<html xmlns:o="urn:schemas-microsoft-com:office:office" xmlns:w="urn:schemas-microsoft-com:office:word" xmlns="http://www.w3.org/TR/REC-html40">

<head>
<meta http-equiv=Content-Type content="text/html; charset=us-ascii">
<meta name=Generator content="Microsoft Word 11 (filtered medium)">
<style>
<!--
 /* Style Definitions */
 p.MsoNormal, li.MsoNormal, div.MsoNormal
        {margin:0in;
        margin-bottom:.0001pt;
        font-size:12.0pt;
        font-family:"Times New Roman";}
a:link, span.MsoHyperlink
        {color:blue;
        text-decoration:underline;}
a:visited, span.MsoHyperlinkFollowed
        {color:purple;
        text-decoration:underline;}
span.EmailStyle17
        {mso-style-type:personal-compose;
        font-family:Arial;
        color:windowtext;}
@page Section1
        {size:8.5in 11.0in;
        margin:1.0in 1.25in 1.0in 1.25in;}
div.Section1
        {page:Section1;}
-->
</style>

</head>

<body lang=EN-US link=blue vlink=purple>

<div class=Section1>

<p class=MsoNormal style='text-autospace:none'><font size=2 face=Arial><span
style='font-size:10.0pt;font-family:Arial'>Brainstorming Sensors<o:p></o:p></span></font></p>

<p class=MsoNormal style='text-autospace:none'><font size=2 face=Arial><span
style='font-size:10.0pt;font-family:Arial'><o:p>&nbsp;</o:p></span></font></p>

<p class=MsoNormal style='text-autospace:none'><font size=2 face=Arial><span
style='font-size:10.0pt;font-family:Arial'>What sensors we need depend on what
we want our robot to do.&nbsp; If I want a robot to paint a car body, sensors
are not a problem.&nbsp; An ultrasonic sensor can detect that a body is in the
work station.&nbsp; Encoders can measure joint angles and from that I can calculate
the location of the paint nozzle.&nbsp; A flow meter can tell me if paint is
actually being painted.&nbsp; I think what many of us want is a robot that can
navigate in the real world and interact with or manipulate objects (including
people) in that world.&nbsp; Hobby robotics contests are simplifications of the
real world as chess is a simplification of war.&nbsp; <o:p></o:p></span></font></p>

<p class=MsoNormal style='text-autospace:none'><font size=2 face=Arial><span
style='font-size:10.0pt;font-family:Arial'><o:p>&nbsp;</o:p></span></font></p>

<p class=MsoNormal style='text-autospace:none'><font size=2 face=Arial><span
style='font-size:10.0pt;font-family:Arial'>Presently we use ultrasonic sensors
for obstacle detection, sometimes specialized to finding walls and doors, and
sometimes for localization and mapping.&nbsp; Sharp range finders and laser
range finders are used for the same tasks.&nbsp; Bumper switches are used for
obstacle detection.&nbsp; The primary sensor that humans use for these tasks is
vision.<o:p></o:p></span></font></p>

<p class=MsoNormal style='text-autospace:none'><font size=2 face=Arial><span
style='font-size:10.0pt;font-family:Arial'><o:p>&nbsp;</o:p></span></font></p>

<p class=MsoNormal style='text-autospace:none'><font size=2 face=Arial><span
style='font-size:10.0pt;font-family:Arial'>Phototransistors are mostly used for
line following.&nbsp; A human would use vision.<o:p></o:p></span></font></p>

<p class=MsoNormal style='text-autospace:none'><font size=2 face=Arial><span
style='font-size:10.0pt;font-family:Arial'><o:p>&nbsp;</o:p></span></font></p>

<p class=MsoNormal style='text-autospace:none'><font size=2 face=Arial><span
style='font-size:10.0pt;font-family:Arial'>An Inertial Measurement Unit can
provide an orientation in 3d space.&nbsp; A human would use vision, inner ear,
and general body feel (cannot think of the proper technical term).&nbsp; An
IMU, a compass and encoders can do odometry.&nbsp; Humans usually do not use
odometry to navigate.<o:p></o:p></span></font></p>

<p class=MsoNormal style='text-autospace:none'><font size=2 face=Arial><span
style='font-size:10.0pt;font-family:Arial'><o:p>&nbsp;</o:p></span></font></p>

<p class=MsoNormal style='text-autospace:none'><font size=2 face=Arial><span
style='font-size:10.0pt;font-family:Arial'>Thermopiles can detect heat.&nbsp; A
UV sensor can find a flame.&nbsp; A human would use vision and/or feeling heat
on the skin.<o:p></o:p></span></font></p>

<p class=MsoNormal style='text-autospace:none'><font size=2 face=Arial><span
style='font-size:10.0pt;font-family:Arial'><o:p>&nbsp;</o:p></span></font></p>

<p class=MsoNormal style='text-autospace:none'><font size=2 face=Arial><span
style='font-size:10.0pt;font-family:Arial'>Force sensors measure force.&nbsp;
Humans use touch or general body feel.<o:p></o:p></span></font></p>

<p class=MsoNormal style='text-autospace:none'><font size=2 face=Arial><span
style='font-size:10.0pt;font-family:Arial'><o:p>&nbsp;</o:p></span></font></p>

<p class=MsoNormal style='text-autospace:none'><font size=2 face=Arial><span
style='font-size:10.0pt;font-family:Arial'>Microphones detect sound.&nbsp;
Humans use ears.&nbsp; One use of sound is communications.&nbsp; For robots
there are many radio systems that can be used (WiFi, Bluetooth, Zigbee,
etc.).&nbsp; Another use of sound is as a cue.&nbsp; I look in the direction of
the sound.&nbsp; Some objects can be identified by their sound signatures.&nbsp;
<o:p></o:p></span></font></p>

<p class=MsoNormal style='text-autospace:none'><font size=2 face=Arial><span
style='font-size:10.0pt;font-family:Arial'><o:p>&nbsp;</o:p></span></font></p>

<p class=MsoNormal style='text-autospace:none'><font size=2 face=Arial><span
style='font-size:10.0pt;font-family:Arial'>A clock measures time of day and can
be used to measure elapsed time.&nbsp; I am not sure how I do it, but I can
poorly tell the time of day and very inaccurately measure elapsed time.<o:p></o:p></span></font></p>

<p class=MsoNormal style='text-autospace:none'><font size=2 face=Arial><span
style='font-size:10.0pt;font-family:Arial'><o:p>&nbsp;</o:p></span></font></p>

<p class=MsoNormal style='text-autospace:none'><font size=2 face=Arial><span
style='font-size:10.0pt;font-family:Arial'>Although not technically a sensor,
the brain fuses all that we sense and provides a &quot;picture&quot; of the
environment.&nbsp; <o:p></o:p></span></font></p>

<p class=MsoNormal style='text-autospace:none'><font size=2 face=Arial><span
style='font-size:10.0pt;font-family:Arial'><o:p>&nbsp;</o:p></span></font></p>

<p class=MsoNormal style='text-autospace:none'><font size=2 face=Arial><span
style='font-size:10.0pt;font-family:Arial'>I would put the emphasis on
vision.&nbsp; Several efforts are underway and could perhaps be combined.&nbsp;
Evolution robotics uses object recognition (with the SIFT algorithm) to do
localization and mapping.&nbsp; Flash lidars provide color and range.&nbsp;
People are working on increasing the dynamic range of cameras.&nbsp; Some
people are mimicking early human vision processing in hardware.&nbsp; There was
a project to implement SIFT on a FPGA.&nbsp; LeCun has used neural nets to
recognize objects and to control a robot.&nbsp; Sadly, the cost of these
technologies will probably not come down quickly.<o:p></o:p></span></font></p>

<p class=MsoNormal style='text-autospace:none'><font size=2 face=Arial><span
style='font-size:10.0pt;font-family:Arial'><o:p>&nbsp;</o:p></span></font></p>

<p class=MsoNormal style='text-autospace:none'><font size=2 face=Arial><span
style='font-size:10.0pt;font-family:Arial'><o:p>&nbsp;</o:p></span></font></p>

<p class=MsoNormal><font size=2 face=Arial><span style='font-size:10.0pt;
font-family:Arial'><o:p>&nbsp;</o:p></span></font></p>

</div>

</body>

</html>