今日のロボットで主要な役割を果たすいくつかの主要なセンサー技術には、磁気位置センサー、存在感センサー、ジェスチャーセンサー、力とトルクセンサー、環境センサー、電力管理センサーが含まれます。
磁気位置センサー
磁気角位置センサー積分回路（ICS）は、今日の消費者、サービスの専門家、ソーシャル、さらには産業ロボットで最も広く使用されているセンサー技術の1つです。今日、消費者、サービスの専門家、またはソーシャルロボットのほぼすべてのジョイントでは、2つ以上の磁気角位置センサーICSを使用しています。
動きまたは関節回転の各軸には、少なくとも1つの磁気角位置センサーが使用されます。今日のロボットの多くは、小さいながらも強力なブラシレスDCモーター（BLDC）を使用して、ロボットのジョイントと手足を移動します。モーターを適切に駆動するには、モーターの位置フィードバックが必要です。
さらに、ロボットジョイントの閉ループモーター制御には、ジョイントギア角位置フィードバックも必要です。したがって、ロボットジョイントの場合、動きの各軸に2つの磁気角位置センサーが必要であり、磁気角位置センサーは、ジョイントモーターコントローラーにモーター整流フィードバックを提供できます。
磁気位置センサーを備えたロボットアーム
たとえば、ピッチとロールの両方で軸方向の動きを必要とするロボット足首には、合計4つの磁気位置センサーが使用されます。このタイプのジョイントあたりの複数の接続を持ち、ほとんどのロボットに必要な多数のジョイントを認識することにより、今日の最新のロボット製品で磁気角位置センサーが非常に豊富である理由は明らかです。
存在感センサー
今日、いくつかのプレゼンスセンサーテクノロジーが今日のロボットに統合されており、その情報は融合してロボット空間視覚センシングとオブジェクトの検出と回避を提供しています。 2Dおよび3Dステレオビジョンカメラは、今日の新しい消費者およびプロフェッショナルサービスロボットの多くでよく見られます。
ただし、ライト検出や範囲（LIDAR）センサーなどの飛行時間センサーなどの新しい高度なセンサー技術もロボットに展開されています。Lidarは、ロボットが動作しているスペースの高解像度3Dマッピングを提供します。周囲は、タスクをよりよく実行して動き回ることができるようにします。
LIDARマッピング
同様に、超音波センサーは存在感に使用されます。セキュリティアラームシステムに使用される自動車のカウンターパートと同様に、スタンバイでは、ロボットの超音波センサーを使用して、近くの障害物を検出し、壁、オブジェクト、他のロボット、および人間の間で衝突するのを防ぎます。
さらに、彼らは主要な機能タスクを実行するロボットで役割を果たすことができます。したがって、超音波センサーは、近距離のナビゲーションと障害物の回避に重要な役割を果たし、最終的には全体的な改善されたロボットのパフォーマンスと安全性を提供します。
ただし、超音波センサーは、約1センチメートルから数メートルまでの範囲で、約30度の最大方向コーンの範囲が限られています。それらは比較的安価であり、近範囲では良好な精度を提供しますが、その精度は範囲と測定角度の増加とともに減少します。
また、温度と圧力の変動、および同じ周波数に合わせて調整された超音波センサーを使用する他の近接ロボットからの干渉にもなります。ただし、他の存在センサーと組み合わせて使用すると、有用で信頼できる位置情報を提供できます。
これらすべての存在センサー（2D/3Dカメラ、LIDAR、および超音波）からのデータが融合している場合、現在はハイエンドの消費者/プロフェッショナルサービスロボットと産業ロボットで見られ始めているように、これらのロボットは空間を実現できます。自分自身、人々、または周囲を損傷することなく、より複雑なタスクを認識し、動かし、実行します。
ジェスチャーセンサー
ジェスチャーセンサーは、ユーザーインターフェイスコマンドを提供するのに役立つ今日で最も洗練されたロボットのいくつかにますます統合されています。ジェスチャーセンサーテクノロジーには、ロボットオペレーターが着用する光学センサーとコントロールアームバンドセンサーが含まれます。
光学ベースのジェスチャーセンサーを使用して、ロボットをトレーニングして、特定の手の動きを認識し、特定のジェスチャーまたは手の動きに基づいて特定のタスクを実行できます。これらのタイプのジェスチャーセンサーは、障害のある人やコミュニケーション能力が限られているだけでなく、スマート工場でも、家庭や病院で多くの機会を提供します。
アームバンド制御センサーを使用して、着用者は共同、産業、医療、または軍事ロボットを通信および制御して、オペレーターが自分の腕を動かしてジェスチャーする方法に基づいて特定のタスクを実行および/または模倣できます。たとえば、各アームに腕章センサーを着用している外科医は、おそらく地球の反対側と同じくらい遠く離れた手術を行うために、遠隔医療ロボットアームを制御できます。
フォーストルクセンサー
フォーストルクセンサーは、今日の次世代ロボットでもますます使用されています。フォーストルクセンサーは、ロボットのエンドエフェクターとグリッパーで使用されるだけでなく、胴体、腕、脚、頭などのロボットの他の部分でも使用されています。これらの特殊な力のトルクセンサーは、四肢速度の動きを監視し、障害物を検出し、ロボットの中央プロセッサに安全アラートを提供するために使用されます。
たとえば、ロボットアームの力のトルクセンサーがオブジェクトに衝突する腕のために突然の予期しない力を検出すると、その制御安全ソフトウェアにより、アームが移動を停止し、その位置に撤回する可能性があります。
フォーストルクセンサーは、環境センサーなどのその他の安全監視センサーと一緒に、存在感センサーと組み合わせて使用され、全体的な安全なエリア監視機能を提供します。
環境センサー
さまざまな環境センサーも、産業用および消費者ロボット工学に進出しています。空気の質、温度、湿度センサー、圧力センサー、さらには照明を検出できるセンサーに関するVOC（揮発性有機化合物）を検出できる環境センサー。これらのセンサーは、ロボットが効率的かつ安全に動作し続けることができるようにするだけでなく、ロボットの地元の人々が危険な環境条件を認識させることもできます。
パワー管理センサー
電源管理センサーは、今日の自動化されたロボットに統合されており、電荷間でロボットの動作時間を延長し、今日の自動化されたロボットで使用される最も一般的なバッテリーであるリチウムイオン電池が使用中に過剰充電または排水されないようにします。図4を参照してください。0。
電力管理センサーは、ロボットジョイントモーターの電力と熱管理だけでなく、電圧調節の領域でも使用されます。マイクロプロセッサ、センサー、アクチュエーターなどのすべてのオンボードロボットエレクトロニクスには、効率的かつ正確に動作することを保証するために、低ノイズリップル電源と規制が必要です。
ロボット電力管理のための最新のセンサーソリューションには、バッテリーの排出と充電用のクーロンカウント、電圧レギュレーターの正確で信頼できる過熱モニタリングセンサー、およびバッテリー管理デバイスの現在のセンサーが含まれます。
これらすべての新しいセンサーテクノロジーの統合と融合のおかげで、今日の最新のロボットはより独立して安全に動作することができます。さらに、コンピューティングパワー、ソフトウェア、人工知能の大幅な改善、およびこれらの新しいセンサーテクノロジーと協力して、これらの次世代ロボットは、幅広いアプリケーション要件により簡単に適合させることができます。
さらに、彼らは前任者よりも正確かつ高速なタスクを実行できます。最後に、彼らは、より広い範囲の家庭、ビジネス、製造環境で、より独立して、より独立して、より安全に人間と協力して安全に働くことができます。