次世代のロボットを実現するためには、磁気式ポジションセンサー、プレゼンスセンサー、ジェスチャーセンサー、トルクセンサー、環境センサー、パワーマネージメントセンサーなど、いくつかの重要なセンサーテクノロジーが非常に重要な役割を果たします。
ロボットの回転を促進する磁気式位置センサ
今日のコンシューマ、サービス、ソーシャル、産業用ロボットでも最も一般的なセンサ技術の1つは、磁気式位置センサ集積回路（IC）です。 2つ以上の磁気式位置センサIC少なくとも1つの磁気式角度位置センサが各回転軸または関節の回転に使用されています現在、ロボットの関節や手足を移動させる小型で強力なブラシレスDCモータ（BLDC）モーターを正しく駆動するには、モーターの位置フィードバックが必要です。
ジョイントモータコントローラ（図1参照）にモータコミュテーションフィードバックを提供するために使用される磁気角度位置センサICがますます多くなっています。また、ロボットジョイントの閉ループモータ制御にもギヤ角度位置フィードバックが必要です。例えば、ロボットのペダルをピッチとロールで軸方向に動かす必要がある場合、合計4つの磁気位置センサを使用する必要があります。各関節には、この複数センサ、およびほとんどのロボットは関節が多いため、現在では新世代のロボットが磁気角度位置センサを採用していることは非常に明白です。
図1磁気式位置センサ付きロボットアーム
過去のロボットジョイントで使用されていた他の位置センサ技術と比較して、今日の最新の磁気角度位置センサは、多くの利点を提供します。これらの新しい磁気角度位置センサICは高分解能と繰り返し精度を提供します。 CMOSシリコンプロセスで製造されたこの新しい磁気角度位置センサICは、光学式エンコーダやレゾルバなどの他の位置センサ技術と比較して、最小限の電力、重量、およびスペースを必要とします。極端な温度、汚れた環境、埃の多い環境など、非常に過酷な環境で作業することもあります。磁気式ポジションセンサーの中には、ロボット作業環境で一般的な磁気浮遊磁界の影響を受けないものもあります。低コストソーシャル/おもちゃロボットで使用される従来のサーボモータ構成要素に一般的に見られる抵抗性ポテンショメータとは異なり、モバイル機械部品は摩耗しないため、磁気角位置センサは今日の消費に広く使用されています。セクシュアルでプロフェッショナルなサービスとソーシャルロボットは、産業用ロボットにも使用されています。
情報融合が空間的視覚センシングを達成
現在のロボットに組み込まれているいくつかの既存のセンサー技術があり、それらの情報を融合させて、ロボットの空間的な視覚的感知、物体の検出と回避の障害を提供しています。今日の多くの新しい消費者向けおよびプロフェッショナルなサービスロボットでは一般的ですが、光検出や測距用ライダー（Lidar）センサーを含む飛行時間センサーなど、最新のセンサー技術があります。オプティマは、ロボットの操作スペースと周辺環境の高解像度3Dマッピングを提供し、タスクを実行してよりよく動くようにします（図2参照）。
図2ライダーマッピング
また、ロボットのヒットの壁、オブジェクト、他のロボットを防ぐために、近くの障害物を検出するために適用される超音波センサ用ロボットとしての超音波センサは、単にセキュリティの警告システムを反転させるように、存在を感知するために使用することができます人体。加えて、ロボットがその主な機能を実行する際に、これらの超音波センサでも役割を果たすことができる。超音波センサは、近接場ナビゲーションや障害物回避に重要な役割を果たして、それが全体的なパフォーマンスとロボットの安全性を向上させることができます。
しかし、超音波センサの検出範囲がその限界を有し、約1〜数メートルの距離にCM、約30度までの範囲内の円錐である。それらのコストが比較的低く、かつ至近距離の精度より高いが、距離測定の増加と角度範囲と、精度が低下する。彼らはまた、温度と圧力の変化の影響を受けやすく、そして他のあるロボットの超音波センサからの同一周波数干渉を使用して、他と組み合わせた場合既存のセンサを組み合わせて使用する場合、有用で信頼できる位置情報を提供します。
結局一緒に私たちは宇宙を感じる区別しているハイエンドの消費者/専門サービスロボットや産業用ロボットに見始めるように、センサ（2D / 3Dカメラ、ライダーおよび超音波）データ融合は、存在するとき自分自身、人間、そして環境に害を与えることなく、より複雑なタスクを実行して実行する能力。
ジェスチャーセンサーが人間の相互作用を助ける
センサの数の増加は、今日の最も洗練されたロボットは、ユーザ・インターフェース・コマンドを提供するために、ジェスチャーに組み込まれる。ジェスチャーセンサ技術は、光センサ等のセンサを有するウェアラブルロボットオペレータ制御アームを含みます。
ロボットを訓練することができ、光学ベースのジェスチャーセンサーを使用すると、特定のジェスチャーや手の動きに基づいて特定のタスクを特定の手の動きを識別し、実行する。障害者の家庭内や病院でのこれらのタイプのセンサを通信する能力が限られているために多くの機会を開きますスマートな工場でも多くの支援を提供しています。
着用者が通信制御及びコラボレーション、工業用、医療用または軍事用ロボットができ、ロボットが実行し、オペレータの移動に応じて、及びジェスチャーアームために特定のタスクをエミュレートすることができ、アームバンドセンサーコントロールを使用する。例えば、各アームアームを身に着けていますセンサ、ロボットアームと、外科医は、地球の反対側にダブルアーム離れることができる遠隔医療処置を実行するように制御することができます。
トルクセンサは監視を提供する
トルクセンサは、また、ロボットの次の世代で今日ますます使用されている。ロボットの端部とグリッパ作動装置のためだけでなく、そのような胴体、腕、足及び頭のようなロボットの他の部分のためだけでなく、トルクセンサ等が挙げられる。これらの特別なトルクセンサは、迅速な四肢の動きを監視する障害物を検出して中央処理ロボット安全警告を提供するために使用される。例えば、トルクセンサは、衝突による機械測定対象にアームにロボットアームを感知したときに発生します突然の予期しない外的勢力は、その制御セキュリティソフトウェアは、腕を停止し、その位置を後退させることができます。
トルクセンサーは、環境センサーなどのプレゼンスセンサーやその他の安全監視センサーと連携して、安全ゾーン全体の監視を行うこともできます。
環境センサ保護作業安全
環境センサはまたさえ大気VOC（揮発性有機化合物、揮発性有機化合物）を検出する環境センサ、温度及び湿度センサ、圧力センサ、またはでき絡んで含む、消費者及び産業用ロボットへのそれらの方法を探しています照明センサーの有無を検出することが可能である。これらのセンサは、ロボットが効率的かつ安全に実行し続けることができることを保証する助けにはなりませんが、また、ロボットの動作範囲内の人々が環境に危険な状況を認識するようにします。
パワーマネジメントセンサーが効率を向上
電源管理は現在もロボットの再充電間の動作時間を延ばすために、自動ロボットに統合され、ロボットが自動的に充電または放電。電源管理中に現在最も一般的に使用されるリチウムイオン電池が過熱されていないことを確認しますセンサはまた、調節、および電力管理モーターロボットの関節のために使用される。すべて等のマイクロプロセッサ、センサ、アクチュエータなどの電子部品、オンボード、確実にするために、低ノイズ電源と電圧リップルを必要とそれは効率的かつ正確に動作することができます。
電池の充放電クーロンカウント、過熱レギュレータを監視するための正確で信頼性の高いセンサ、電流センサ、バッテリ管理装置を備えたロボットの電源管理ソリューションのための新しいセンサ。
これらの革新的なセンサー技術の集約・統合のおかげで、今日の最新ロボットのおかげで、より独立して安全に動作することができます。また、電源、ソフトウェア、および人工知能コンピューティングでは、これらの新しいセンサー技術ミックスとの実質的な進展を、ロボットの次の世代を作りますより簡単に、様々なアプリケーションをサポートするために使用することができます。加えて、ロボットの前世代に比べて、彼らはすぐに、より正確で完全なタスクをすることができます。最後に、彼らは、国内の商業用および製造環境のより多様でより独立することができます人間とより安全に働き、協力してください。