Robot Motion Planning

یکی از اهداف نهایی در رباتیک، ایجاد ربات‌های مستقل است. چنین ربات هایی توضیحات سطح بالایی از وظایف را می پذیرند و آنها را بدون دخالت بیشتر انسان اجرا می کنند. توضیحات ورودی مشخص می کند که کاربر چه کاری را می خواهد انجام دهد تا اینکه چگونه آن را انجام دهد. این روبات ها هر نوع وسیله مکانیکی همه کاره مجهز به محرک ها و حسگرها تحت کنترل یک سیستم محاسباتی خواهند بود. پیشرفت به سمت روبات‌های خودمختار در طیف گسترده‌ای از حوزه‌های کاربردی از جمله تولید، ساخت‌وساز، مدیریت زباله، اکتشاف فضا، کار زیردریایی، به عنوان کمک برای معلولان و جراحی‌های پزشکی از اهمیت عملی عمده‌ای برخوردار است. همچنین از نظر فنی بسیار جالب است، به ویژه برای علوم کامپیوتر، زیرا مسائل محاسباتی چالش برانگیز و غنی را مطرح می کند که احتمالاً مفاهیم جدید مفید بودن گسترده از آن بیرون می آید. توسعه فن‌آوری‌های لازم برای ربات‌های خودمختار یک کار بزرگ با پیامدهای عمیق در هم تنیده در استدلال، ادراک و کنترل خودکار است. بسیاری از مشکلات مهم را مطرح می کند. یکی از آنها - برنامه ریزی حرکت - موضوع اصلی این کتاب است. این را می توان به صورت آزاد به صورت زیر بیان کرد: چگونه یک ربات می تواند تصمیم بگیرد که چه حرکاتی را برای دستیابی به ترتیبات هدف اشیاء فیزیکی انجام دهد؟ این قابلیت بسیار ضروری است زیرا، طبق تعریف، یک ربات وظایف را با حرکت در دنیای واقعی انجام می دهد. حداقل چیزی که از یک ربات خودمختار انتظار می رود، توانایی برنامه ریزی حرکات x Preface خود است.

One of the ultimate goals in Robotics is to create autonomous robots. Such robots will accept high-level descriptions of tasks and will execute them without further human intervention. The input descriptions will specify what the user wants done rather than how to do it. The robots will be any kind of versatile mechanical device equipped with actuators and sensors under the control of a computing system. Making progress toward autonomous robots is of major practical inter­ est in a wide variety of application domains including manufacturing, construction, waste management, space exploration, undersea work, as­ sistance for the disabled, and medical surgery. It is also of great technical interest, especially for Computer Science, because it raises challenging and rich computational issues from which new concepts of broad useful­ ness are likely to emerge. Developing the technologies necessary for autonomous robots is a formidable undertaking with deep interweaved ramifications in auto­ mated reasoning, perception and control. It raises many important prob­ lems. One of them - motion planning - is the central theme of this book. It can be loosely stated as follows: How can a robot decide what motions to perform in order to achieve goal arrangements of physical objects? This capability is eminently necessary since, by definition, a robot accomplishes tasks by moving in the real world. The minimum one would expect from an autonomous robot is the ability to plan its x Preface own motions.