แหล่งพลังงาน

ในปัจจุบัน แบตเตอร์รี่คือแหล่งพลังงานส่วนใหญ่ของหุ่นยนต์ มีตั้งแต่แบตเตอรี่แบบตะกั่ว-กรดที่มีความปลอดภัยสูงและมีอายุในการใช้งานที่ยาวนาน แต่มีน้ำหนักมาก ไปจนถึงแบตเตอร์รี่แบบเงิน-แคดเมียมที่มีขนาดเล็กกว่าแต่มีราคาแพง การออกแบบหุ่นยนต์ที่ใช้แบตเตอร์รี่ต้องมีการคำนึงถึงปัจจัยด้านความปลอดภัย, อายุการใช้งาน และน้ำหนัก เครื่องกำเนิดไฟฟ้า อาทิ เครื่องยนต์สันดาปภายใน (Internal combusion engine) ก็สามารถนำมาใช้ในหุ่นยนต์ได้เช่นกัน แต่การออกแบบกลไกการทำงานจะมีความซับซ้อนและต้องใช้เชื้อเพลิงขับเคลื่อน ต้องมีการระบายความร้อน และจะมีน้ำหนักมากกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับหุ่นยนต์ที่ใช้แบตเตอร์รี่ การโยงสายไฟเข้ากับหุ่นยนต์จะช่วยให้หุ่นยนต์ไม่ต้องมีเซลล์ไฟฟ้าหรือเครื่องสันดาบในตัวเครื่อง ทำให้มีข้อได้เปรียบในเรื่องน้ำหนักที่เบาและลดขนาดหุ่นยนต์ อย่างไรก็ตามการออกแบบนี้จะทำให้หุ่นยนต์ต้องมีสายเคเบิลโยงกับตัวเครื่องอยู่ตลอดเวลา

แหล่งพลังงานอื่น ๆ ที่มีความเป็นไปได้ในอนาคต:

• ก๊าซอัดแน่น
• เซลล์สุริยะ
• ไฮโดรลิกส์ (ของเหลว)
• ขยะชีวภาพ (โดยการย่อยสลายอาหารของแบคทีเรีย)
• นิวเคลียร์

ตัวกระตุ้น

ตัวกระตุ้น (Actuator) คือมอเตอร์ที่รับผิดชอบสำหรับการเคลื่อนไหวหรือการควบคุมกลไกหรือระบบ ทำงานเสมือนกล้ามเนื้อของหุ่นยนต์ด้วยพลังงานไฟฟ้าจากแหล่งพลังงาน จากนั้นก็แปลงพลังงานนั้นให้เป็นการเคลื่อนไหว อาทิเช่น กระตุ้นให้หัวพิมพ์ฉีดสีออกมา หรือกระตุ้นให้ก้ามปูเบรกจับเข้ากับล้อ เป็นต้น ปัจจุบัน ตัวกระตุ้นไฟฟ้าแบบวงล้อ, แบบเกียร์ และแบบเส้นตรง (Linear actuator) นิยมใช้กันในหุ่นยนต์อุตสาหกรรม ปัจจุบันนี้เริ่มมีการนำตัวกระตุ้นแบบใหม่เข้ามาใช้งาน อาทิ แรงดันอากาศ, สารเคมี, แรงดันไฮโดรลิกส์ เป็นต้น

เซนเซอร์

เซนเซอร์ (Sensor) ทำให้หุ่นยนต์สามารถรับข้อมูลการวัดค่าจากสิ่งแวดล้อม หรือ ส่วนประกอบที่อยู่ภายในหุ่นยนต์ ซึ่งจำเป็นอย่างมากในการทำงานของหุ่นยนต์ และ ตอบสนองกับสิ่งแวดล้อมที่เปลี่ยนไปด้วยการคำนวณที่เหมาะสม การวัดค่าจากเซนเซอร์ทำไปเพื่อวัตถุประสงค์ที่หลากหลาย เช่น การเตือนภัยด้านควมปลอดภัยจากสิ่งแวดล้อมและความผิดพลาดของระบบภายใน และ เพื่อรับข้อมูลเกี่ยวกับงานที่หุ่นยนต์ทำแบบเรียลไทม์

แขนกล

ในสาขาวิทยาการหุ่นยนต์ แขนกล (Manipulator) คือเครื่องมือในการเคลื่อนสิ่งของโดยที่ผู้ควบคุมไม่ต้องสัมผัสโดยตรง แขนกลหุ่นยนต์มีการใช้งานที่หลากหลายในปัจจุบัน อาทิ การเชื่อมโลหะ, การผ่าตัด และ การประกอบชิ้นส่วนยานยนต์[13]

การตอบสนองกับสภาพแวดล้อมและการนำทาง

หุ่นยนต์ส่วนมากในปัจจุบันใช้มนุษย์ควบคุมและทำงานในพื้นที่สภาวะแวดล้อมที่จำกัด อย่างไรก็ตามในปัจจุบัน เริ่มมีการใช้หุ่นยนต์ที่สามารถทำงานและเคลื่อนที่ในพื้นที่ ๆ กว้างขวางและหลากหลายแบบ หุ่นยนต์ประเภทนี้จำเป็นต้องใช้ฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์สำหรับการนำทาง สำหรับการทำงานในสภาพแวดล้อมที่หลากหลายเหล่านั้น การทำงานของหุ่นยนต์เหล่านี้อาจถูกขัดขวางได้เมื่อมีสิ่งกีดขวางที่ไม่ได้โปรแกรมไว้ หุ่นยนต์ที่มีความซับซ้อน อาทิเช่น ASIMO และ Meinü robot  มีความซับซ้อนของฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์สำหรับการนำทาง มากกว่าหุ่นยนต์ทั่วไป รวมไปถึงรถยนต์ไร้คนขับ, หุ่นยนต์รถอัตโนมัติ และ DARPA Grand Challenge มีเซนเซอร์ตรวจจับสภาวะแวดล้อมที่ดี สามารถนำทางได้โดยใช้ข้อมูลที่ได้รับ หุ่นยนต์ประเภทนี้มีระบบ GPS หรือ เรดาร์ระบุตำแหน่ง พร้อมกับอุปกรณ์เซนเซอร์เก็บข้อมูลอื่น อาทิ กล้องวิดีโอ ไลดาร์ และ ระบบนำทางเฉื่อย (inertial navigation system) สำหรับการนำทางที่ดีขึ้นระหว่างพิกัดสองจุด

ปฏิสัมพันธ์ระหว่างมนุษย์และหุ่นยนต์

การที่จะทำให้หุ่นยนต์รับคำสั่งที่ซับซ้อนจากมนุษย์ หุ่นยนต์จำเป็นที่จะต้องมีระบบประสาทสัมผัสที่ก้าวหน้า การให้หุ่นยนต์ทำงานอย่างมีประสิทธิภาพในสภาพแวดล้อมที่ไม่ใช่โรงงานอุตสาหกรรม การมีหุ่นยนต์ที่มนุษย์สามารถออกคำสั่งได้มีความสสำคัญอย่างยิ่ง การมีปฏิสัมพันธ์กับหุ่นยนต์ต้องมีความง่ายในการใช้งาน สามารถสั่งงานได้โดยคนที่ไม่มีความรู้ทางหุ่นยนต์ ในนวนิยายวิทยาศาสตร์ มักจะจินตนาการให้หุ่นยนต์สามารถสื่อสารกับมนุษย์ด้วยท่าทาง คำพูด และ การแสดงออกทางสีหน้า แทนการเขียนโปรแกรมด้วยโค้ด การพูดโดยใช้ภาษาธรรมชาติแบบมนุษย์ ไม่ใช่ธรรมชาติโดยพื้นฐานของหุ่นยนต์ การที่หุ่นยนต์จะตอบโต้ได้แบบมนุษย์จริง ๆ อาทิ ตัวละคร C-3PO ใน Star wars หรือ Data ใน Star Trek แม้อาจใช้เวลาในการพัฒนายาวนาน แต่ก็อาจเป็นไปได้ในอนาคต