Робототехника — это особое сочетание науки, технологических решений и инженерии для производства роботов, т.е. машин, которые имитируют поведение людей. По данным Allied Market Research объем мирового рынка роботов увеличится к 2027 году до 189,36 млрд долларов.
Машины необходимо обучать правильному реагированию на происходящие в окружающей среде изменения, что связано с самостоятельным приобретением ими знаний и их реализацией на практике. Подобные роботы решают большое количество задач, в том числе организация широкого спектра мероприятий, посещение пациентов в лечебных учреждениях и т.д.
Существует топ-5 языков программирования для роботов:
C/C++
Обучение базовым синтаксическим конструкциям и функционалу C / C ++ необходимо в тех случаях, когда нужно создать своего программируемого робота и увеличить его производительность для проактивного и точного использования в сложных условиях. Сегодня можно воспользоваться библиотекой робототехники, которая взаимодействует с низкоуровневым оборудованием, что помогает настроить базовые функции.
Поскольку оба языка считаются стандартными для указанной сферы, удается оперативно обеспечить связь с кинематикой, организацией перемещения, визуализацией и фиксированием столкновений.
Java
Этот язык квалифицируется как один из наиболее востребованных после Python. Его широко применяют для выполнения решений обучения машин. Такой подход способствует беспрепятственному проактивному пониманию шаблонных данных. С Java обычно удается:
- значительно расширять функциональность роботов;
- упрощение процесса программирования при сохранении высокой точности применения.
В качестве примера следует привести технологию компьютерное зрение с Java и OpenCV.
C # (.NET)
C # (. NET) вместе с библиотеками Machina.NET, а также ROS.NET применяется разработчиками роботов для ими в режиме реального времени. Данный язык можно использовать без лицензий, т.е. с минимальными ограничениями независимо от типа роботизированного проекта. При этом не будут изменены ключевые функции машины. Все желающие преуспеть в сфере робототехники и создавать приложения для разных роботов должны понимать их IDE, инструментарий и библиотеки.
Для разработки полезного и удобного в использовании ПО необходимо разбираться в Microsoft Robotics Studio. При задействовании такой структуры удается тестировать каждого робота прямо при его выполнении, а полученные решения оказываются привлекательными с учетом визуализации, а также менее затратного обучения.
Python
Этот интерпретируемый язык программирования потенциально подходит для более быстрого создания, вычисления либо активации программы постобработки за счет достаточно простых библиотек. В результате можно оперативно помогать роботу в адаптации к необходимому стилю передвижения. Вместе с тем данный вариант не будет удачным при увеличении производительности наиболее значимых элементов машины, в том числе датчиков и исполнительных механизмов.
Автономность программирования за счет интуитивно воспринимаемых и удобных действий станет более эффективной при тестировании разнообразных критически значимых компонентов робота, что впоследствии обеспечит гибкое интегрирование с ПО CAM / CAD. Python хорошо подойдет для оценки роботизированного ПО с базовыми возможностями, малой вычислительной мощностью и небольшими временными ограничениями.
MATLAB
MATLAB часто рассматривают как один из лучших языков программирования для робототехники. Благодаря почти идеальной настраиваемой среде с открытым исходным кодом, исследователи, инженеры, разработчики и программисты без труда могут проектировать, а также проводить тестирование и моделирование приложения, что позволяет повышать продуктивность и гибкость машины.
Для большинства разработок MATLAB предоставляет комплексный инструментарий, который предусматривает как прямую, так и обратную кинематику гуманоидов либо мобильных роботов для регулирования движений, а также реализации алгоритмов генерирования траектории и отслеживания столкновений.
Применение основ робототехники в MATLAB и подключение к имеющимся библиотекам с анализом скважинных данных в режиме реального времени позволит заниматься разработкой многих устройств при помощи данного языка программирования.
Другие языки программирования для робототехники
Andruino – позволяет детям и подросткам учиться программированию роботов. Движения, перемещения, выполнение различных команд – все это помогает новичкам лучше понять мир программирования. И перейти к более сложным языкам и задачам.
Scratch – известен как язык для обучения основам программирования робототехники. Относительно прост в понимании и освоении, поэтому часто используется в кружках робототехники и электроники.
LISP (LISt Processing language) – достаточно старый и известный язык программирования высокого уровня. Известен своим широким применением в системах искусственного интеллекта, но подходит и для обучения командам роботов. Имеет множество библиотек и расширений и обеспечивает выполнение различных задач.
RCML (Robot Control Meta Language) – высокуровневый язык, позволяющий упростить получение результата от робота и даже взаимодействовать сразу с несколькими роботами. Причем в RCML заложены инструменты для оптимизации работы как одного робота, так и нескольких. Широкие возможности данного языка обеспечили ему популярность в сфере промышленности, инжениринга, НИИ и др.
Ассемблер – язык программирования низкого уровня, максимально приближенный к машинному коду. Зависит от конкретного аппаратного обеспечения. Довольно сложен в использовании и освоении, требует высокой квалификации от программисток(в).