Sans, tenk, handle

En robotstøvsuger støter forsiktig bortover langs en vegg, en vogn på et lager følger en malt linje, og en rover kryper over Mars. De ser svært forskjellige ut, men under overflaten kjører de alle den samme sløyfen. Lær denne sløyfen én gang, så passer alle leksjonene i dette laboratoriet inn i den.

En robot er en maskin som registrerer omgivelsene sine, kjører et program for å velge hva den skal gjøre, og beveger noe for å utføre dette valget, om og om igjen. Tre deler gjør dette mulig:

• Sensorer måler verden og selve roboten: avstand til en vegg, hjulrotasjon, helling og lys.
• En styreenhet er programvaren (som kjører på en liten datamaskin) som gjør sensortall om til kommandoer. Den består av regler og beregninger som mennesker har skrevet.
• Aktuatorer er delene som skaper bevegelse, som oftest elektriske motorer som dreier hjulene.

Sløyfen. De tre delene er koblet sammen i en syklus som gjentar seg mange ganger i sekundet:

1. Sans: les av sensorene.
2. Tenk: Programmet sammenligner det det målte, med det det ønsker, og finner ut en kommando.
3. Handle: send kommandoen til motorene.

Deretter endrer robotens bevegelse det sensorene ser, og syklusen starter på nytt. Fordi resultatet av handlingen måles og sendes tilbake til neste avgjørelse, kalles dette en tilbakekoblingssløyfe. Tilbakekobling er den aller viktigste ideen innen robotteknologi. En robot uten tilbakekobling er bare en leke som spiller av et opptak på nytt, slik du får se i den siste leksjonen i denne enheten.

Autonom eller fjernstyrt? I en fjernstyrt robot lukker en person tilbakekoblingssløyfen: Du følger med, bestemmer deg og trykker på styrespaken. I en autonom robot lukker programmet tilbakekoblingssløyfen selv. De fleste roboter i virkeligheten er et sted imellom. En robotstøvsuger er autonom når den rengjør, men du starter den. En rover på Mars får en plan fra mennesker hver dag og gjennomfører den så på egen hånd (Verden 7 forklarer hvorfor).

Mobile roboter sammenlignet med armer. Robotarm-laboratoriet undersøker en arm som er boltet fast i et bord: Basen flytter seg aldri, så det store spørsmålet er hvor hånden er, gitt vinklene i leddene. En mobil robot beveger seg gjennom verden. Det gir oss nye spørsmål som dette laboratoriet handler om: Hvordan får hjulene den til å styre? Hvor er den nå? Hva ser den? Hvor er alt annet? Hvordan kommer den seg fra dette stedet til det andre?