Робототехніка займається розробкою роботів, тобто машин, які пересуваються у просторі, сприймають оточення та приймають рішення на основі свого стану. Роботи використовуються у промисловості (роботизовані руки), у транспорті (автономні автомобілі) й у побуті (роботизовані пилососи).

Слово «робот» походить від слова «robota» (праця підданих) і вперше було вжито у п’єсі R.U.R. (Rossum’s Universal Robots) Карела Чапека в 1920 році. Android — це термін для гуманоїдних роботів, тобто роботів, які мають людську форму. Однак робот, як правило, не обов’язково має виглядати людиною, для багатьох застосувань це не є ані необхідним, ані бажаним (як-от, робот-пилосос). Але він повинен мати певну механічну частину. (Для суто віртуальних роботів, тобто програм, що автоматизують діяльність, іноді використовується термін бот.)

Частини робота

Сенсори дозволяють роботу сприймати навколишнє середовище. Кілька прикладів:

• GPS = позиціонування за допомогою супутників, що обертаються навколо Землі
• Радар = вимірювання відстаней до навколишніх об’єктів за допомогою радіохвиль
• Лідар = вимірювання відстаней до навколишніх об’єктів за допомогою світлових променів (вимірює, скільки часу потрібно для їх повернення)
• Сонар = вимірювання відстані за допомогою звукових (зазвичай ультразвукових) хвиль
• Камера = захоплення зображення, корисне для категоризації об’єктів
• Інерціальний вимірювальний блок (англ. Inertial Measurement Unit, IMU) поєднує в собі гіроскоп, акселерометр (та іноді також магнітометр) для визначення орієнтації, швидкості та прискорення машини

Блок керування, зазвичай реалізований через одночіповий комп’ютер (мікроконтролер), дозволяє роботу обробляти інформацію від датчиків і вирішувати, як реагувати.

Ефектори дозволяють роботу впливати на навколишнє середовище (наприклад, роботизовані руки та щупальця) і пересуватися в ньому (як-от, колеса, ремені, роботизовані ноги).

Штучний інтелект

Штучний інтелект використовується в робототехніці, наприклад, для планування маршруту, локалізації роботів і розпізнавання навколишніх об’єктів. Ці завдання ускладнюються тим фактом, що ми не знаємо точного стану світу (через неточні вимірювання датчиків) і того, як світ буде розвиватися (як-от, рух інших автомобілів). Сам робот також є джерелом невизначеності, оскільки виконання дій не зовсім точне (обертання на 89° замість заданих 90°). Ось чому для рішень використовуються імовірнісні моделі, які також можуть моделювати невизначеність. З кожним новим вимірюванням датчиків ця невизначеність зменшується, з плином часу і руху, навпаки, зростає.

При плануванні необхідно враховувати конструктивні обмеження, через які робот може не впоратися з довільним планом (так, автомобіль не може рухатися по довільній кривій, тому ускладнюється паркування). Тому планування іноді виконується не в геометричному просторі світу, а в конфігураційному просторі даного робота, в якому окремі стани описують повний стан робота (наприклад, його положення, обертання, швидкість).