Датчик обнаруживает физическое свойство и преобразует его в сигнал. Температура, давление, расстояние, свет, звук, ускорение, магнитное поле: если это можно измерить, для этого существует датчик. Роботы используют датчики для восприятия мира. Без датчиков робот слеп, глух и не способен воспринимать окружающий мир.

Датчики бывают самых разных типов. Термопара преобразует разницу температур в напряжение. Фотодиод преобразует свет в ток. Акселерометр преобразует ускорение в изменение емкости. Лидар преобразует время пролета в расстояние. Каждый датчик имеет диапазон, разрешение, точность и полосу пропускания. Выбор подходящего датчика означает сопоставление этих характеристик с поставленной задачей.

Характеристики датчика

• Диапазон: минимальное и максимальное измеримое значение.
• Разрешение: наименьшее обнаруживаемое изменение.
• Точность: степень приближения к истинному значению.
• Точность: воспроизводимость измерений.
• Пропускная способность: скорость реакции датчика.

Датчики никогда не бывают идеальными. В них присутствуют шум, дрейф и нелинейность. На них могут влиять температура, влажность и электромагнитные помехи. Калибровка исправляет систематические ошибки. Фильтрация снижает шум. Объединение данных нескольких датчиков позволяет компенсировать индивидуальные недостатки. Робот может использовать камеру, лидар, инерциальный измерительный блок (IMU) и энкодеры колес вместе для оценки своего положения. Ни один датчик сам по себе не является достаточным. Искусство выбора датчиков заключается в понимании того, что каждый датчик делает хорошо, а что плохо. Дешевый датчик с хорошим объединением данных может превзойти дорогой датчик, используемый отдельно. Датчик — это связь робота с реальностью. Если он лжет, робот принимает неверные решения.