Ein Roboter erfüllt seine Aufgaben grundsätzlich durch das Erfassen seiner Umgebung mit Sensoren, der darauffolgenden Verarbeitung von Informationen und der meist der daraus resultierenden Bewegung von mechanischen Bauteilen, sogenannten Aktoren.
Informationsverarbeitung bei dem EV3 Robotik System
Bei einem EV3 Roboter werden die Informationen von den maximal vier Sensoren und dem User-Interface (den Buttons unter dem Display) von einem Mikrocontroller und der Software verarbeitet. Ausgehend von den Informationen der Sensoren und deren Verarbeitung von der Software werden die maximal vier Aktoren (Motoren) angesteuert und auch optische Anzeigen am Display oder der Led generiert.
Autonome Roboter sollen dabei nicht nur vorgegebene Handlungsabläufe reproduzieren können, wie dies zum Beispiel Getränkeautomaten oder Industrieroboter in Produktionsprozessen tun, sondern aufgrund sich ändernder Umgebungsbedingungen mehr oder wenig selbstständig Entscheidungen über weitere Aktionen treffen.
Neben der Anforderung Sensoren zu finden oder zu entwickeln, welche die Umwelt eines Roboters bestmöglich erfassen können, liegt eine große Herausforderung vor allem auch darin die Informationen eines Sensors nicht nur so schnell wie möglich, sondern auch unter Einbeziehung aller anderen vorliegenden Informationen zu verarbeiten.
Daraus können sich auch bereits bei wenigen Sensoren sehr komplexe Aufgabenstellungen ergeben, die bei der Erstellung einer Software berücksichtigt werden müssen, damit der Roboter auf alle möglichen Situationen, die sich aus den Sensor-Informationen ergeben, richtig reagieren kann.
Der nächste Schritt bei der Informationsverarbeitung wäre dann hin zu selbstlernenden Systemen die bei in der Zukunft liegenden Entscheidungsprozessen die Ergebnisse und Auswirkungen von früher getroffenen Entscheidungen mitberücksichtigen und sich somit im Laufe der Zeit immer mehr und mehr verbessern.
In diesem Abschnitt werden anhand von Programmbeispielen die autonome Steuerung von Robotern hinsichtlich der ununterbrochenen Informationsverarbeitung, exakter Drehungen unter Verwendung eines Gyro-Sensors und dem Folgen einer Linie vorgestellt:
- Grundstruktur eines EVC-Programms für autonome Roboter
- Verwendung des Counters
- Zeitgesteuerte Bewegungsabläufe unter Verwendung des Counters
- Aufgabe C1 - C2
- Exakte Drehung eines Roboters mit dem Gyro-Sensor
- Aufgabe GC1
- Exakte Beibehaltung der Fahrrichtung mit dem Gyro-Sensor
- Folgen einer Linie mit einem Sensor und einem Schwellenwert
- Aufgabe S1Linie1 - S1Linie4