Одно дело – разработать робота, другое – “оживить” его. Но именно здесь на помощь приходят языки программирования для роботов, дающие им возможность и «интеллект» выполнять важные задачи очень похожими на человеческие способами. Хотя существуют сотни языков программирования, лишь некоторые из них сегодня широко используются в робототехнике. Самые популярные языки программирования, такие как C++ и Python, заняли лидирующие позиции по функциональности и простоте использования. В то же время старые, более устаревшие языки, такие как Pascal, продолжают служить основой для более специализированных языков и роботизированных операционных систем, используемых ведущими компаниями по производству промышленных роботов. Давайте узнаем больше про языки программирования, которые используются в робототехнике.
Какие языки программирования используются в робототехнике
Если представить себе робота как марионетку, то строки кода – это ниточки, которые придают форму и функциональность роботам. Будь то пылесос или, чаще всего, работа на сборочных линиях. Как и ниточки, некоторые языки программирования и код, который они помогают людям писать, сильнее других.
C, C++ и Python – популярные языки программирования. Они используются в робототехнике от функций искусственного интеллекта гуманоидного робота до моторных функций роботизированной руки – отличительной черты промышленных роботов. Эти языки часто эффективны и мощны. Благодаря широкому распространению эти языки программирования имеют широкую сеть пользователей к которым инженеры могут обратиться за помощью.
Существует рост рынка роботов, используемых в производстве и других отраслях. Таких как здравоохранение и сфера услуг. Благодаря этому спрос на высококвалифицированных разработчиков и инженеров, владеющих языками программирования C, C++ и Python, будет расти.
В то время как инженеры, работающие с другими типами роботов, полагаются на комбинацию популярных языков программирования, чтобы сделать своих роботов полностью функциональными, большинство ведущих компаний по производству промышленных роботов разработали свои собственные языки программирования роботов. Их инженеры изучают на рабочем месте. В основе многих из этих собственных языков программирования лежит Pascal. Это делает его популярным языком программирования для начинающих инженеров, чтобы ознакомиться с некоторыми из будущих языков, с которыми им, возможно, придется работать. Паскаль не только учит разработчиков передовым методам программирования роботов. Но и знакомит с основными функциональными возможностями и техническими деталями многих ведущих промышленных роботов.
Независимо от того, какой язык программирования роботов вы решите освоить в первую очередь, полученные знания пригодятся вам в других будущих робототехнических начинаниях. Вот еще несколько языков программирования роботов, которые должен знать каждый начинающий программист и разработчик, желающий работать с роботами.
Языки программирования в робототехнике, которые необходимо знать
C/C++
Когда речь заходит о языках программирования, С и С++ часто считаются золотым стандартом. Оба они являются зрелыми языками программирования общего назначения. Они также обеспечивают работу в реальном времени. То есть запрограммированные действия выполняются в заданное время, что очень важно для робототехники, поскольку главная задача робота – выполнить задание в тот момент, когда этого хочет человек. Что касается различий между этими двумя языками программирования, то C++ – это просто более усовершенствованная версия C, поддерживающая объекты и классы.
Конечно, C и C++ обычно требуют больше строк кода и не так удобны в использовании, как другие языки программирования. Например, Python. Но оба эти языка программирования имеют неоспоримое преимущество: многие аппаратные библиотеки при разработке опираются на C или C++. Это в свою очередь улучшает совместимость с критически важным оборудованием.
C#
C# – это собственный язык программирования Microsoft. Он используется в бесплатной программе поддержки разработки Visual C# Express. C# работает на .NET, платформе разработки программного обеспечения Microsoft. И часто используется для разработки сетевых и коммуникационных структур, таких как порты и сокеты. Это делает его хорошим выбором для интеграции нейросетевых систем в робототехнические приложения.
Языки описания аппаратуры (HDL)
Микросхемы являются важнейшим компонентом робототехники, поэтому языки описания аппаратуры играют ключевую роль в программировании роботов. HDL, такие как Verilog и VHSIC Hardware Description Language (или VHDL), упрощают программирование схем, позволяя разработчикам описывать схемы с помощью слов и символов. Важно отметить, что для использования языков описания аппаратуры часто требуется хорошая подготовка в области электроники. Ведь обычно одновременно работают несколько процессоров.
Java
Говоря про популярные Языки программирования, используемые в робототехнике, нельзя не упомянуть Java. Он позволяет сделать роботов более похожими на людей. Являясь интерпретируемым языком программирования, Java не встроен в машинный код. Команды интерпретируются виртуальной машиной Java, что позволяет запускать один и тот же код на разных компьютерах. Он популярен среди разработчиков, работающих в области искусственного интеллекта, поскольку на нем можно создавать нейронные сети. Java даже использовался для программирования суперкомпьютера IBM Watson, который помогает компаниям внедрять искусственный интеллект в свою деятельность.
Lisp
Один из старейших языков программирования, используемых в робототехнике, Lisp прост в использовании. Он также возрождается для использования в создании приложений для искусственного интеллекта и робототехники. Ведь большая часть операционной системы роботов – фреймворка с открытым исходным кодом, используемого для разработки робототехнических приложений, – написана на этом языке программирования.
Важные особенности, которые делают Lisp простым в использовании:
- древовидные или нелинейные структуры данных
- автоматизированное управление хранением данных
- подсветка синтаксиса, которая отображает код разными цветами и шрифтами в зависимости от категории.
MATLAB
Для разработчиков, желающих анализировать данные и проводить моделирование, а также разрабатывать и внедрять системы управления роботами со специально разработанными интерфейсами, MATLAB – отличный инструмент. В сочетании с Robotics Toolbox для MATLAB, включающим функции для кинематики, динамики и генерации траекторий, разработчики могут создавать системы для исследования и моделирования роботизированных рук.
Паскаль
Паскаль послужил источником вдохновения для многих языков программирования. Хотя на Паскале программируется очень мало роботов, многие компании, производящие промышленных роботов используют Паскаль в качестве основы для собственных языков программирования. Несмотря на то, что этот язык устарел, он считается отличным вариантом для начинающих разработчиков. С его помощью можно изучить основные функции и технические детали этих собственных языков. А также он дает возможность начинающим разработчикам изучить лучшие практики программирования роботов.
Python
Одним из самых простых в изучении языков программирования является Python. Являясь интерпретируемым языком, Python обладает обширным набором библиотек, что делает реализацию базовых функций еще проще. Кроме того, Python требует меньше строк кода. Это делает его более быстрым в использовании – и изучении – по сравнению с C, C++ и Java. Python сокращает время программирования благодаря отсутствию необходимости определять и приводить типы переменных. А также позволяет кодировать движения в одном скрипте. Учитывая широкое применение и популярность Python, он также имеет большое сообщество разработчиков. Это сообщество может стать отличным ресурсом для новичков на этапе обучения.
Заключение: языки программирования в робототехнике
Робототехника является одним из самых динамично развивающихся направлений современной инженерии. И языки программирования являются ключевым инструментом, позволяющим вдохнуть жизнь в механические конструкции. C++, Python и C остаются наиболее популярными языками в этой области. Это происходит благодаря их гибкости, широкому сообществу и способности эффективно взаимодействовать с аппаратным обеспечением. Они обеспечивают основу для разработки как промышленных, так и потребительских роботов. И позволяют создавать сложные системы управления, искусственного интеллекта и автоматизации.
В то же время специализированные языки программирования играют решающую роль в создании уникальных роботизированных решений. Они позволяют инженерам разрабатывать кастомизированные решения, оптимизированные для конкретного оборудования или производственных процессов. Это разнообразие языков дает разработчикам свободу выбора инструментов. Всегда можно найти решение, которое лучше всего подходит для их проектов. А также то, которое стимулирует рост и инновации в робототехнике.
На пути к становлению профессионалом в области робототехники изучение нескольких языков программирования – ключ к успеху. Каждый из них приносит свои преимущества и помогает решать специфические задачи. Независимо от вашего выбора, важно поддерживать гибкость и готовность учиться новому. Ведь робототехника – это область, которая постоянно развивается. Исследуя различные языки и применяя их к практическим задачам, инженеры могут обеспечить себе долгую и успешную карьеру в этой увлекательной отрасли.
