Odbieraj, przetwarzaj, działaj.

Robot odkurzający delikatnie porusza się wzdłuż ściany, wózek magazynowy podąża za namalowaną prostą, a łazik pełznie po Marsie. Wyglądają zupełnie inaczej, ale w środku wszystkie działają według tej samej pętli. Naucz się tej pętli raz, a każda lekcja w tym laboratorium będzie się z nią łączyć.

Robot to maszyna, która wykrywa otoczenie, uruchamia program wybierający, co zrobić, i porusza czymś, aby wykonać ten wybór — w kółko. Umożliwiają to trzy elementy:

• Czujniki mierzą świat wokół robota i jego własny stan: odległość od ściany, obrót koła, przechylenie i światło.
• Sterownik to oprogramowanie (działające na małym komputerze), które zamienia dane z czujników na polecenia. To zestaw zasad i obliczeń zapisanych przez ludzi.
• Elementy wykonawcze to części, które powodują ruch — najczęściej silniki elektryczne obracające koła.

Pętla. Te trzy elementy są połączone w cykl, który powtarza się wiele razy na sekundę:

1. Wykrywanie: odczytaj dane z czujników.
2. Myślenie: program porównuje to, co zmierzył, z tym, co chce osiągnąć, i wyznacza polecenie.
3. Działanie: wyślij polecenie do silników.

Następnie ruch robota zmienia to, co widzą czujniki, i cykl zaczyna się od nowa. Ponieważ wynik działania jest mierzony i przekazywany do kolejnej decyzji, nazywa się to pętlą sprzężenia zwrotnego. Sprzężenie zwrotne to najważniejsza idea w robotyce. Robot bez sprzężenia zwrotnego jest tylko zabawką odtwarzającą nagranie, jak zobaczysz w ostatniej lekcji tego świata.

Autonomiczny czy zdalnie sterowany? W robocie zdalnie sterowanym człowiek domyka pętlę sterowania: obserwujesz, decydujesz i naciskasz drążek. W robocie autonomicznym program sam domyka pętlę. Większość prawdziwych robotów znajduje się gdzieś pomiędzy. Odkurzacz automatyczny jest autonomiczny podczas sprzątania, ale to ty go uruchamiasz. Łazik marsjański codziennie otrzymuje od ludzi plan, a potem sam go wykonuje (Świat 7 wyjaśnia dlaczego).

Roboty mobilne a ramiona robotów. Laboratorium ramienia robota zajmuje się ramieniem przykręconym do stołu: jego podstawa nigdy się nie porusza, więc najważniejsze pytanie brzmi: gdzie znajduje się dłoń, jeśli znamy kąty stawów? Robot mobilny porusza się przez świat. Pojawiają się wtedy nowe pytania, którymi zajmuje się to laboratorium: Jak koła umożliwiają skręcanie? Gdzie robot jest teraz? Co widzi? Gdzie znajduje się cała reszta? Jak ma dotrzeć stąd tam?