Robototexnika asoslari

3.3.Robototexnikada intellektual masalalar va intellektual model.

Intellektual masalalarda biror masalaning yechish algoritmi sxemasi bo‘lmaydi. Ammo bilimlar bazasida yechim algoritmlari bo‘lishi mumkin va masalani yechish jarayonida ulardan foydalanish mumkin. NoIntellektual (elementar) masalalarda masalani yechish algoritmi sxemasi bo‘ladi. Masalan: Intellektual masalani quyidagicha yozish mumkin:
(13.1)
bu yerda ob’yektning maqsadli holatlari modeli, ob’yektning boshlang’ich holatlari modeli, masalani yechish uchun ishlatiladigan operasiyalar to‘plami, masala rejasi (algoritm, programma, yechim sxemasi)
va berilishiga qarab intellektual masalalar bir satxli va ikki satxli bo‘lishi mumkin. Bir satxli masalalarda yoki ma’lum bo‘ladi. 2 satxli masalalarda va ikkalasi ma’lum bo‘ladi.
Intellektual modelning tashkiliy qismlari 13.6 rasmda keltirilgan.

3.6-rasm. Intellektual modelning tashkiliy qismlari.

Zamonaviy robototexnikaning nazariy asoslari 1960-yilda yaratildi, ammo zaruriy texnologiyalar, materiallar, xisoblash sistemalarining resurslari etarli bo‘lmaganidan ularni amalga oshirish imkoniyati bo‘lmaydi.
“Robotiks” (robototexnika) terminini yozuvchi Ayzek Azimov taklif qildi va birinchi bo‘lib, robototexnikaning uch qonunini yaratdi:

1. 
   robot insonga zarar etkazishi mumkin emas yoki insonga ziyon etkazishiga yo‘l qo‘ymasligi kerak;
   
2. 
   robot inson komandalariga bo‘ysunishi kerak, agar bu komandalar birinchi qonunga qarshi bo‘lmasa;
   
3. 
   robot o‘zining xavfsizligini ta’minlashi zarur, agar bu birinchi va ikkinchi qonunga qarshi bo‘lmasa.
   

Ayzek Azimovning bu uch qonuni hozirgi kungacha robotlarni loyihalashda va yaratishda ishlatilmoqda.

Sanoat robotlari

Sanoat robotlari deb, ishlab chiqarish jarayonida odam harakatlariga o‘xshash funksiyalarni bajaradigan qayta programmalanadigan avtomatik mashinaga aytiladi. Robotlar o‘tgan asrning 70-yillaridan boshlab, ishlab chiqarish sohasida keng qo‘llanila boshlandi. Ishlab chiqarish sohasida programmali boshqarish sistematik avtomatik boshqariladigan sanoat robotlari ishlatildi [4].
Transport operasiyalarni, nuqtali va yoyli payvandlash va bo‘yashni, yig‘ishni amalga oshiradigan robotlar pozision va konturli boshqarishli bo‘ladi.
Adaptasiya elementlarini sanoat robotlarida ishlatish robotlarning funksional imkoniyatlarini oshirdi, bunda robotlarda tashqi informasiya datchiklari qo‘llaniladi.Ularga sun’iy ko‘z sistemalari, lokasiya sensorlar va kuch-moment sensorlari kiradi, ular robotlarning sezuvchanlik qobiliyatini hosil qilish imkoniyatini beradi.
Hozirgi vaqtda KIKA, PUMA, AVV, STAUBLI, MOTOMAH, ADEPT,
FANUK va boshqa firmalar payvandlash, bo‘yash, shlifovka, taxlash va boshqa operasiyalarni bajaruvchi sanoat robotlarini ishlab chiqarmoqda.
Robototexnika sohasi tez ko‘lamda rivojlanmoqda, yangi keng funksional imkoniyatlarga ega bo‘lgan robotlar yaratilmoqda.
Dunyo miqyosida Yaponiya robotlarni soni va sifatlari bo‘yicha birinchi o‘rinni egallaydi.
Ayniqsa adaptiv va intellektual robotlarning turli xillari yaratilmoqda.
Hozirgi vaqtda intellektual robototexnik sistemalarni yaratish bo‘yicha ilmiy-tadqiqot ishlari olib borilmoqda. Bunda quyidagilarga e’tibor berilmoqda:

• 
  predmet sohasida bilimlarni aks ettirish modellari;
  
• 
  noaniqlik sharoitida echimni tanlash va qabul qilish;
  
• 
  robototexnik sistemalar va komplekslarda muhim hisoblangan kirish informasiya bo‘lgan tasvirlarni qayta ishlash;
  
• 
  EHMlari bilan tabiiy tilda muloqot.
  

Robot texnikasi sohasida qo‘llaniladigan modellarni quyidagi belgilar asosida sinflarga bo‘lish mumkin: modellash sathi, aks etgan nuqtai nazar (aspekti), modellash turiga oidligi, model turi, moddiylik darajasi, asosiy aks etgan bilim darajasi, predmet sohasining quvvati (13.7-rasm).
Modellash mikro-, makro va meta - sathlarda amalga oshirilishi mumkin. Bu modellash sathlari originalning asosiy xossalari, qaysi kattaliklar originalni tashkil etuvchilarning makonda va zamonda qanday qismlariga (yoki faoliyat davrlariga) tegishli ekani bilan farqlanadi.
Mikromodellarga maydon nazariyasida qo‘llaniladigan modellar, shu jumladan, xususiy hosilali differentsial tenglamalar sistemalari misol bo‘la oladi. Bunday modellarda o‘zgaruvchilar maydon nuqtalarini xarakterlovchi skalyar va vektor kattaliklarni (masalan, nuqta potentsiali, nuqtada tok zichligi vektori va sh.u.)ni aks ettiradilar.
Makromodellarga zanjirlar nazariyasida qo‘llaniladigan modellar, jumladan oddiy differentsial tenglamalar sistemalari, matritsaviy tenglamalar misol bo‘la oladi. Bunday modellarda o‘zgaruvchilar ma’lum makon va zamon qismi uchun o‘rtacha integrallangan skalyar va vektor kattaliklarni aks ettiradilar (masalan, tok, kuchlanish, quvvat, kuch, moment, siljish, tezlik, tezlanish va sh.o‘). Metamodellarga avtomatik boshqarish nazariyasida va ommaviy xizmat nazariyasida qo‘llaniladigan modellar misol bo‘la oladi.
Robot texnikasi muxandislari faoliyatida ko‘pincha makro- va metamodellar qo‘llaniladi. Modellar originallarning ularda aks etgan tomoni (aspekti) bo‘yicha struktura, marom (rejim), ishlashi (funktsionrovaniye), texnologiya, tuzilma uchun yoki bularning bir nechtasi (masalan, struktura va marom, struktura va ish struktura, marom va ish uchun) uchun yoki originallarning sinflaridan tarkib topgan predmet sohasi uchun tuzilgan modellarga bo‘linadilar. Predmet sohasining modelida bir sinfli originallar uchun umumiy xossalar umumiy tarzda aks etgan bo‘lsa, originalning modelida shu originalga oid umumiy xossalar originalga tadbiqan xususiy tarzda aks etadi.
Modellashning ikki turi mavjud bo‘lib, bular matematikaviy va fizikaviy modellashdir.
Matematikaviy modellash – matematik model tuzishga asoslangan bilish uslubidir. Matematik model – matematik ifodalar (sonlar, simvollar, to‘plamlar va sh.o‘.) va ular orasidagi bog‘lanishlar yoki shu ifodalar va bog‘lanishlarni o‘zida mujassamlantirgan sistema bo‘lib, originalning asosiy xossalarini aks ettiradi.
Fizikaviy modellash – fizikaviy model, model – analog yoki yarimnaturaviy model tuzishga asoslangan bilish uslubidir. Fizikaviy model original bilan fizikaviy mohiyati bo‘yicha bir xilligi bilan xarakterlanadi. Bunga misol butunittifoq elektr sistemasining laboratoriyasida ko‘rilgan elektrodinamik modelidir.
Predmet sohasining tili darajasi (tilidagi) tili modeli uning tilida
ifodalangan ramzlar va asosiy formulalar to‘plamidan iboratdir, ya’ni:
(13.2)
Bu yerda alfavit, ramzlar va formulalar sintaksis qoidalar bo‘lib, predmet sohasining tilidir; ramzlar to‘plami,
predmet sohasi uchun ma’noga ega asosiy formulalar (gaplar, sxemalar)
to‘plami.
predmet sohasi orginallari holatlarini aks ettiruvchi qonunlarni
umumiy holda ifodalaydi. Bu ifodalar tilida tuzilgan formulalar to‘plamning bir-biridan kelib chiqarmaydigan va mazkur predmet sohasi uchun ma’noga ega bo‘lgan qismidir. Bunday formulalar to‘plamini aksiomalar deyiladi.
Shuni aytish kerakki har til (tabiy, sun’iy formal) tarzida berilishi mumkin. Tabiiy tilning va predmet sohasining til darajasidagi modelning sun’y va formal tillardan farqi shundaki, undagi ramzlar va ramzlardan tuzilgan formulalar predmet sohasidagi predmetlarni (shu jumladan, holatlar, ish-harakatlar, bog‘lanishlar mohiyatini) bildiradilar va shu bois ma’noga egadirlar.
Orginalning predmet sohasi tildagi modeli
(13.3.)
shaklida ifodalanadi.
Bu yerda orginalning ramzlari, orginalning holat modele
bo‘lib, uning asosiy xossalari mohiyatini ifodalovchi formulalar to‘plami, ya’ni predmet sohasiga oid formulalar (gaplar, sxemalar) to‘plamning qismidir. (13.3.) ni tuzishda predmet sohasining tili dan foydalaniladi. Programmalash tillarida tuzilgan programma majmualari predmet sohasining tilidagi modellardir, programmalash tizimlari esa modellash tizimlaridir [5]. (13.2) va (13.3) fan sohasiga yoki fan sohasining bo‘limiga tegishli bo‘lganda, aksiomalar to‘plami odatda ayniyatlardan tashkil topgan bo‘ladi. Bu xilda til darajasidagi model muayyan fan sohasining (masalan, robot texnikasining) yoki uning biror bo‘limining nazariyasi deb qaraladi (3-rasm). Bunda nazariya ayniyatlar va asosiy qonunlar to‘plamini o‘z ichiga olgan, ma’noga ega bo‘lgan soha ramzlari to‘plami asosida sintaksis nuqtai nazaridan to‘g‘ri tuzilgan formulalar to‘plamidan iborat bo‘ladi.
Originalning cheklangan tabiiy tildagi modelini tuzish va uning ob’ektlari, mohiyatlari va bog‘lanishlari ramzlari to‘plamlarini aniqlash.

1. 
   qadam: Original uchun cheklangan tabiiy tildagi gaplar or (yoki formulalar) to‘plami shakllantiriladi. Buning uchun berilgan chizma, sxema va tekstdagi ma’lumot undagi elementar (tanlangan bog‘lovchilarsiz yozilgan) gaplar (formulalar) iloji boricha bir qolipli, bir fe’l-kesimli bir xil zamonda yoki harakat nomi shaklida ifodalangan darak yoki buyruq gaplar (formulalar) holida keltiriladi, qo‘shma gaplar (murakkab formulalar) shunday elementar gaplardan (formulalardan) “va”, “yoki”, “yo-yo”, “demak”, “oqibat”, “emas” kabi bog‘lovchilar bilan bog‘langan cheklangan tabiiy tilning qo‘shma gaplari (yoki ularga teng kuchli matematik ifodalar) ko‘rinishiga keltiriladi va ishlatilgan “boglovchilar” to‘plami tuziladi. Bunda ayrim ortiqcha informatsiya kirituvchi so‘zlarni tashlab yuborish, yoki tekst ma’nosidan kelib chiqib qo‘shimcha so‘z yo gaplar qo‘shish mumkin. Asosiy mezon: tekstdagi har bir so‘z va ramz bir xil ma’no anglatib tuzilgan gaplar to‘plami (formulalar) boshlang‘ich ma’lumot va bilimlarga ma’no jihatidan teng kuchli bo‘lishi shart.
   

Bu yerda elementar gap (formula) tushunchasi nisbiydir. Elementar gap (formula) sifatida tekstda modellovchi sub’ekt xohishi bo‘yicha tanlangan gaplarning bog‘lovchilarsiz tugal fikr anglatgan qismlari tushuniladi. Bularga ona tilidagi sodda gaplar va uyushiq bo‘lakli qo‘shma gaplar ham kiradi. Unda bir necha gaplar tinish belgilari orqali bog‘langan bulishi mumkin, lekin Rb to‘plamiga kirgan bog‘lovchilar bo‘lmasligi lozim.

2. 
   qadam: Yangi tekstda qatnashgan elementar gaplar (formulalar) va qo‘shma gaplar tarkibidagi elementar gaplar to‘plami grammatik tuzilishi va ma’nosi yaqinligi buyicha guruhlarga (kesishmaydigan to‘plamlarga) ajratiladi.
   
3. 
   qadam: Har bir guruhdagi elementar gaplar (formulalar) o‘zaro solishtirilib guruh uchun o‘zgarmas qismlar ajratiladi va bu qismlardan mohiyatlar ramzlari to‘plami Rm tuziladi. Xsusuiy hollarda guruhdagi gaplar faqat o‘zgaruvchan qismlardan tashkil topgan bo‘lsa, bunday gaplar uchun qo‘shimcha mohiyat ramzi tanlanadi yoki bunday gaplar “mohiyat ramzi yo‘q formula” deb hisoblanadi.
   
4. 
   qadam: Har bir guruhdagi elementar gaplarning (formulalarning) o‘zgarmas qismlaridan qolgan qismlaridan ob’ekt ramzlari to‘plami Ro tuziladi.
   

Quyida original haqida berilgan tekstlar va sxemalar asosida cheklangan tabiiy tilda model tuzishga oid misollar keltirilgan.