Robottien toiminta

Robotit ovat varmasti kaikille tuttuja erilaisista TV-sarjoista, leffoista tai jopa oikeasta elämästä. Moni varmasti tietää miltä robotit saattavat näyttää ja mitä toimintoja ne pystyvät tekemään. Vaan harvempi varmaan miettii konkreettisesti, että kuinka robotit toimivat ja mihin niiden toiminta perustuu. Ovathan ne kuitenkin todella paljon muuta, kuin pelkästään sieluton metallista ja muista raaka-aineista rakennettu kone, johon on esiasennettu jotain tiettyjä toimintoja ja ohjelmia. Tai periaatteessahan ne ovat juuri tuota, mutta haluaisin avata tätä vielä hieman enemmän. Jos robottien toiminta on sinulle täysin tuntematonta, voit aloittaa katsomalla tämän kätevän videon aiheeseen liittyen:

Eli robottien toiminta perustuu yksinkertaisuudessaan useaan eri osaan, jotka kaikki vastaavat robotin tietystä toiminnosta. Käydäänpä seuraavaksi hieman noita eri osia ja niiden toimintoja läpi!

Prosessori

Prosessoria voisi ajatella robotin aivoina. Miltei kaikki tieto kulkee sen kautta, se määrittelee robotin liikkeet ja toiminnot sekä sitä ohjelmoimalla robotin käyttäytymistä voidaan muuttaa. Robottia voidaan ”virittää” parantamalla sovelluskehitystä, jonka ansioista robotti toimii. Tai vaihtamalla prosessori tehokkaampaan, jolloin sen toiminta voi tehostua ja toimintojen määrä luonnollisesti saattaa kasvaa. Isommissa roboteissa voi olla näitä prosessoreita usemampia kappaleita, kun toiminnot monimutkaistuvat ja robotilta vaaditaan enemmän tämän takia laskentatehoa. Robottien, kuten myös muidenkin tietoteknisten laitteiden, toiminta perustuu miltei täysin matematiikkaan, ja käytännössä siis kaikki sen tekemät asiat ovat ratkaisua monimutkaisiin matemaattisiin kaavoihin ja laskuihin.

Sensoreita
Sensorit toimivat robotin aisteina

Sensorit

Sensorit toimivat taas robotin aisteina. Niitä voi olla konkreettisesti näkö-, tunto-, haju-, kuulo- tai jopa makuaisteihin verrattavia versioita. Sensorit kertovat robotille, minkä tilanteen se on kohtaamassa ja prosessori laskee sen seurauksena toiminnon, jonka robotti tulee tekemään. Siis samalla tavalla kuin ihmisten aivot ja aistit toimivat yhdessä : jos tuntoaisti havaitsee jotain kuumaa, kertovat aivot keholle, että nyt kannattaa ottaa hieman etäisyyttä. Samalla tavalla robotti voidaan ohjelmoida reagoimaan lämpöön, valoon, esteisiin tai mihin tahansa, mitä pystytään mittaamaan jollain asteikolla ja havainnoimaan sensoreilla. Sensorit ovatkin erittäin merkitsevässä osassa robotin ”älykkyyden” sekä kyvyn tehdä omia ratkaisuja ja toimia automaattisesti kannoilta.

 

Paristoja
Patterit voivat toimia pienempien robottien virtalähteenä

Virtalähde

Roboteissa voi olla useita erilaisia virtalähteitä. Jotkut robotit ovat akkukäyttöisiä, toiset pienemmät toimivat paristoilla ja jotkut taas tarvitsevat jatkuvasti konkreettisen virtalähteen, joka on yhteydessä sähköverkkoon. Virtalähde toimii periaatteessa robotin sydämenä. Se antaa voiman kaikille toiminnoille, ja vereen rinnastettava energia kulkee sen kautta robotin kaikkiin osiin. Joissain roboteissa saattaa olla esimerkiksi aurinkokennoilla itsestään latautuvia akkuja, jolloin ne ovat käytännössä omavaraisia. Kuitenkin suurin osa roboteista tarvitsee toimintoihinsa niin paljon virtaa, että niiden on käytännössä pakko olla kokoajan yhteydessä verkkovirtaan. Jotkut, todella harvat, voivat toimia myös polttomoottorilla, mutta niissäkin on yleensä aina sähköosia hoitamassa robotin ”ajatuspuolta”.

Moottori
Moottori toimii kuin robotin lihas

Moottorit

Ja sitten vielä robottien kannalta melkeimpä tärkeimpään osaan, joka tekee niistä robotteja ja erottaa ne tietokoneista. Moottorit toimivat robottien ”lihaksina”, joiden avulla ne liikkuvat, suorittavat kaikki käytännön toimintonsa ja hyödyttävät eniten ihmisiä. Ilman moottoreita robotit olisivat aikailla tyhjän kanssa ja käytännössä vain monimutkaisemmiksi rakennettuja tietokoneita, joilla ei olisi juuri minkäänlaista lisäarvoa. Moottorit reagoivat prosessorilta tuleviin ohjeisiin samalla tavalla kuin ihmisen lihaksisto toimii aivoilta tuleviin käskyihin.