u drugome smjeru: kratko punjenje između zadataka. Vozilo koje se pet minuta puni dok čeka posao radi cijelu smjenu s baterijom upola manjom.
Ne „koliko traje baterija" nego koliko sati vozilo radi po smjeni, uz zadanu potrošnju i zadani način punjenja. Prvi podatak nije provjerljiv jer ovisi o tome što vozilo radi; drugi jest, i ugovara se.
Nepokretni robot štiti se ogradom: prostor se razdvoji i problem je riješen. Mobilni robot ide onamo kamo i ljudi, pa se zaštita mora preseliti u sam robot. To je najveća razlika u propisima između dviju struka.
Sve to nije stvar dobre volje proizvođača nego zahtjev norme ISO 3691‑4 za industrijska vozila bez vozača. Vozilo bez toga ne smije raditi u prostoru s ljudima, koliko god dobro vozilo i koliko god pametno planiralo putanju.
Ostatak ovoga područja razrađuje upravo ono što je ovdje postavljeno, modul po modul:
| Modul | Odgovara na | Iz ove jedinice |
|---|---|---|
| 2 — Lokomocija | kako se robot giba | pogon, kotači, podloga |
| 3 — Kinematika | kako se gibanje kotača pretvara u gibanje robota | zašto je položaj procjena, a ne mjera |
| 4 — Percepcija | čime robot mjeri sebe i okolinu | osjetila i njihova ograničenja |
| 5 — Lokalizacija | gdje sam | prvo od triju pitanja |
| 6 — Planiranje i slijeđenje | kamo idem i kako do onamo | drugo i treće pitanje |
Mobilnost mijenja zadatak iz temelja: položaj postaje procjena s pogreškom koja raste, okolina postaje promjenjiva, energija ograničena, a sigurnost se iz ograde seli u sam robot. Iz toga slijede tri pitanja koja robot rješava stalno — gdje sam, kamo idem i kako do onamo — i deset sastavnica koje ima svaki mobilni robot, bez obzira na veličinu.
Sljedeća jedinica pokazuje gdje ti roboti danas doista rade i po čemu se procjenjuje isplati li se uvođenje.
Odgovor se zaključava nakon prvoga klika, uz objašnjenje zašto je točan.