Bileşen Tabanlı Robotik Mühendisliği

Temel bir robot sisteminde; güç beslemesi, motor, tekerlekler, entegre, birkaç sensor vs. vardır. Robotik araştırmalarda, robotik işlevlerin, tek başına donanımla değil; donanımlar üzerinde bilgi işleyen yazılımlarla ilerleyebileceği gayet açıktır. Örneğin; ışık takip eden bir robot üzerinde bulunan optik bir sensorün, donanımsal yeti olarak sadece ışığı takip etmesi değil de, belki yazılımsal yetenekler de eklenerek, ışık kaynağının işaretleyici bir lazer mi(nesne takibi sağlayan sistem) yoksa normal bir ışık kaynağı mı olduğunu anlaması sağlanabilir.

            Türkiye, ne çizgi takip eden ne de ışık takip eden robotçuklarla oyalanarak, robot teknolojisinde bir yerlere gelemez. Peki ne işe yarar çizgi takip eden oyuncaklar? Nerede kullanabiliriz? Biz neredeyiz? Dünya bu alanda neler yapıyor?

Sıfırdan bir robot geliştirmek, (çizgi izleyen dahi olsa) bir insan ömrünün yetmeyeceği pahalı bir süreçtir. Bundan dolayı bilgi birikimi ve paylaşımı önem kazanıyor. Elde edilenlerle yetinilmemeli, yeni robot trendleri takip edilmeli, hedefler büyük tutulmalıdır. Üretilmiş çözümler incelenmeli, varolanların üzerine daha etkin bileşenler geliştirilmeli ve ulusal bilgi birikimi oluşturulmalıdır.

Temel bir robot sisteminde; güç beslemesi, motor, tekerlekler, entegre, birkaç sensor vs. vardır. Robotik araştırmalarda, robotik işlevlerin, tek başına donanımla değil; donanımlar üzerinde bilgi işleyen yazılımlarla ilerleyebileceği gayet açıktır. Örneğin; ışık takip eden bir robot üzerinde bulunan optik bir sensorün, donanımsal yeti olarak sadece ışığı takip etmesi değil de, belki yazılımsal yetenekler de eklenerek, ışık kaynağının işaretleyici bir lazer mi(nesne takibi sağlayan sistem) yoksa normal bir ışık kaynağı mı olduğunu anlaması sağlanabilir.

Bütün donanımların genelde Çin’de üretildiği göz önünde bulundurulursa  kullanımının ise sadece donanımla ilgili veri sayfalarını okumaktan ibaret olduğu düşünülürse, donanımla çok karmaşık işlerin yapılamayacağı kolaylıkla anlaşılabilir. Örneğin, fotoğraf makinelerine; kırmızı göz yok etme, gülen yüz algılaması, titreşimden kaynaklanan kaymaların azaltılması gibi özellikler kazandırılamaz. Dolayısıyla yazılımda, tek sınırımız hayal gücümüzdür ve karmaşık robot sistemleri ancak ve ancak güçlü yazılım sistemleri ile oluşturulabilir. Robotik alanında, Türkiye’nin geri kalmışlığının en büyük sebebi; yazılıma gereken önemi vermeyip, temel donanım seviyesinde kalınmasıdır.

Donanım alanında, Çin’in hâkimiyeti bütün dünya tarafından kabul edilmiş durumdadır. Yazılımın gerek yeşil teknoloji olmasından, gerekse Türkiye’deki genç nüfusun yoğunluğunun avantajı açısından, Türkiye yazılım sayesinde üreten ülke haline gelebilir. Robotik yazılımlarında ilk adım, hali hazırda geliştirilmiş olan açık kaynaklı yazılımları en ince ayrıntısına kadar incelenmek, işlevlerin nasıl gerçekleştiği üzerine kafa yormaktır. Açık kaynaklı robotik işlevlerin projelere entegre edilebilmesi için yeniden kullanılabilir parçalar çok önemlidir.

Bu yazımız ise, yazılım mühendisliği kavramlarını, robotik bileşenler tasarlanmasında nasıl kullanabiliriz sorusu üzerine olacaktır.

Çoğu robotik işlevleri gerçekleştiren bileşenler yeniden kullanılabilir şekilde tasarlanmalıdır. Geliştiriciyi, sıfırdan bileşen geliştirme zahmetinden kurtarır ve geliştiricinin farklı sistemlere adaptasyonunu kolaylaştırır. Bundan dolayı, robotik sistemlerde yeniden kullanılabilir bileşenler çok önemlidir.

Yeniden kullanılabilirlik iki şekilde gerçekleştirilebilir. Yöntemlerden biri olan opportunistic yöntemde, bileşenler içinden var olan probleme uyan alınıp, kullanılır. Bir diğer yöntem olan sistematik yöntemde ise, yeniden kullanılabilir bileşenler daha etkin hale getirilip kullanılır.

Yazılımda yeniden kullanılabilirlik kavramını incelemek gerekirse, 50 yıl önce COBOL derleyicisi kütüphane kavramını derlenmiş fonksiyonlardan oluşan kütüphane sistemi olarak oluşturmaya çalıştı. Derlenmiş işlevler, programa eklenerek yeniden kullanılabilirlik sağlanılmaya çalışılmıştı. Fakat, bu sadece sayısal analiz (karekök, matrix işlemleri) yapacak fonksiyonlarda sağlanabilmişti. Fortran ve C’nin gelişmesinden sonra, veri ve kod sarmalanamadığı için(çok biçimlilik[polymorphism] ve parametrelerin farklı olması), çoğu diğer alanlarda(GUI gibi) yeniden kullanılabilirlik sağlanamadı. Bu problemleri ortadan kaldırmak için sınıf yapısı ortaya çıktı. Bu yöntemin dezavantajı ise ata sınıf bilinmeden, çocuk sınıfların anlaşılamamasıydı. Bundan sonra, yazılım mühendisliğinde olduğu gibi bileşen tabanlı(Component Based) tasarımlara önem verilmeye başlandı. Yazılım sistemleri karmaşıklaştıkça, sistemlerin daha iyi anlaşılması için yazı ve grafiklerden oluşan OMG(Object Management Group) ve UML(Unified Modeling Language) gibi gösterim dilleri oluşmuştur. Bu diller yardımıyla da bileşen tanımları programlama dillerinden bağımsız(pseudo kodlardan bağımsız) olarak temsil edildi.

Şekil 1 : Claraty Mimarisi

B Okumaya devam et “Bileşen Tabanlı Robotik Mühendisliği”

Robot Nöbetçi Göreve Hazır

Robot Nöbetçi Göreve Hazır

**Yüksel Savunma A.Ş. (YSS), Nöbetçi Silah Platformunda InfoDif Görüntü İşleme Platformunu altyapı olarak kullanmış ve bu sayede geliştirdikleri yazılıma bir çok kabiliyet ekleme fırsatı bulmuştur. Teslim sonrası YSS’nin sistem hakimiyeti ve kendi isteklerine göre Görüntü İşleme Platformu‘nda değişiklik yapma kabiliyetleri korunmuş ve Nöbetçi’nin bağımsız bir ürün olarak yola devam edebilmesi için gereken tüm altyapı sağlanmıştır. InfoDif olarak  YSS’yi bu başarılı çalışmalarından dolayı kutlar ve çıktıkları yolda önlerinin açık olmasını dileriz. Bu yolda desteğimiz ve tüm bilgi birikimimizle her zaman yanlarında olmayı istiyoruz. Nöbetçi Platformu 15 Mart 2010 tarihinde  Ntvmsnbc, Hürriyet Gazetesi ve Milliyet Gazetesinde  yer almıştır, ilgili yazıları aşağıda iletmeye  çalıştık.

Robot nöbetçi göreve hazır

Bilim-kurgu filmlerinde görmeye alıştığımız teknolojiye sahip silah sistemi olan robot nöbetçi karakollarda nöbet tutmaya hazır hale geldi.

nobetci12

Uzaktan kumandalı robot Nöbetçi, savunma sanayinde gerçekleştirdiği önemli projelerle dikkat çeken Yüksel Savunma Sistemleri A.Ş. tarafından iki yıllık bir teknoloji geliştirme projesi kapsamında özgün tasarım yetenekleri ile geliştirildi.

Nöbetçi, kışlalarda nöbetçilerin daha emniyetli bir noktadan çevreyi gözetlemesine ve ateşli saldırıya karşılık vermesine olanak sağlayan bir ”Uzaktan Komutalı Gözetleme ve Atış Platformu”.

İki yıl önce savunma sanayine adımını atan Yüksel Savunma Sistemleri A.Ş.nin terörle mücadele kapsamında kullanılması öngörüsüyle geliştirdiği Nöbetçi, atış testlerini başarıyla tamamladı.

Testlerde tüm hedefleri yüzde 100 bir isabet oranı ile vuran nöbetçi, teröristler tarafından açılan baskın ateşlerinde Mehmetçiklerin zarar görmesini önleyecek. Gözetlediği bölgedeki tüm hareketli nesneleri, hiç kaçırmadan tespit eden ve namluları ile takip eden Nöbetçi sistemi üzerinde termal kamera, elektro-optik kamera sensörleri ve lazerli mesafe ölçme cihazı bulunuyor.

Zırhlı araçların silah kulesi olarak da kullanılabilecek bir sistem olan Nöbetçi, arazide tespit ettiği hedeflerin tamamını çok büyük bir süratle, otomatik olarak arka arkaya ateş altına alabilecek bir özelliğe sahip bulunuyor.

500 mermi kapasitesi ile Nöbetçinin tespit ettiği hedeflerin kurtuluş şansı bulunmuyor.

Okumaya devam et “Robot Nöbetçi Göreve Hazır”

Yüksel Savunma A.Ş. ( YSS ) Nöbetçi Platformu’nda InfoDif Görüntü İşleme Platformunu Seçti

**Yüksel Savunma A.Ş. (YSS), Nöbetçi Silah Platformunda InfoDif Görüntü İşleme Platformunu altyapı olarak kullanmış ve bu sayede geliştirdikleri yazılıma bir çok kabiliyet ekleme fırsatı bulmuştur. Teslim sonrası YSS’nin sistem hakimiyeti ve kendi isteklerine göre Görüntü İşleme Platformu‘nda değişiklik yapma kabiliyetleri korunmuş ve Nöbetçi’nin bağımsız bir ürün olarak yola devam edebilmesi için gereken tüm altyapı sağlanmıştır. InfoDif olarak  YSS’yi bu başarılı çalışmalarından dolayı kutlar ve çıktıkları yolda önlerinin açık olmasını dileriz. Bu yolda desteğimiz ve tüm bilgi birikimimizle her zaman yanlarında olmayı istiyoruz. Nöbetçi Platformu MSI Dergisi Aralık 2009 sayısında kapakta yer almıştır, ilgili yazıyı meraklılara aşağıda iletmeye çalıştık.

YÜKSEL SAVUNMA YENİ SİLAH PLATFORMUYLA YÜKSELİYOR…

Yüksel Savunma A.Ş. (YSS), özgün savunma sistemleri tasarlamak ve üretmek üzere yola çıkan ve özellikle son iki yılda adından sıkça söz ettiren genç bir şirketimiz. ODTÜ-MET(Teknokent) şirketlerinden olan YSS’in kadrosunda, savunma sektöründe uzun yıllardır çalışan deneyimli, uzman mühendislerden oluşan bir mühendislik ve tasarım ekibi var. Bugüne kadar iki adet uzaktan komutalı silah platformu üretmiş olan bu ekip, silah platformları konusunda büyük bir deneyim kazanmış durumda. Bugünlerde, daha önceki sayılarımızda sizlere uzaktan komutalı silah platformlarının, geliştirip ürettikleri yeni versiyonunu test etmeye hazırlanan ekip, araç üstüne monte edilecek bir kulenin tasarım ve üretim çalışmalarını da sürdürüyor.

Özellikle son yıllarda; sınır güvenliği ve anayurt güvenliği gibi kavramlar, terör tehdidi altında bulunan coğrafyalar başta olmak üzere, neredeyse tüm dünya devletlerinin gündeminde üst sıraları işgal ediyor. Bu durum, en küçüğünden en büyüğüne kadar savunma sektöründe faaliyet gösteren neredeyse bütün firmaları , bu tehdide cevap olabilecek teknoloji yoğun savunma sistemleri tasarımı ve üretimine yönlendirmiş durumda.

Pek çok alanda teknoloji transferi dönemini çoktan kapatan Türk Savunma Sanayisi de artık kendi tasarımları üzerinden kendi özgün ürünlerini geliştiriyor. Tasarım ve Ar-Ge’ye yönelerek ortaya gelişmiş savunma sistemleri çıkartan firmalarımızın bu çalışmalarının en önemli sonuçlarından biri de Türk Silahlı Kuvvetleri (TSK)’nın harp silah, araç gereç ihtiyaçlarının giderek daha da artan bir oranla yurt içinde karşılanması oluyor.

Karakol Baskınlarına Son

nobetci12

Çalışmalarını bu doğrultuda yürüten YSS de uzaktan komutalı silah platformu geliştirme çalışmalarına başladığında, özellikle bir baskın yaşanması durumunda, karakollarda görev yapan nöbetçilerin açılan ilk ateşe maruz kalmamasını ve daha emniyetli bir bölgede nöbet tutmasını hedefliyordu. Ülkenin dört bir yanında, sarp ve dağlık arazilerde hizmet yapan vatan evlatlarının, teröristlerle girişilen silahlı çatışmalarda üstünlük sağlamasına karşın, kayıpların büyük bölümünün açılan ilk terörist ateşinde verilmesi nedeniyle böyle bir proje üzerinde çalışmaya başlanmıştı. YSS, bu soruna çözüm olacağına inandığı uzaktan komutalı silah platformunun yeni ve daha da geliştirilmiş versiyonunun entegrasyon çalışmalarını da tamamlamış durumda. Test aşamasınında geçilmesinden sonra, önümüzdeki aylarda TSK’ya çeşitli gösterimler yapılması bekleniyor.

YSS, emsallerinden tamamen farklı yapıda ve farklı yeteneklere sahip olan yeni silah platformunu da; gövde tasarımından elektfonik aksama, görüntü işleme yazılımından mekanik özelliklere kadar her şeyi sınır, karakol ve kışla güvenliği öncelikleri dikkate alarak tasarladı.

Sistem Gelişime Açık

Yeni sistem iki ana unsurdan oluşuyor. Gözetleme ve atış birimi [GAB], operatör kontrol birimi [OKB], GAB’ın üzerinde, yatayda 350° ve dikeyde de 75° (+55°/-20°)’lik açılarla hareket edebilen bir platform üzerine monte edilmiş, biri makineli olmak üzere iki adet piyade tüfeği, biri termal ve elektro-optik olmak üzere iki adet kamera ve lazer mesafe bulucu mevcut. Platformun hareket açıları kullanıcı gereksinimleri doğrultusunda değiştirilebileceği gibi halihazırda her ikisi de 7,62 mm çapındaki PKMS ve AK-47 ikilisinin kullanıldığı sisteme, birlik deposunda bulunan herhangi bir PKMS veya AK-47’yi monte etmek mümkün.

flut

Okumaya devam et “Yüksel Savunma A.Ş. ( YSS ) Nöbetçi Platformu’nda InfoDif Görüntü İşleme Platformunu Seçti”

Otonom Yer Savunma Sistemleri

El kontrollü robot sistemleri savaş meydanlarında keşif, bomba tespit ve imha görevlerinde sayısız görevi başarıyla yerine getirdiler. Bir süre bu şekilde devam edeceği öngörülse de robot üreticleri geleceğin bir sonraki nesil robotları için şimdiden çalışmalarına başladılar. Birleşik Devletler ordusuna robot sağlayan önde gelen bir firmanın kurucusu, robotik araç beklentilerinde uzaktan kontrollü robotların yanında otonom özelliklerin de olması yönünde bir yönelimin olduğunu belirtiyor ve yarı otomatik ve otonom insansız yer araçlarında (UGV- Unmanned Ground Vehicles) en fazla talebi aldıklarını ekliyor. Bazı firmalar ise maliyetten kazanma amacıyla insan kontrollü araçlara otonom özelliği kazandıracak modülleri geliştirmekteler. Bu firmalar bu tür çözümlerin ucuz olmasının yanında insan kontrollü özelliklerinin modül eklense bile kaybolmadığını belirtmekteler.

retariusDSC00949highres

Otonom robot olarak geliştirilen 6 ayaklı MULE (Multifunction Utility/Logistics Equipment Vehicle) saatte 30-40 km hıza çıkıp yalaşık 860 kilogramlık yük taşıyabilmekte. 6 ayağı sayesinde arazideki çukurları kolaylıkla geçip tırmanışlar yapabilen MULE’nin taşıma, kuşatma ve anti-mayın olmak üzere 3 modu bulunmakta. Üreticinin insansız araçlar yetkilisi aracın, bir adet Javelin füzesi, M240 otamatik silahı ve orta mesafeli elektro-optik ve kızılötesi algılayıcılarla donatılabileceğini belirtmekte. Mule tasarlanırken otonom işletim şekli olarak askerlerden gelen radyo sinyali takip edecek ya da dah öncede belirlenmiş bir rotayı takip edecek şekilde tasarlanmış. Bunun yanında askerler el kontrol cihazları ile aracın rotasında değişiklik yapabilme olanağına da sahipler.

Okumaya devam et “Otonom Yer Savunma Sistemleri”