Robotik und Künstliche Intelligenz

Günter Spanner

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Günter Spanner, Robotik und Künstliche Intelligenz (29.03.2024), Elektor, Aachen, ISBN: 9783895763458

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Descripción / Abstract

Índice

  • BEGINN
  • Inhalt
  • Warnhinweise
  • Programmdownload
  • Kapitel 1 †¢ Einführung
  • 1.1 Voraussetzungen
  • 1.2 Die Programmier- und Entwicklungsumgebungen
  • Kapitel 2 †¢ Grundelemente der Robotik
  • Kapitel 3 †¢ Controller und Prozessoren: Die "Gehirne" der Roboter
  • 3.1 Arduino als programmierbare Steuerzentrale
  • 3.2 Arduino-IDE
  • 3.3 Praxisanwendung: Roboter-Alarm
  • 3.4 C und "Processing" – Ein Vergleich
  • 3.5 Raspberry Pi
  • 3.6 Installation des Betriebssystems mit NOOBS
  • 3.7 Raspi-Config
  • 3.8 Die Kommandozeile
  • 3.9 Das Linux-Dateisystem
  • 3.10 Die wichtigsten Linux-Befehle
  • 3.11 Der Desktop des Pi
  • Kapitel 4 †¢ Mechanische Bauelemente
  • 4.1 Schrauben, Muttern und Bolzen
  • 4.2 Metalle, Holz und Kunststoffe
  • 4.3 Mechanik-Baukästen und Bausätze
  • 4.4 Räder
  • Kapitel 5 †¢ Elektronische Komponenten und Module
  • 5.1 Für Experimente und Prototypen: Breadboards
  • 5.2 Lochrasterplatinen für einfache Aufbauten
  • 5.3 Widerstände
  • 5.4 Kondensatoren
  • 5.5 Potentiometer
  • 5.6 Leuchtdioden (LEDs)
  • 5.7 Dioden und Transistoren
  • 5.8 Motortreiber, Freilaufdioden und Abblockkondensatoren
  • 5.9 Für kleinere Motoren: der L293D
  • 5.10 Das Kraftpaket: L298
  • 5.11 Motortreiber ULN2003
  • 5.12 Motortreiber-Modul TBB6612
  • 5.13 PWM und Servo-Modul
  • 5.14 Das Robot-HATs-Modul für den Raspberry Pi
  • Kapitel 6 †¢ Elektrische Einheiten und Aktoren
  • 6.1 Gleichstrom- und Getriebemotoren
  • 6.2 PWM-Steuerung
  • 6.3 Stepper
  • 6.4 Einzelschrittmodus
  • 6.5 Präzise gesteuerte Motorkraft: Der Servo
  • 6.6 Servomotoren im Griff: Die Servo-Bibliothek
  • 6.7 Servos am Raspberry Pi
  • Kapitel 7 †¢ Die Sinne der Roboter: Sensoren
  • 7.1 Erfassung von Messwerten, Auflösung und Präzision
  • 7.2 Der ADC im Einsatz: Erfassung einer Potentiometerspannung
  • 7.3 Interne und externe Referenzspannungen
  • 7.4 Spannungsteiler für höhere Eingangsspannungen
  • 7.5 Präzise Messwerterfassung mit Hilfe von Sensoren
  • 7.6 Temperaturmessung
  • 7.7 Präzise Temperaturwerte mit vor-kalibrierten Sensoren
  • 7.8 Digitale Sensoren
  • 7.9 Optische Sensoren
  • 7.10 Elektronisches Luxmeter
  • 7.11 Graphische Messwertaufnahme
  • 7.12 Entfernungsmessung und Kollisionsvermeidung
  • 7.13 Ultraschallmessung
  • 7.14 Optische Abstandsmessung
  • 7.15 Der Geruchssinn für Roboter: Gassensoren
  • 7.16 Lagebestimmung
  • Kapitel 8 †¢ Kameras und Displays
  • 8.1 Die RasPi-Cam
  • 8.2 WebCams mit USB-Anschluss
  • 8.3 Einfach und universell: Standarddisplays
  • 8.4 LCD-Display via I2C-Bus
  • 8.5 Unübersehbar: blinkendes Display-Modul als Warnsignal
  • 8.6 OLED-Module: Displays im Kleinformat
  • 8.7 Schnelle Grafikanwendungen
  • 8.8 OLED-Display am Raspberry Pi
  • Kapitel 9 †¢ Energieriegel für Roboter: Die Stromversorgung
  • 9.1 Safety first: Sicherungen
  • 9.2 NiMH-Akkkus
  • 9.3 Li-Ionen-Akkus
  • 9.4 Umgang mit Li-Ionen-Technologie
  • 9.5 Noch genug Leistungsreserven? – Akkuspannungs-Überwachung
  • Kapitel 10 †¢ Fahrgestelle, Rahmen und Chassis
  • 10.1 Eigenbauten und Kits
  • 10.2 JOY-iT Robot Car Kit
  • 10.3 PiCar-V
  • 10.4 Raupenantriebe
  • Kapitel 11 †¢ Roboter an der unsichtbaren Leine: Drahtlose Fernsteuerung
  • 11.1 Funkfernsteuerung
  • 11.2 Steuerung eines Roboterfahrzeugs
  • 11.3 Steuern mit dem Smartphone: Bluetooth
  • 11.4 Bluetooth-Kommunikation
  • 11.5 WLAN
  • 11.6 Heimnetzwerke
  • 11.7 Raspberry Pi im WLAN
  • Kapitel 12 †¢ Roboterfahrzeuge und autonomes Fahren
  • 12.1 Für den Einstieg: Auf zwei Rädern durch die Welt
  • 12.2 Autonomes Fahren durch Linienverfolgung
  • 12.3 Musterbeispiel der Bionik: Lichtsuchende Roboter
  • 12.4 Lichtverfolger mit zwei Sensoren
  • 12.5 Fledermaustechnik: Kollisionsvermeidung mit Ultraschall
  • 12.6 Bluetooth-gesteuerter Zwei-Rad-Robot
  • 12.7 Vier Räder und Servolenkung
  • 12.8 Pi-Car mit WLAN-Anbindung
  • 12.9 Geländegängiger Raupen-Robot
  • 12.10 StepperBot und Odometrie
  • 12.11 Umweltdaten sammeln: EnviRoBot
  • Kapitel 13 †¢ Meisterwerke der Regelungstechnik: Selbstbalancierende Robots
  • 13.1 Zwei- und Dreipunktregelung
  • 13.2 Grundlagen der digitalen Regelungstechnik
  • 13.3 Balance auf einer Achse: BalBot
  • 13.4 Selbstbalance-Algorithmen
  • Kapitel 14 †¢ Unentbehrlich in der Industrie: Roboterarme und Manipulatoren
  • 14.1 Roboterarm mit Servosteuerung
  • 14.2 Armsteuerung mit Gleichstrommotoren
  • 14.3 Roboterfahrzeug mit Greifarm
  • Kapitel 15 †¢ Zwei, vier oder sechs Beine: Laufroboter in allen Varianten
  • 15.1 Von Krabben und Spinnen: Quadrupeds und Hexapods
  • 15.2 Vierbeiner in der Praxis: Quadruped
  • 15.3 Laufen auf zwei Beinen
  • 15.4 Bipeds in der Praxis
  • 15.5 GoGoBot als zweibeinige Experimentierplattform
  • Kapitel 16 †¢ Künstliche Intelligenz
  • 16.1 Ein kurzer Blick in die Geschichte
  • 16.2 Anwendungen und Errungenschaften der KI
  • 16.3 KI-Praxis mit Python
  • 16.4 Objekterkennung
  • 16.5 Gesichtserkennung
  • Kapitel 17 †¢ Intelligente Roboter
  • 17.1 Der elektronische Jagdhund: Verfolgung eines rollenden Balls
  • 17.2 Autonomes Fahren mit Kamera-Unterstützung
  • Kapitel 18 †¢ Humanoide Roboter
  • 18.1 Roboter, Androiden und Cyborgs erobern die Welt
  • 18.2 Schöne neue Welt? – Die Zukunft der Robotik
  • 18.3 Wer bin ich? – Maschinenbewusstsein
  • Kapitel 19 †¢ Ausblick: Neuromorphe Chiptechnologie
  • Anhang: Bussysteme und Mikropowertechniken
  • Schnell und Einfach: der I2C-Bus
  • Mikropowertechniken und Sleep-Modi
  • Bezugsquellen
  • Literatur
  • Abbildungsverzeichnis
  • Index

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