机器人技术和自动系统

机器人技术和自动系统

应用服务机器人本体和标准

我们现在正在努力的核心本体致力于机器人与自动化领域。•我们描述本体在机器人的作用。•我们提供一次彻底的审查服务机器人本体。•我们描述机器人的现有标准,以及未来趋势的域。•我们定义当前的问题和解决方案可能与本体开发人机交互。

关键词: 服务机器人机器人本体机器人的标准人机交互

以人为本的服务机器人是一个新兴应用领域的技术。家庭的崛起人机合作机器人预测社会和个人援助。机器人社区之一主要任务是简化发展趋势,分类法和协调的工作本体,以及术语的标准化、接口和技术。重要的是要保持科学的进步和公众理解同步,通过有效的宣传和教育。这些努力支持之间的协作研究小组,并导致广泛接受的标准, 有利于制造商和用户。本文描述了机器人本体发展的必要性

和标准关注过去和当前的研究成果。此外,本文提出了一种服务机器人本体开发路线图。的

1。介绍在1960年代和1960年代,大多数机器人和机器人一般——都是与工业应用,主要倾向

在生产现场合理化生产。如今,机器人变得无处不在,达到特殊的能力和鲁棒性; 人类能够支持、陪伴和护士。在机器人助手特别能够执行各种各样的任务, 如医疗保健和个人援助[1 - 3]。这些类型的机器人通常被称为服务机器人。服务机器人通常共享人类环境和展示基本的智能行为完成分配的任务。他们被认为是作为一个分支进化的机器人并被广泛认为是占主导地位的研究在不久的将来。图1显示了不同的进化机器人领域,这意味着越来越程度的自治权(DoA)与以人为本应用程序和系统的复杂性。如今,工业机器人越来越多用途

和灵活的,部分由于改善与人类的合作。范式转向普及机器人会导致许多开放式的问题和研究方向相关的本体论研究和标准化(4、5)。本体允许一个清晰的对话框之间的所有利益相关者参与机器人的生命周期系统,使集成和有效的沟通异构机器人系统。他们可以用在前面阶段的领域以促进沟通和发展知识交流组间从不同的地区,没有真的强迫他们使他们的研究与特定的视图一

个给定的研究小组。另一方面,标准意味着工业机构为商业提供指导系统开发和制造业。他们是用来支持立法和授权官方机构,enfo

本文旨在给的动力和介绍机器人与自动化IEEE本体的基本思想工作小组(ORA工作组)[6],和正在进行的洞察力其下属的工作。子站提供指导方针用于创建本体,这将有助于未来的研究,那么自然变成标准。具体来说,本文关注的是奥拉工作组服务机器人子群(ORA SeR), 讨论它的目标,最近的成就和未来的挑战。SeR集团当前的焦点是收集、分类和合并现有的本体和标准,并开始发展新的特定的艺术的状态。本文结构如下:介绍服务机器人和它们的定义提出了第二节。第三节提出了本体的基本原理和备注说明

标准化、第六节描述了机器人的标准特别关注服务机器人。第七节描述了工作进步的IEEE ORA 工作组。未来的工作和结论分别介绍了部分8和9。2。定义服务机器人的领域开发一个本体或标准并非易事,特别是当它包含一个巨大的领域,比如服务机器人。尽管这些机器人的潜在应用,大家都知道不容易提供一个清晰和精确的定义服务机器人。有几个,但是没有一种是定义公认由于巨大的各种各样的内在特征的服务机器人(形式、结构和应用程序区)[7]。下面,我们将讨论其中的一些,并指出可能的混乱的来源。根据国际联合会

翻译

这个定义,一个工业机器人,如。、机械手臂容易被分类作为服务机器人安装在nonindustrial 环境执行非制造业的任务。为实例,这手臂可以啤酒在酒吧或者被用来执行手术。以减少歧义的分类,国际标准化组织(ISO)一直致力于一个标准的定义184年技术委员会的范围下,小组委员会

2、机器人和工作设备自2007年以来[8]。的新版本拟议的定义(ISO 8373:2012)是: 定义2。服务机器人是机器人执行有用的任务对人类或设备,不包括工业自动化应用程序[9]。这个定义并不强调方面相关的自主权为了分类机器人作为服务机器人,在ISO标准, 自主性是一个inheren

定义3是精确地说明一个机器人应该是驱动在两个或两个以上的轴可编程机制。然而, 它仍然是不精确的,因为还没有共识DoA。那很难确定究竟是最低程度使一个驱动机制与上述特性归类为一个机器人。自治的概念仍在争论在社区内。一些建议被制定, 如无人驾驶系统的自治水平(A LFUS) 由美国国家标准和框架技术(NIST)(10、11)。因此,定义2仍然类似定义1的问题。

在ISO标准-类似于IFR -服务机器人可以归类为个人和专业服务机器人要执行的任务[9]:

定义4。个人服务机器人是服务机器人

定义5。使用专业的服务机器人是服务机器人对于一个商业任务,通常由一个适当的训练运营商(如。,消防机器人)。专门为个人服务的机器人,ISO TC 184 / SC 2 /工作组7个人护理机器人安全工作组分类个人服务机器人(也称为个人护理机器人)医疗和非医疗机器人[12]。定义6。非医疗个人护理机器人被定义为机器执行“援助行动”和行动直接贡献对改善人类的生活质量,除了

医学应用。定义7。医疗机器人被定义为医疗电气设备和系统”用于诊断、治疗或修复” 病人的医疗条件。

此外,服务机器人可以分为三类基于他们的人类关系,因为以人为本机器人技术正在成为主导(1、1 3、14): •类1机器人取代人类在肮脏的工作,危险环境和繁琐的操作,如吸尘, 拯救人们从火灾或提供药物

•二班的机器人与人类密切合作,减轻操作不舒适或增加舒适,如娱乐、帮助老人,或携带患者;

•3班的机器人操作人类,例如,医疗机器人手术,诊断、治疗和康复。上面的定义和分类显示的复杂性参与定义的概念。大部分的复杂性从主观性确定精确的边界系统分配给特定的任务。例如,1定义1 2明确排除工业应用。根据以上课程,服务机器人是机器人应该取代人类在危险的环境中工作和繁琐的操作, 然而,这些操作和环境可以被视为工业机器人在工业环境有关。

•二班的机器人与人类密切合作,减轻操作不舒适或增加舒适,如娱乐、帮助老人,或携带患者;

•3班的机器人操作人类,例如,医疗机器人手术,诊断、治疗和康复。上面的定义和分类显示的复杂性参与定义的概念。大部分的复杂性从主观性确定精确的边界系统分配给特定的任务。例如,1定义1 2明确排除工业应用。根据以上课程,服务机器人是机器人应该取代人类在危险的环境中工作和繁琐的操作, 然而,这些操作和环境可以被视为工业机器人在工业环境有关。

这与预期用途吗的机器人。目前,新系统的分类仅仅是制造商的责任。可以理解的是,有关于边界问题,这些严重的问题产生类别,目前国际标准化的重点身体[12

3。本体的理由本体或“存在”问题第一次出现在哲学文学在亚里士多德的时代。本体可以被视为

内容理论关注之间的属性和关系对象从一个特定的域[17]。他们作为“知识” 基于一个词汇,用来描述域。他们被应用于不同的领域,从遗传学知识门户[19][18],作为一个方法来保证一致的术语和它们的属性之间的关系。特别在机器人本体可以用来代表域不同群体之间的知识转移和共享人类,机器人和其他设备(20、21)。

本体是共享知识。因此,重要的是,他们正在为使用标准化等某一群人在IEEE机器人和自动化的社会。回顾文献本体还揭示了另一个惊人的事实。本体这个词指的是词汇表和数据字典,词典和分类法;模式和数据模型;正式的本体和推理模型(22、23)。有许多定义本体。一个可能定义本体是由Kalfoglou和Schorlemmer[24]: 定义8。本体是一个元组⟨年代,⟩,年代是词汇(或签字)的本体和本体论公理集指定目标域的词汇本体的比较和模型。功能模型本体部署不需要公开或共享在一个共享小组(如。开发者/设计者)所有人共享的领域,或在许多领域。打开/关闭封闭的世界,因此可以规定或描述性的开放的世界的假设导致只有一个描述性的模型可变形的可以转换从一个到另一个地方, 元模型可以桥接一至另一个本体映射只能使用额外的从一个到另一个他们创建一个共享本体公理和调整

传播约束既可以传播的方式只有一种方式在计算独立模型实现级别较低的抽象级别的水平通常使用转换和集成的可能性一代更加困难和使用技术提升和桥接Abstrac

类似[25]中给出定义,签名年代坏了分成三组(1)一组概念(C),(2)一组关系(R)和(3)的一组实例(I);因此,本体是一个4 - 元组⟨C R,⟩我。其他本体定义数据n = 5[26]和n = 6[27]也可以发现在文学。