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Dank oft sensationalisierter Diskussionen, die zumindest von Science-Fiction inspiriert sind, ist die Idee einer Roboter-Singularität typisch mit der technologischen Singularität verbunden. Grundsätzlich sagt dieses Konzept voraus, dass aufgrund des beschleunigten technologischen Fortschritts und der Fortschritte in der künstlichen Intelligenz in Kürze eine (in den Worten von Vernor Vinge) „übermenschliche Intelligenz“ geschaffen wird. An diesem Punkt wird Wissen unendlich einen außer Kontrolle geratenen Effekt erreichenübertrifft die Fähigkeiten des menschlichen Verständnisses.

Der Begriff Singularität entstammt der Physik, in der er ein begriffliches Phänomen mit schwarzen Löchern beschreibt. Im Zentrum eines Schwarzen Lochs existiert eine Gravitationssingularität,ein eindimensionaler Punkt, der eine riesige Masse in einem unendlich kleinen Raum enthält. In der Singularität werden Dichte und Gravitation unendlich und Raum-Zeit-Kurven unendlich. Im Wesentlichen hören die Gesetze der Physik auf zu funktionieren.

Wenn dieser Begriff angepasst wird, um den transzendentalen Fortschritt des Wissens zu beschreiben, wird er typischerweise mit Killerrobotern in Verbindung gebracht, die darauf bedacht sind, ihre menschlichen Oberherren zu stürzen. Bei Industrierobotern hingegen, dem Robotertyp, der 90 Prozent des Marktes beherrscht, ist eine Singularität definiert durch ANSI / RIAR15.06-2012: Industrieroboter und Robotersysteme – Sicherheitsanforderungen asan „Auftreten, wenn der Rang der Jacobischen Matrix unter dem vollen Rang liegt.“

Austauschbar Roboter, Roboter oder Kinematik Genanntsingularitäten oder Degenerationen, dieser Prozess befasst sich wie Schwarze Löcher mit einem Punkt, der ins Unendliche geht. Da Roboter existieren, um präzise, sich wiederholende Zwecke zu erfüllen, wenn eine Singularität auftritt, scheinen die mühsamen Maschinen verrückt zu werden.

Das folgende Video zeigt verschiedene Arten von Singularitäten:

In einfachen Worten, die Grundlage für dieses Phänomen ist, dass diedie Bewegung von Robotern wird im kartesischen Raum (entlang der x-, y- und z-Achse)abgebildet,aber im Gelenkraum durchgeführt. Daher ist es wichtig, vollständig zu verstehendie Zuordnung vom gemeinsamen Raum zum kartesischen Raum (und umgekehrt). Wenn Sie die kartesischen Geschwindigkeiten des Roboters angeben, können Sie die gemeinsamen Parametergeschwindigkeiten mit dem inversen Jacobi finden (siehe diese Ressource von ColumbiaUniversity zu kinematischen Singularitäten für Gleichungen). Immer wenn die Determinante des Jacobi 0 ist, was bedeutet, dass sie nicht invertiert werden kann, tritt Asingularität auf. Dies liegt daran, dass die Gelenkgeschwindigkeit im Gelenkraum wirdunendet.

In einem Schwarzen Loch, in dem die Gesetze der Physik nicht gelten, ist Unendlichkeit wirklich kein so großes Problem. Für eine Maschine, die in einer Fabrik arbeitet, ist Unendlichkeit jedoch mit ziemlicher Sicherheit ein Problem, da sie nicht erreichbar ist. Bei einer Singularität kann es unendlich viele Möglichkeiten für die Kinematik eines Roboters geben, dieselbe Spitzenposition zu erreichen. Wenn die richtige Lösung nicht gewählt wird, kann dem Roboter befohlen werden, sich auf unmögliche Weise zu bewegen, und er muss möglicherweise ausgeschaltet, bewegt oder manuell neu gestartet werden.

ANSI/RIAR15.06-2012 nähert sich dem Singularitätsschutz aus der Perspektive der angemessenen Führung des Roboters. Da diese hohen Achsgeschwindigkeiten für einen Bediener unerwartet sein können, fordert die amerikanische nationale Norm, dass die Robotersteuerung im manuellen Modus mit reduzierter Geschwindigkeit oder in der Handführung die Roboterbewegung stoppt und eine Warnung bereitstellt, bevor der Roboter eine koordinierte Bewegung durchläuft oder korrigiert, und bei einer festgelegten Geschwindigkeit ein akustisches oder sichtbares Warnsignal erzeugt. Die Norm stellt auch fest, dass für den Fall, dass die Singularität gesteuert werden kann, ohne gefährliche Bewegungen zu erzeugen, kein zusätzlicher Schutz erforderlich ist.

Wenn Sie mehr über Industrieroboter und ihre Sicherheitsspezifikationen erfahren möchten, lesen Sie bitte unseren Beitrag über Industrieroboter. Sie können ANSI / RIAR15.06-2012: Industrieroboter und Robotersysteme – Sicherheitsanforderungen auch im ANSI-Webstore erhalten.