Redundancy in Robot Manipulators and Multi-Robot Systems

روند در تکامل سیستم‌های رباتیک این است که تعداد درجات آزادی افزایش می‌یابد. این امر هم در طراحی دستکاری ربات و هم در تغییر تمرکز از سیستم های تک به چند روباتی قابل مشاهده است. با پیروی از اصول تکامل در طبیعت، می‌توان چنین استنباط کرد که افزودن درجات آزادی به طراحی سیستم‌های ربات سودمند است. با این حال، از آنجایی که طبیعت اجسام مار مانند را برای همه موجودات انتخاب نکرده است، منطقی است که انتظار وجود فشار انتخاب خاصی بر تعداد درجات آزادی را داشته باشیم. بنابراین، درک هزینه ها و مزایای درجات آزادی چندگانه، به ویژه مواردی که افزونگی ایجاد می کنند، یک مشکل اساسی در زمینه رباتیک است.

این جلد بیشتر بر اساس آثار ارائه شده در کارگاه افزونگی در ربات‌های دستکاری و سیستم‌های چند روباتی در کنفرانس بین‌المللی IEEE/RSJ در مورد ربات‌ها و سیستم‌های هوشمند - IROS 2011. این کارگاه به عنوان گفت‌وگوی بین محققان از دو حوزه مجزا، اما آشکارا مرتبط رباتیک در نظر گرفته شد: حوزه‌ای که با سیستم‌های دارای چندگانه سروکار دارد. درجات آزادی، از جمله دستکاری کننده های ربات اضافی، و دیگری که با سیستم های چند روباتی سروکار دارد. این جلد شامل دوازده فصل است که هر فصل یکی از دو قسمت را نشان می دهد.

The trend in the evolution of robotic systems is that the number of degrees of freedom increases. This is visible both in robot manipulator design and in the shift of focus from single to multi-robot systems. Following the principles of evolution in nature, one may infer that adding degrees of freedom to robot systems design is beneficial. However, since nature did not select snake-like bodies for all creatures, it is reasonable to expect the presence of a certain selection pressure on the number of degrees of freedom. Thus, understanding costs and benefits of multiple degrees of freedom, especially those that create redundancy, is a fundamental problem in the field of robotics.

This volume is mostly based on the works presented at the workshop on Redundancy in Robot Manipulators and Multi-Robot Systems at the IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems - IROS 2011. The workshop was envisioned as a dialog between researchers from two separate, but obviously related fields of robotics: one that deals with systems having multiple degrees of freedom, including redundant robot manipulators, and the other that deals with multirobot systems. The volume consists of twelve chapters, each representing one of the two fields.