Capítulo 1 : Robótica BEAM
La robótica en la tradición BEAM (biología, electrónica, estética y mecánica) evita el uso de un microprocesador en favor de circuitos analógicos más simples como comparadores para crear formas mecánicas novedosas. La robótica BEAM, aunque no es tan adaptable como los robots basados en microprocesadores, puede ser fiable y eficaz cuando se utiliza para el propósito previsto.
Para responder mejor a su entorno de trabajo, los robots BEAM pueden utilizar un conjunto de circuitos analógicos que imitan a las neuronas biológicas.
La base de BEAM es la capacidad de una máquina para responder a estímulos. El mecanismo subyacente, en el que el circuito (o una red Nv de neuronas Nv) se utiliza para simular el comportamiento de las neuronas biológicas, fue inventado por Mark W. Tilden. Ed Rietman publicó una serie de experimentos sobre redes neuronales artificiales que recordaban a este trabajo. El circuito de Tilden es similar a un registro de cambio, pero tiene algunas mejoras clave que lo hacen más adecuado para su uso en un robot móvil.
Regulaciones adicionales incluidas (y en diversos grados aplicadas):
Reduzca el número de componentes electrónicos que utiliza tanto como sea posible ("manténgalo simple")
Reutilizar y reciclar la chatarra tecnológica
Hacer uso de los rayos de luz (como la energía solar)
Muchos robots BEAM están equipados con pequeños paneles solares para alimentar un "motor solar", lo que los hace totalmente autónomos y utilizables en una variedad de entornos de iluminación. Además de la capa computacional básica "Nervous Networks" de Tilden, BEAM ha agregado una gran cantidad de nuevos recursos para los robotistas. La comunidad BEAM ha documentado y compartido una variedad de circuitos, incluido el circuito del "motor solar", numerosos circuitos de puente H para el control de motores pequeños, diseños de sensores táctiles y técnicas para construir robots de mesoescala (del tamaño de la palma de la mano).
La robótica BEAM, que se inspira en los enfoques "basados en reacciones" de Rodney Brooks, busca imitar los rasgos y acciones de los seres vivos en un esfuerzo por domesticar a los robots "salvajes" que crea. La estética de los robots BEAM se basa en el principio de "la forma sigue a la función", que luego se modifica según las decisiones del diseñador a medida que trabaja para implementar la funcionalidad prevista del robot.
El verdadero significado de BEAM está abierto a interpretación. La biología, la electrónica, el arte y la mecánica son las interpretaciones más comunes.
Mark Tilden usó por primera vez este término en un panel de 1990 en el Centro de Ciencias de Ontario. Mark estaba mostrando algunos de los robots únicos que desarrolló mientras trabajaba allí.
Sin embargo, hay muchos otros nombres menos comunes en uso:
Biotecnología Etología Analogía Morfología
Construcción de la anarquía, la evolución y la modularidad
A diferencia de muchas otras arquitecturas de robots basadas en microcontroladores, los robots BEAM están diseñados en torno a la idea de múltiples comportamientos simples vinculados directamente a sistemas de sensores con un acondicionamiento mínimo de la señal. El trabajo seminal "Vehicles: Experiments in Synthetic Psychology" comparte principios de diseño similares. Este libro profundiza en cómo las simples conexiones de sensores inhibitorios y excitatorios a los actuadores pueden conducir al desarrollo de comportamientos complejos de los robots a través de una serie de experimentos mentales. Debido a la filosofía de diseño centrada en el hardware de muy bajo nivel, los microcontroladores y la programación informática no suelen incluirse en un robot BEAM tradicional ("puro").
La combinación de las dos tecnologías ha dado como resultado diseños de robots exitosos. Estos "híbridos", al igual que los BEAMbots de topología de "caballo y jinete", satisfacen la demanda de sistemas de control robustos y, al mismo tiempo, proporcionan la flexibilidad que ofrece la programación dinámica (por ejemplo, el ScoutWalker 3). La tecnología BEAM tradicional se utiliza para implementar el comportamiento del "caballo", pero un "jinete" basado en un microcontrolador puede dirigir ese comportamiento para lograr los objetivos del jinete.
Los BEAMbots vienen en muchas variedades de "tropos", cada una con su propio conjunto de objetivos que espera lograr. Los fototropos son los más comunes de la serie porque un robot alimentado por energía solar se beneficiaría más de un comportamiento de búsqueda de luz.
La respuesta audiotrópica.
Los audiófilos gravitan hacia los dispositivos de reproducción.
Aquellos que son audiofóbicos evitan el ruido.
Los fotógrafos "buscadores de luz" se sienten atraídos por la iluminación.
La luz atrae a los fotófilos, también llamados fotóvoros.
Aquellos que son fotofóbicos evitan las luces brillantes.
Los radiotropos son sensibles a las ondas de radio.
Los entusiastas de la radiación de radiofrecuencia (RF) tienden a congregarse cerca de estos dispositivos.
Aquellos que tienen miedo a la radiación de radiofrecuencia la evitan.
Los termótropos son sensores de temperatura.
Los termófilos se sienten atraídos por las altas temperaturas.
Los que tienen miedo al calor los evitan.
Los BEAMbots pueden moverse y posicionarse de varias maneras diferentes. Entre estos se encuentran:
Los robots que se quedan quietos y no hacen nada se conocen como "niñeras"..
Balizas: Envían una señal (normalmente un parpadeo direccional) que otros BEAMbots pueden utilizar para encontrar su camino.
Pummers, monta un "espectáculo de luces" o una secuencia musical para nosotros. Los Pummers suelen ser robots nocturnos alimentados por energía solar que almacenan energía durante el día.
Los adornos son un término genérico para los accesorios de mesa que no sean balizas y golpes. Estos suelen ser ejemplos de arte electrónico.
Los squirmers son robots interesantes y estacionarios que se retuercen (generalmente moviendo algún tipo de extremidades o apéndices).
Magbots: se animan con campos magnéticos.
Los que ondean banderas son personas que cambian la posición de un signo (o "bandera") en un intervalo determinado.
Gira y muévete en la dirección de un objeto fácilmente observable, como un destello de luz. (En la subcultura BEAM, estos son bastante comunes. Pueden funcionar como robots independientes, pero se encuentran más comúnmente como componentes de máquinas más grandes.
Vibradores: se mueven sacudiéndose a sí mismos con un pequeño motor de buscapersonas y un peso descentrado.
Los robots que se mueven deslizando las partes de su cuerpo a lo largo de una superficie mientras mantienen contacto con esa superficie se conocen como deslizadores.
Usa un movimiento de onda horizontal, como una serpiente.
El movimiento de onda longitudinal es utilizado por las lombrices de tierra.
Los rastreadores son robots que pueden moverse a lo largo de las pistas o haciendo rodar sus cuerpos con un accesorio. El chasis del robot no se arrastra por el suelo.
Todos los rodaballos utilizan sus brazos y flagelos para realizar un giro de cuerpo completo.
Los gusanos de pulgada son vehículos que solo mueven su chasis, no todo su cuerpo, hacia adelante.
Robots con ruedas de orugas, como las de un tanque.
Los robots que utilizan un despegue y aterrizaje vertical para desplazarse se denominan "saltadores"..
Vibrobots: hacen un ruido tembloroso mientras se mueven en un patrón aleatorio a través de una superficie plana.
Springbots: Avanza rebotando hacia adelante en una trayectoria predeterminada.
Los robots que se desplazan rodando todo o parte de su cuerpo se conocen como rodillos.
Symets: Accionados por un solo motor cuyo eje hace contacto con el suelo; La dirección del movimiento está determinada por cuál de los varios puntos de contacto simétricos alrededor del eje está en contacto con el suelo.
Los Solarrollers son vehículos de un solo motor, de una o dos ruedas, impulsados por energía solar y optimizados para la velocidad en una distancia plana y corta.
Dos motores alimentados por generadores independientes alimentados por energía solar; Dependencia de sensores diferenciales para la acción.
Para hacer rodar las minibolas, debes alterar su centro de gravedad.
Los robots con patas capaces de tener un contacto diferencial con el suelo se denominan caminantes. Los caminantes BEAM suelen ser redes Nv no programadas que caminan y reaccionan a su entorno en función de la resistencia de sus motores.
El movimiento de las piernas es impulsado por motores (generalmente 3 motores o menos).
Los actuadores de las piernas son accionados por alambres musculares hechos de Nitinol (aleación de níquel-titanio).
Los aquabots o herbívoros acuáticos son otro nombre para los nadadores. Robots de movimiento de superficie y sumergibles para uso en entornos líquidos (normalmente agua).
Los bots que funcionan en la superficie del agua se llaman "barcos".
Funcionando por debajo de la superficie de un líquido, los subbots son capaces de.
Los voladores son robots que pueden volar durante largos períodos de tiempo.
Para el movimiento de elevación y avance en helicópteros, se utiliza un solo rotor motorizado.
Los aviones pueden crear sustentación con superficies alares fijas o móviles.
Platillos voladores: flotan en un globo de flotación neutra.
Los escaladores...
