แนะนำซอฟต์แวร์จำลองสถานการณ์หุ่นยนต์ (Robotics Simulation Software)

 แนะนำ Free ซอฟต์แวร์จำลองสถานการณ์

หุ่นยนต์

Free Robotics Simulation Software

 การออกแบบและทดสอบหุ่นยนต์อาจเป็นกระบวนการที่ใช้เวลานานและมีค่าใช้จ่ายสูง สิ่งนี้ทำให้ยากสำหรับผู้เริ่มต้นในการเริ่มต้นในสาขาวิทยาการหุ่นยนต์ และยังสามารถชะลอกระบวนการพัฒนาสำหรับนักวิทยาการหุ่นยนต์ที่มีประสบการณ์ จึงเป็นสิ่งสำคัญ ซอฟต์แวร์จำลองสถานการณ์หุ่นยนต์ที่ดีที่สุดดังนั้นคุณจึงสามารถทดสอบการออกแบบของคุณอย่างละเอียดถี่ถ้วนก่อนที่จะมอบทรัพยากรเพื่อสร้างหุ่นยนต์ตัวจริง

ซอฟต์แวร์จำลองสถานการณ์หุ่นยนต์ยังคงพัฒนาอย่างต่อเนื่องทุกปี โดยเพิ่มการรองรับเซ็นเซอร์และแพลตฟอร์มหุ่นยนต์ที่หลากหลาย
มีแม้กระทั่งตัวจำลองหุ่นยนต์โอเพนซอร์ซฟรีที่เริ่มที่จะแข่งขันกับประสิทธิภาพของซอฟต์แวร์เชิงพาณิชย์
ซอฟต์แวร์จำลองหุ่นยนต์ส่วนใหญ่ยังรองรับภาษาการเขียนโปรแกรมที่หลากหลาย เช่น C/C++, Java, MATLAB, LabVIEW และ Python
อ่านส่วนที่เหลือของบทความนี้ต่อไปเพื่อเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับซอฟต์แวร์จำลองหุ่นยนต์ที่ดีที่สุดที่มีอยู่ในปัจจุบัน

Webots

Webots เป็นหุ่นยนต์จำลองที่ใช้งานง่ายซึ่งเปิดตัวโดย Cyberbotics ทำงานบน Windows, Linux หรือ macOS และรองรับภาษาการเขียนโปรแกรมส่วนใหญ่เช่น C/C++, Java, URBI, MATLAB และ Python คุณยังสามารถควบคุมโปรแกรมจำลอง Webots ภายนอกได้โดยใช้ API หรือเครือข่าย TCP/IP มาตรฐาน 

โปรแกรมจำลอง Webots ใช้ ODE (Open Dynamics Engine) เพื่อจำลองฟิสิกส์ในสภาพแวดล้อม 3 มิติที่สมจริง นอกจากนี้ยังรองรับการสร้างแบบจำลองการชนและจุดสัมผัสที่แม่นยำ ซึ่งจะช่วยให้คุณทดสอบสถานการณ์ต่างๆ ได้หลากหลายโดยใช้หุ่นยนต์เสมือน Webots ยังมาพร้อมกับไลบรารีโมเดลหุ่นยนต์เพื่อให้คุณเริ่มต้นใช้งาน PR2, Atlas, Aibo และแม้แต่หุ่นยนต์ของ NASA บางตัว

Webots ยังรองรับ VRML97 ดังนั้นคุณจึงสามารถนำเข้าการออกแบบหุ่นยนต์โดยใช้ ซอฟต์แวร์ CAD (Solidworks, AutoCAD, Blender และ Inventor) คุณยังสามารถนำเข้าแผนที่และข้อมูลภูมิประเทศเพื่อสร้างการเป็นตัวแทนโลกที่ถูกต้องในสภาพแวดล้อมการทดสอบของคุณ

Gazebo Simulator

 Gazebo Simulator เป็นแพลตฟอร์มโอเพ่นซอร์สฟรีที่สามารถใช้ในการออกแบบ พัฒนา ทดสอบ และสร้างภาพหุ่นยนต์ได้เกือบทุกชนิด Gazebo ทำงานบน Linux, Windows และ Mac และ มีการรองรับ ROS (ระบบปฏิบัติการหุ่นยนต์) และ Player ในตัว

Gazebo รองรับ Physic Engine ที่มีประสิทธิภาพสูงหลายตัว เช่น ODE, Bullet, Simbody และ DART นอกจากนี้ยังใช้เอ็นจิ้น ORGE 3D Graphics เพื่อแสดงสภาพแวดล้อมคุณภาพสูงด้วยแสง เงา และพื้นผิวที่แม่นยำ

Gazebo Simulator ยังมาพร้อมกับหุ่นยนต์บางรุ่น เช่น PR2, DX, Irobot Create และ TurtleBot ดังนั้นคุณจึงสามารถเริ่มต้นได้อย่างรวดเร็ว แม้ว่าคุณจะไม่มีโมเดลหุ่นยนต์ของคุณเองก็ตาม นอกจากนี้ยังรองรับเซ็นเซอร์ได้หลากหลาย และคุณสามารถจำลองสัญญาณรบกวนและความล้มเหลวของเซ็นเซอร์เพื่อจำลองปัญหาในโลกแห่งความเป็นจริงได้อย่างแม่นยำ

คุณยังสามารถเรียกใช้ Gazebo ในระบบคลาวด์และโต้ตอบกับโปรแกรมจำลองโดยใช้เว็บเบราว์เซอร์ทั่วไป วิธีนี้เหมาะอย่างยิ่งหากคุณต้องการทำงานบนแล็ปท็อป เนื่องจากคุณสามารถเช่าอินสแตนซ์ AWS เพื่อทดสอบและออกแบบหุ่นยนต์ได้อย่างรวดเร็ว

 V-REP – CoppeliaSim

V-REP เป็นบริการฟรีสำหรับวัตถุประสงค์ด้านการศึกษา หรือคุณสามารถอัปเกรดเป็นเวอร์ชันโปรได้ หากคุณวางแผนที่จะใช้สำหรับโครงการเชิงพาณิชย์ คุณสามารถเรียกใช้ V-REP บน Windows, Linux หรือ macOS และคุณสามารถตั้งโปรแกรมโดยใช้ภาษาการเขียนโปรแกรมที่แตกต่างกันหกภาษา นอกจากนี้ยังมี ROS & BlueZero ดังนั้นคุณจึงสามารถใช้โปรแกรมจำลอง 3D และเรียกใช้โค้ดของคุณบนแพลตฟอร์มอื่นได้

V-REP รองรับ Physic Engine 4 แบบ คือ  Bullet, ODE, Newton และ Vortex Dynamics สามารถจัดการกับการโต้ตอบของวัตถุได้อย่างแม่นยำ เช่น การชน จุดสัมผัส และการยึดเกาะ V-REP ยังรองรับฟิสิกส์ของอนุภาคเพื่อจำลองอากาศและน้ำ คุณจึงสร้างแบบจำลองเครื่องยนต์เจ็ทและใบพัดได้อย่างแม่นยำ

V-REP ยังสามารถจำลองเซ็นเซอร์ได้หลากหลาย และคุณยังสามารถเพิ่มเซ็นเซอร์ใหม่ให้กับตัวจำลองผ่านปลั๊กอินได้อีกด้วย มีการรองรับแม้กระทั่งการวางแผนเส้นทางและการเคลื่อนไหวใน V-REP และคุณสามารถคำนวณจลนศาสตร์ไปข้างหน้าและผกผันได้ นอกจากนี้ยังรองรับการแก้ไขแบบเมช ดังนั้นคุณจึงสามารถปรับเปลี่ยนการออกแบบเล็กน้อยในโปรแกรมจำลอง หรือนำเข้าโมเดลในรูปแบบโมเดล 3 มิติที่แตกต่างกันห้ารูปแบบ (Obj, STL, URDF ฯลฯ) ได้อย่างง่ายดาย

NVIDIA ISAAC

NVIDIA ISAAC สร้างขึ้นโดยหนึ่งในผู้ผลิตการ์ดกราฟิกชั้นนำที่กลายเป็นผู้เล่นรายใหญ่ในอุตสาหกรรม AI อย่างรวดเร็ว สามารถทำงานบนเดสก์ท็อปที่เปิดใช้งาน GPU หรือสามารถทำงานในระบบคลาวด์บน AWS, Google Cloud หรือ Azure นอกจากนี้ยังรองรับ NVIDIA Jetson AGX Xavier, Jetson TX2   และ Jetson Nano

เนื่องจากแพลตฟอร์ม ISAAC สำหรับวิทยาการหุ่นยนต์สร้างขึ้นโดย NVIDIA จึงนำเสนอกราฟิกที่ดีที่สุดของโปรแกรมจำลองหุ่นยนต์ นอกจากนี้ยังมีการรองรับ GPU ที่ดีขึ้นสำหรับงานที่ซับซ้อนมากขึ้น เช่น การเรียนรู้ของเครื่องและการประมวลผลข้อมูล

แพลตฟอร์ม NVIDIA ISAAC สำหรับหุ่นยนต์ยังสนับสนุนโมดูลซอฟต์แวร์ที่เรียกว่า GEM โมดูลเหล่านี้จะช่วยให้คุณเพิ่มคุณลักษณะต่างๆ ให้กับหุ่นยนต์ของคุณได้อย่างรวดเร็ว เช่น การตรวจหาคำหลัก LIDAR การมองเห็นแบบสเตอริโอ และระบบการจดจำภาพเครือข่ายประสาทเทียมที่ได้รับการฝึกอบรมล่วงหน้า

โปรแกรมจำลอง ISAAC ยังทำงานบน Unreal Engine 4 เวอร์ชันปรับปรุง ซึ่งเป็นเอ็นจิ้นเกมโอเพ่นซอร์สที่ขับเคลื่อนวิดีโอเกมยอดนิยมบางเกมบนพีซีและคอนโซล แพลตฟอร์ม NVIDIA ISAAC สำหรับ Robotics และ Unreal Engine เป็นทั้งแพลตฟอร์มโอเพ่นซอร์ส ดังนั้นคุณจึงสามารถปรับปรุงการทำงานด้วยโค้ดที่คุณกำหนดเองได้ หากคุณเป็นโปรแกรมเมอร์ C++ ที่มีประสบการณ์

  Robot Virtual Worlds

Robot Virtual Worlds เป็นโปรแกรมจำลองที่มีคุณสมบัติครบถ้วนซึ่งให้ผู้ใช้ตั้งโปรแกรม หุ่นยนต์ Virtual LEGO Mindstorms มีเวอร์ชันทดลองใช้งานฟรี หรือ คุณสามารถอัปเกรดและชำระค่าสิทธิ์ใช้งานแบบเต็มได้หากต้องการเข้าถึงตัวเลือกพรีเมียมทั้งหมด

เครื่องจำลองนี้มีขึ้นเพื่อใช้เป็นแพลตฟอร์มการศึกษาเพื่อสอนเยาวชนเกี่ยวกับพื้นฐานของวิทยาการหุ่นยนต์ มันมีเครื่องจำลอง 3 มิติในตัวที่คุณสามารถสร้างและทดสอบหุ่นยนต์ LEGO แล้วแข่งขันในสภาพแวดล้อมที่เหมือนเกม

Robot Virtual Worlds ยังสนับสนุนการเขียนโปรแกรมหุ่นยนต์ LEGO Mindstorms ด้วย NXT-G หรือ LabVIEW คุณยังสามารถสร้างโมเดลหุ่นยนต์แบบกำหนดเองหรือระดับในตัวจำลองได้โดยใช้ระบบส่วนขยายในตัว

เครื่องจำลองนี้เหมาะสำหรับครูเนื่องจาก Robot Virtual Worlds มีหลักสูตรสำหรับนักเรียนทุกวัยและทุกระดับทักษะ นอกจากนี้ยังมีการแข่งขันหุ่นยนต์ต่างๆ ที่คุณสามารถตั้งขึ้นเพื่อท้าทายและประเมินนักเรียนของคุณในสภาพแวดล้อมเสมือนจริง

เครื่องแกะป้ายชื่อ CNC