ロボット工学に入るために何を勉強しますか？
ロボット工学に取り組み、ロボット工学を構築したい人は、大学レベルで何を勉強すべきですか？これまでのところ、「メカトロニクス」は私が探している分野ですか？いくつかの単純な「ロボット」コースを見ましたが、それらは電気とコンピューターの仕事に関するものだけで、ロボットの機械部品の構築に関する詳細は含まれていませんか？
私はプロのロボット研究コンサルタントであり、SRI InternationalやJPLなどの組織で30年の経験があります。
コンピューターと同様に、ロボット工学にはsoftwareとhardware。ハードウェアは、アクチュエーターとセンサーにさらに細分されます。
「コンピューターを使いたい」と言った場合、実際には少数のハードウェアエンジニアだけがdesignおよびbuild物理コンピューター-ほとんどの研究者は、ハードウェアとファームウェアは既に構築されており、システムを実際に機能させる方法についてソフトウェアに心配しています。
ロボットの場合も同様に、ハードウェアの構築は機械エンジニア（構造と熱放散を設計する）の仕事であり、電力電気エンジニア（モーターを仕様化する）とコンピューターエンジニア（ファームウェアシリコンを設計する）が少しずつ必要になります。次世代ロボットは、工業デザイナーも使用しています（外側をきれいに見せ、内側をうまく合わせるため）。
アクチュエータ設計の研究領域には、指の手が含まれます。触手;ハチドリと他の鳥と昆虫の羽;弾力性のあるホイール;脚;高放射領域の非電子設計;および手術器具。
すべての携帯電話にカメラが搭載されているため、現時点では視覚センサーはほとんど解決された問題です。 センサー設計の研究領域には、スマートで柔軟な触覚皮膚、脳波センサー、および他の生物医学センサーが含まれます。優れた力センサーの余地もまだあります。これらは、材料工学、コンピューター工学、機械工学、生物医学工学の領域に分類されます。
アクチュエータを適切に駆動して、バラバラにならないようにするには、control-theoryエンジニアが必要です。フーリエ変換から始めて、z変換を理解できるようにします。この数学の学習曲線は非常に急勾配であり、キャリアは非常に少ないため、コントロールエンジニアになるために生まれなければならないか、他の誰かにこれらの下位レベルの詳細を処理させる必要があります。
中レベルおよび低レベルのセンサードライバーの信号処理は、歴史的にEEの領域にあります。これは、コンピューターサイエンスに該当する画像処理、そしてA.I.にある画像理解に至るまで機能します。 CSのブランチ。
ただし、前述したように、ハードウェア、ファームウェア、およびドライバーはすべて製造の詳細であり、一度解決すれば永久に販売されます。誰でも今すぐレゴまたはバイオロイドキットを購入して、モーターで作業を開始できます。 JPLで作業していたFujitsu HOAPヒューマノイドロボットが50,000ドルの特注スペシャルだった2006年とは異なります。
私が本当に面白いと思うことのほとんどは、ハードウェアとドライバーが既に完成していることを前提としています。そして、システムで何をしますかdo？これは完全にソフトウェアの領域です。
ロボットソフトウェア制御は、順運動学に基づいた3Dシミュレーターから始まります。最終的に逆運動学;ダイナミクス、あなたがそれを感じたら。および物理エンジンのシミュレーション。ここでの数学は位置[位置+方向]に集中しており、[4x4]の同次座標変換行列を使用することで最適に表されます。これらはそれほど難しくはなく、コンピュータグラフィックスの教科書から背景を十分に理解できます。右側の列ベクトルで終わる行列による乗算後の宗教に従っていることを確認してください。これにより、ベースからウエスト、肩、肘、手のキネマティクスを理解できる方法で連鎖させることができます。初期の教科書では、行ベクトルを使用した事前乗算が提案されました。します。
もちろん、物理エンジンには物理に関するある程度の知識が必要です。
高レベルの処理は、人工知能、通常はルールベースのシステムを使用して達成されます。 自然言語処理も言語学と音声学で結びつけることができます。音声認識と音声生成は、ほとんどが信号処理であり、EEとCSで教えられています。最近の進歩は、統計、ベイジアン推論、および（数学からの）基底ベクトル空間を使用するビッグデータで機能します。
ロボット工学はまだ決まっていない。 Gordon Geckoがビーチを歩き、靴ほどの大きさの「携帯電話」に向かって話していたときのレベルは、いまだにあります。 2020年までにロボットが遍在することはありません。2025年頃、ロボットプログラマーになることは、今日のアプリプログラマーであるのと同じくらい需要があります。多くのA.I.を研究する早めに始めましょう。
がんばろう。これがお役に立てば幸いです。
2006年時点の最新のヒューマノイドロボットシステムの設計[ショートムービー]： http://www.seqcon.com/caseJPL.html
コンポーネントの非常に高いレベルのブロック図[グラフィック]： http://www.seqcon.com/images/SystemSchematic640.gif
ロボティクスの人工知能 on dacity を調べることを強くお勧めします。ソフトウェアとAIの部分をカバーする非常に興味深いコースです。また、 Coursera は、無料のオンラインロボット工学コースと、ロボット工学に非常に関連性があり有用な他のコースも提供しています。
機械および電気工学とコンピューターサイエンス。
機械工学は、サーボ、リンケージ、ギア、およびその他のすべての機械部品に関する選択肢を通知します。
制御理論は、機械工学と電気工学の接点です。それが必要になります。
制御の多くは最近デジタルであるため、EEとコンピューターサイエンスはその一部になります。
それは大きな分野です。がんばろう。
産業用ロボット工学は通常、機械エンジニアが扱い、スポーツ/チームロボット工学は電気工学、電子工学、またはコンピューターサイエンスの専攻が扱います。それはすべて、「ロボット」の意味に依存します。また、他に誰も言及していない場合、修士号は強く奨励されます。
追加のボーナスとして、産業用ロボットで使用される数学は、ゲーム開発の数学に直接リンクされています。ロボット工学で誰が何をしているのか、明確なカットラインはありません。
Mechtronicsは、ロボット工学に興味のある人のための現在の研究分野です。ロボット工学に関連する機械、電気、制御、ソフトウェアを組み合わせています。
過去には、さまざまなバックグラウンド、機械エンジニア、電気、電子、ソフトウェアから来ました。私はロボットメーカーのアプリケーションエンジニアです。私はアビオニクスで始め、自動化された試験装置に移り、その後自動化された材料供給システムに移り、ロボット工学のサービス技術者およびマネージャーになり、アプリケーションのプログラミングとトレーニングに移りました。
最後に、学習を続ける準備をしてください。これは常に変化し進化している分野です。