Robotika.cz » Články » Recenze knihy: Mobilní roboty

Recenze knihy: Mobilní roboty

Autor: Martin Dlouhý, 2005-12-12

česká kniha o konstrukci robotů

Kniha Mobilní roboty - pohony, senzory, řízení od Petra Nováka je snad první vlaštovkou v oblasti mobilní robotiky u nás. Na 248 stranách se autor snaží pokrýt všechny základní oblasti počínaje jednočipy a pohony, přes senzory až po řídicí systémy a navigaci. Přestože zde nenajdete přesný návod, jak si postavit robota, svým zaměřením velmi připomíná populární anglickou knihu Mobile Robots --- Inspiration to Implementation od autorů Jones, Flynn a Seiger.

První co mne potěšilo, aniž bych knížku z nakladatelství BEN - technická literatura vůbec otevřel, byla obálka a na ní téměř neviditelným písmem označení 1. díl a edice Robotika. Zdá se, že se tedy nejedná nějaký ojedinělý výstřelek, ale že se můžeme už teď těšit na nejrůznější pokračování .

Obsah

Titulní strana obálky

Kniha pokrývá relativně široké tématické spektrum. Autor nejprve věnuje pár stránek programování jednočipů (jako příklad je vybrána 8051 a vývojové prostředí BASCOM-8051). Dále jsou poměrně detailně probrány různé typy motorů a jejich řízení. V první části jsou popsány klasické stejnosměrné motory, dále pak krokové a ke konci modelářské servomotory, jež jsou levnou variantou pro začínající robotiky. Sekce končí příkladem výpočtu dimenzování velikosti motoru. [pozn. bezkomutárotové motory nejsou probírány]

Další blok se věnuje senzorům jak pro odometrii (enkodéry, vnitřnosti počítačové myši a pod), přes zapojení IR senzorů, princip senzoru GP2D02 s PSD (Position Sensitive Diod) až po sonary SRF04/08 a kompas. Najdete zde i několik zapojení včetně modulace vysílaného a přijímaného signálu jednotlivých čidel.

V kapitole Řídicí subsystém jsou demonstrovány různé varianty průmyslových PC, koncepce řídicích systémů, integrace jenočipů a komunikace mezi jednotlivými zařízeními. Detailně je probrán Atmel AT89C2051, včetně popisu jednotlivých pinů a základních zapojení. Komunikace je hlavně o RS232C a RS422. Zmíněna je i bezdrátová komunikace.

Následuje krátká kapitola o navigaci (odometrie, relativní/absolutní navigace) a sekce neuronové sítě v robotice. Zde jsou probrány nejrůznější modely od Hebbova učení, přes Back propagation až po Kohonenovy mapy a jejich aplikace.

V závěru knihy se ještě autor věnuje napájení a příkladům dvou robotů: všesměrový, postavený na VŠB-TU Ostrava, a šestinohý, řízený pomocí dvanácti serv.

Klady a zápory

Knížka na mne udělala poměrně dobrý dojem — byl jsem schopen ji bez problémů číst po ránu v metru od začátku do konce a mockrát jsem se nezadrhl . Na druhou stranu jsem si často kladl otázku, komu je přesně tato kniha určena. Určitě bych ji zařadil mezi doporučenou četbu k přednášce Úvod do mobilní robotiky, ale nejsem si jist, zda by některé pasáže laického čtenáře neodradily.

Už samotný fakt, že kniha vyšla, považuji za významný krok vpřed. Mám-li ji srovnat s již zmiňovanou anglickou knihou Mobile Robots --- Inspiration to Implementation (mimochodem je citovaná jako odkaz [24]), tak mi tam chybí nějaká základní dějová linie, které by se mohl začínající robotický nadšenec chytit, a po přečtení knihy si postavit vlastního robota. Na druhou stranu možná toto ani nebylo záměrem autora?

Další detail, který mi v knize chyběl, je nějaký odstaveček o samotném autorovi. Z odkazů na konci je možné vydedukovat, že se robotice aktivně věnuje minimálně od roku 1995, a to v nejrůznějších oblastech: od řízení motorů až po laserovou navigaci, ale více si čtenář musí najít sám na internetu (http://robot.vsb.cz/zamestnanci/novak.htm).

Když už jsem u kritiky, tak se přiznám, že sekce o neuronových sítích mi nepřipadala příliš vhodně zvolená. Ano, souhlasím, že je to jedna z možností, jak robota řídit, ale bránil bych se tezi, že k tomu člověk nemusí umět moc programovat, a robot bude dělat, co ho naučíme. Více bych preferoval nějaké starodávné způsoby řízení jako PID (autor píše o P-kontroleru v závěru u popisu všesměrového robota, ale dříve o tom není zmínky) nebo podobně jako v anglické knize o Subsumption Architecture, která by mohla být pro jízdu podél zdi či vyhybání se překážkám dostatečná.

V knížce jsem si našel několik, i pro mne nových a zajímavých, informací. Teď už je mi např. jasnější, proč servo „škubne” i při drobné změně délky jednoho jediného řídicího pulzu, nebo že není úplně dobré nechávat NiMH baterky přes noc v levné nabíječce. Část o sonarech mne zaujala na tolik, že bych si nejraději nějaký hned pořídil a všesměrové vozítko prostě vypadá cool a byla by sranda s ním vyrazit na nějakou soutěž .

Celkem rozsáhlá je i část odkazů, kde čtenář může najít další inspiraci…

Závěr

Co říci na závěr? Knížku bych doporučil jak studentům tak i laikům, kteří o robotice nic nevědí a hledají způsob, jak začít. Pokud vím, tak zatím u nás žádná kniha věnovaná přímo mobilním robotům nevyšla (pokud ano, tak mne prosím opravte a pošlete nám info/link pomocí kontaktního formuláře), a tak je kniha Mobilní roboty od Petra Nováka bezkonkurenčně nejlepší . Už teď se těším na druhý díl případně na další knížky z edice Robotika. Jen houšť!

Kde knihu sehnat?

Knihu lze koupit asi nejsnáze v některém z obchodů nakladatelství BEN, ale cenově výhodnější je si jí pořídít přes internet (v obchodě stojí 399,-Kč a na webu je za 355,-Kč).

Mobilní roboty - pohony, senzory, řízení.

Objednací číslo je 121205.

Pokud jste knihu četli a rádi byste přidali i svůj komentář, případně pokud jste zde našli chybu či nesrovnalost, použijte prosím našeho kontaktního formuláře.

Komentář nakladatelství BEN (Libor Kubica)

Kniha byla zamýšlena jako taková „první vlaštovka” (proto také ta napůl viditelná jednička), abychom podnítili konstruktéry-spisovatele k nějaké činnosti. Zatím v šuplíku nic nemáme (další díl), ale zkušenosti ukazují, že když vydáme knihu na nějaké zajímavé téma, tak pak se nám ozve i pár autorů, kteří by také chtěli něco publikovat (konkrétní návody, know-how apod.).

Komentář Petra Nováka — autora knihy

… se zájmem jsem si přečetl Vaši recenzi na mou knihu. Chtěl bych pouze vysvětlit, proč jsem zařadil kapitolu týkající se neuronových sítí a jejich nasazení pro řízení (navigaci) pro MR. Je to podle mého názoru nejsnáze implementovatelná metoda v oblasti umělé inteligence (v této oblasti), kterou jsem chtěl tímto prezentovat a probudit o ni zájem. Hlubší popis by mohl být náplní samostatné publikace.

Jinak Vaše poznámka ohledně toho, že byste upřednostnil popis některého z klasických algoritmů řízení - PID na úkor zmiňovaných neuronových sítí. Zde popisované neuronové sítě jsou aplikovány na horní úrovni řízení - jako je navigace a tam jim PID algoritmy samozřejmě nekonkurují. Navíc problematika PID, respektive PSD, byla již mnohokrát popisována v dostupných pramenech. Pravda je (teď si uvědomuji), že jsem mohl uvést příslušné odkazy…