HPIM0875

t$h ółn Midów sterowania, taka nową drogą ttum brzlt h*,L nutnipulutor/rw i fohpiÓW hitmlcznych, Pionizacja układ!rc *i * ^^ftr/Wi^ rzytamc tmktórych rozwiązań z zakrętu sztucznej itUetiagaci ****** ^v/^°‘ fiknie t zw tchzenic uniwersalności robota przez wvrv*»^,., ' ^il'^finuit^Msl i szczególnie mjisloitmjszy w zmysłów wyrok, pr/jez bmtrukc dohr^ wydajnych Mniów r<r/ptrmj^ych, powinny być drom rmum !L Itntwlimboi/mWl    ¹

Padania nać wykorzystaniem uleci neuronowych do łumstrukcji ukM steftmma utonami, szczególnie dzięki ogromnemu rozwojowi techniki tńikn_t. procesorowej, wydają się stwarzać możliwość zbudowania układów o szerszych ni'/, obecnie możliwościach oraz. większej skuteczności działania,

1'owiązanta biologii i techniki tworzyły rutwc możliwości rozwoju naszej wiedzy o organizmch 'żywych, ale jednocześnie bionika, jako nauka zajmująca jf| badaniem budowy oraz zasadami działania organizmów 'żywych w celu wy* korzystania łych wyników do konstrukcji urządzeń technicznych, stworzyła zupełnie nowe kierunki badań, zasugerowała nowe, efektywne rozwiązania, łJklad sterowania ruchem zwierząt wyższych jest modelem systemu sterowania ruchem dJft robolów i manipulatorów, Pomimo licznych kontrowersji wiadomi) juk obecnie sporo o jego strukturze i znamy pewne zasady działania, Wyniki bardzo licznych badań nad ośrodkami nerwowymi związanymi ze sterowaniem ruchem doprowadziły do upalenia poglądów na lemal ich lokalizacji i powiązań, pozostały natomiast liczne niejainności na temat fbnkcji poszczególnych (śród* ków, Obecnie przyjmuje się |52j* 'te jest to struktura hierarchiczna_f w której zazwyczaj wyróżnia pięć poziomów hierarchii z oddziaływaniami miedzy sąsiadującymi poziomami oraz licznymi bezpośrednimi połączeniami nawet przez kilka poziomów, co ma istotny wpływ na dokładność i szybkość przepływu informacji,

Pierwszym poziomem jest ośrodek nadrzędny - kora mózgowa, będącą układem asocjacyjno-decyzyjnym, w którym następuje ustalenie;

celu ruchu w formie rozkazu uruchamiającego ipecjalny program wykonywania poszczególnych faz ruchu, kryterium optymalnośei, które ustala m,in, sposób wykonania ruchu, ograniczeń związanych z oceną istniejącej sytuacji,

U rugi poziom hierarchii to zespół jąder podkorowych, będący ośrodkiem programującym, koordynującym i generującym stereotypy ruchowe. Po-/wm trzeci to zespól ośrodków nadrdzcniowycli głównie w pniu mózgu oraz móżdżck tworzący ośrodek koordynacyjno-dccyzyjny zapewniający właściwą dynamikę ruchu, Poziom czwarty tworzy rdzeń kręgowy wraz z nerwami obwodowymi odpowiadającymi za właściwą współpracę odpowiednich grup mięśniowych.

Na poziomie piątym najniższym znujdują się zespoły pętli obwo-doWO-rdzeniowych olłcjmujących neurony znajdujące się w rdzeniu, mięśnie oraz 256 odpowiednie czujniki położenia, szybkości i sil zapewniające optymalny lub pra-

^/"-*^r "• '    </&***+*■* + xt&rtf    "ssjs.

wic optymMiny ***** mięśma. Halcźy jaki* pmmtoŁ. że podzfe# te* mt jc* stały,funju^c por/ir/Ą{6lnycfc szczebb często uajpctmi^ «ę bądź nakładają.

; icili wpofr/y się na len whcoiai    i dzcalama ofcbdi lirTfim mii r>

chem u zwiera o wyźuzym *ta<inifn rozwoju i pori/y* na aę z typowym pfo-blcmajni i zadaniami iłowymi przed konstndclorarm analospczoycfi rządzeń technicznych, jakże podobne M rozwiązania, z jak wieki rzeczy ;>ź dzisiaj korzysta się i jak wiele jeszcze można z dużym pożytkiem zaadaptować. Analiza ruchów wykonywanych przez organizmy żywe umożliwia wydzielenie dwóch typów zadań ruchowych.

Pierwszy typ to ruchy ntereotypwe, w których odpowiedni sygnał f np. na* zws ruchu) powoduje uruchomienie odpowiedniego zestawu sygnałów dakeyek w wyniku żądaną trajektorię ruchu. Z badań neurofizjologicznych wiadomo, źe dzięki ogromnej liczbie połączeń tworzących złożone pętle, w układach pórami-dowych i pozapiramidowych (są to drogi połączeń między nadrzędnymi a niższymi ośrodkami) jest zakodowanych wiele różnych zestawów ruchów i stereotypów przestrzeń no-czajMjwych.

Typ drugi to ruchy zmienne nadrzędnie, korygowane na bieżąco, na ogół pod kontrolą wzroku i oceną przebiegu ruchu przez układ asocjacyjno-decyzyjny. Ruchy te mogą także zawierać pewne stereotypowe składowe jako elementy do budowy ruchów złożonych. Sygnały sterujące wypracowane na wyższych szczeblach hierarchii docierają drogami piramidowymi i pozaptramidowymi do rdzenia, ^ustawiając parametry i uruchamiając pętle obwodowo-rdzeniowe, tworzące układy sprzężenia zwrotnego sterujące skurczem odpowiednich mięśni

Rozważania i koncepcje uniemożliwiają jeszcze skonstruowanie jedno-j znacznych modeli układu ruchowego, wymagają bowiem takiego sprecyzowania zadania, aby można jc było sformalizować i przedstawić w postaci równań obiektu oraz algorytmów przetwarzania podejmowanych decyzji na odpowiednie sygnały literowania tymi obiektami.

Nawet dla tak stosunkowo prostego układu, jakim jest dwuczłonowy robot o 4 stopniach swobody, równania opisujące ruch są bardzo trudne do rozwiązania, co pokazano już w czwartym rozdziale tego podręcznika. Intuicja wskazuje, żc problem optymalności ruchu w organizmach żywych jest bardzo istotny i źe został on przez naturę rozwiązany w stopniu co najmniej zadowalającym. W odniesieniu do robotów problem ten był przez długie lata praktycznie zupełnie pomijany i większość algorytmów sterowania (szczególnie w przypadku robotów przemysłowych) uwzględnia go w bardzo niewielkim stopniu. Jest rzeczą zastanawiającą, źe większość istniejących robotów przemysłowych ma konstrukcję mechaniczną, która mniej lub bardziej przypomina rękę. natomiast w układach sterowania tylko w znikomym stopniu są wykorzystane zasady działania systemu nerwowego. Typowa struktura układu sterowania ogranicza się zazwyczaj do programu ruchów, narzucającego kolejne etapy ruchu, a bardzo

I rzadko przewiduje się wykorzystanie układów sztucznej inteligencji, mogących ^[pdejmg^p^yzje. Jednak między poziomem programu a poziomem układów 2