Ein Robotersimulator ist ein Simulator, der verwendet wird, um Anwendungen für einen physischen Roboter zu erstellen, ohne von der tatsächlichen Maschine abhängig zu sein, wodurch Kosten und Zeit gespart werden. In einigen Fällen können diese Anwendungen ohne Modifikationen auf den physischen Roboter übertragen (oder umgebaut) werden.
Der Begriff Robotiksimulator kann sich auf mehrere verschiedene Robotiksimulationsanwendungen beziehen. In mobilen Robotikanwendungen beispielsweise ermöglichen verhaltensbasierte Robotiksimulatoren Benutzern, einfache Welten aus starren Objekten und Lichtquellen zu erstellen und Roboter so zu programmieren, dass sie mit diesen Welten interagieren. Verhaltensbasierte Simulation ermöglicht Aktionen, die biologischer Natur sind, im Vergleich zu Simulatoren, die eher binär oder rechnerisch sind. Darüber hinaus können verhaltensbasierte Simulatoren aus Fehlern „lernen“ und die anthropomorphe Qualität der Beharrlichkeit demonstrieren .
Eine der beliebtesten Anwendungen für Robotersimulatoren ist die 3D-Modellierung und das Rendering eines Roboters und seiner Umgebung. Diese Art von Robotik-Software verfügt über einen Simulator, der ein virtueller Roboter ist, der die Bewegung eines tatsächlichen Roboters in einem realen Arbeitsraum emulieren kann. Einige Robotersimulatoren verwenden eine Physik-Engine für eine realistischere Bewegungserzeugung des Roboters. Die Verwendung eines Robotersimulators zur Entwicklung eines Robotersteuerungsprogramms wird dringend empfohlen, unabhängig davon, ob ein tatsächlicher Roboter verfügbar ist oder nicht. Der Simulator ermöglicht das bequeme Schreiben und Debuggen von Roboterprogrammen offline mit der endgültigen Version des Programms, die an einem tatsächlichen Roboter getestet wird. Dies gilt in erster Linie nur für industrielle Roboteranwendungen , da der Erfolg der Offline-Programmierung davon abhängt, wie ähnlich die reale Umgebung des Roboters der simulierten Umgebung ist.
Sensorbasierte Roboteraktionen sind viel schwieriger zu simulieren und/oder offline zu programmieren, da die Roboterbewegung von den momentanen Sensormesswerten in der realen Welt abhängt.
Moderne Simulatoren bieten in der Regel die folgenden Funktionen:
Schnelles Roboter-Prototyping
Verwenden des eigenen Simulators als Erstellungswerkzeug.
Verwendung externer Tools.
Physik-Engines für realistische Bewegungen. Die meisten Simulatoren verwenden Bullet , ODE oder PhysX .
Realistische 3D-Rendering. Zum Erstellen der Umgebungen können Standard-3D-Modellierungstools oder Tools von Drittanbietern verwendet werden.
Dynamische Roboterkörper mit Scripting. C , C++ , Perl , Python , Java , URBI , MATLAB- Sprachen, die von Webots verwendet werden, Python, das von Gazebo verwendet wird.
Simulatoren
Zu den neuesten Technologien, die heute für die Programmierung zur Verfügung stehen, gehören solche, die eine virtuelle Simulation verwenden. Simulationen mit virtuellen Modellen der Arbeitsumgebung und der Roboter selbst können sowohl für Unternehmen als auch für Programmierer Vorteile bieten. Durch den Einsatz einer Simulation werden Kosten reduziert und Roboter können offline programmiert werden, wodurch Stillstandzeiten für eine Montagelinie vermieden werden. Roboteraktionen und Montageteile können Monate vor der Prototypenfertigung in einer 3-dimensionalen virtuellen Umgebung visualisiert werden. Das Schreiben von Code für eine Simulation ist auch einfacher als das Schreiben von Code für einen physischen Roboter. Während die Entwicklung hin zu virtuellen Simulationen für die Programmierung von Robotern ein Fortschritt beim Design von Benutzeroberflächen ist, stecken viele dieser Anwendungen erst in den Kinderschuhen.
