robotiikkajärjestelmissä

Robotiikkajärjestelmissä viittaa kokonaisuuteen, jossa robotti sekä siihen liittyvät laitteet, ohjelmistot ja prosessit muodostavat toimivan automaatiokokonaisuuden. Tällaiset järjestelmät voivat toimia osana tuotantoprosesseja, palveluympäristöjä tai tutkimuslaitteistoja ja ne voivat olla autonomisia tai ihmisen ohjaamia.

Järjestelmän keskeisiä komponentteja ovat mekaaninen runko ja toimilaitteet, anturit sekä voimankäyttöön liittyvät laitteet. Toimilaitteet voivat olla sähkömagneettisia, hydraulisia tai pneumaattisia; antureita ovat esimerkiksi kamerat, LIDAR/laser-skannerit, kosketus- ja etäisyysanturit. Ohjaus- ja ohjelmistokerros sisältää ajurit, toteutettujen kontrolli- ja päätöksentekijäalgoritmien sekä käyttöliittymät. Monimutkaisemmissa järjestelmissä käytetään robotiikka- tai palvelinohjelmistoja sekä kerros- ja reaaliaikaisia käyttöjärjestelmiä.

Arkkitehtuurisesti robotiikkajärjestelmät voivat olla keskitettyjä tai hajautettuja. Tiedonvaihto tapahtuu usein middleware- tai viestintäkerroksen kautta (esim. ROS ja sen nykytuki), joka mahdollistaa moduulien yhteentoimivuuden, tiedon reitittämisen ja reaaliaikaisen käsittelyn. Turvallisuus, luotettavuus ja suorituskyky ovat keskeisiä suunnittelukriteerejä; integraatiossa huomioidaan sekä fyysiset että ohjelmistopohjaiset rajapinnat.

Sovellusalueita ovat tuotanto ja logistiikka, terveydenhuolto sekä palvelurobotit, mutta robotiikkajärjestelmien kehitys kiinnittyy yhä enemmän tekoälyyn, koneoppimiseen ja edge-laskentaan. Haasteina ovat yhteentoimivuus, standardien noudattaminen, kyberturvallisuus sekä ylläpidon ja päivitysten hallinta.