Açık çevrim sürüşü

İşte cazip bir plan: Bir kenarı bir metre olan bir kare çizmek için robota '5 saniye ileri git, 1,5 saniye sola dön' komutlarını dört kez verelim. Formülleri hesapladık, bu yüzden robotun kusursuz bir kare çizmesi gerekir. Bunu gerçek bir robotta denediğinizde şekil neredeyse hiçbir zaman kapanmaz. Robot başladığı yerden birkaç santimetre uzakta kalır, hatta daha kötüsü olabilir.

Bu tür kontrole açık çevrim denir: Komutlar önceden hesaplanıp gönderilir ve gerçekte ne olduğunu hiçbir şey ölçmez. Bunun tersi, geri besleme kullanan kapalı çevrimdir (ilk dersteki çevrim). Dünya öngörülebilir olduğunda açık çevrim işe yarar. Robotlar ise nadiren öngörülebilir bir dünyada çalışır.

'Aynı komut' neden farklı sonuçlar verir?

• Tekerlek kayması. Pürüzsüz bir zeminde, tozda veya halıda bir tekerlek, robotu olması gerektiği kadar ilerletmeden dönebilir.
• Motorlar ikiz değildir. Aynı komut verilen iki motor genellikle biraz farklı süratlerde çalışır. Küçücük bir sürat farkı, ω'nın tam olarak sıfır olmadığı anlamına gelir; bu yüzden 'düz' yol kıvrılır.
• Pil gerilimi düşer; şarj azaldıkça aynı komut daha düşük süratlar verir.
• Tekerlek boyutu ve iz genişliği, programcının yazdığı değerlerle tam olarak aynı değildir. %1 daha büyük bir tekerlek, her dönüşte %1 daha fazla uzaklık kateder.
• Başlama ve durma. Bir robot süratini anında değiştiremez; planın hesaba katmadığı kısa bir süre boyunca hızlanır ve yavaşlar.

Bunların her biri küçüktür. Sorun, küçük hataların birikmesidir (Dünya 2 bunu sayılarla gösterir).

Bir düşünce deneyi yap. Bir yön hatasının her "90 derece sola dön" komutunun 88 dereceyle sonuçlanmasına neden olduğunu düşün. Dört köşeden sonra robot 360 derece değil, 352 derece dönmüş olur. Bu yüzden yol kapanmaz: robot başlangıç yönüne dönük olmaktan 8 derece uzakta kalır ve konum hatası da buna eklenir. Kapalı döngülü bir robot, her dönüşten sonra yönünü bir sensörle ölçer ve sensör 90 derece gösterene kadar dönmeye devam eder.

Çözüm sonraki dünyaların ana temasıdır. Önce robot nerede olduğunu tahmin etmelidir (Dünya 2). Sonra bir denetleyici, "olmak istediğim yer" ile "olduğumu düşündüğüm yer" arasındaki farkı kullanarak kendini düzeltir (Dünya 3). Dış dünyayı algılayan sensörler ise Dünya 4'te gelir.