С чем ассоциируется у вас понятие о робототехнике? Согласитесь, воображение рисует нечто, человекоподобное, с механическими руками и ногами, либо, паукообразное, а ещё, обязательно представляется знаменитая собака-робот. Одним словом, представление о роботах у многих достаточно узкое и однобокое.
На самом деле, в современном мире, роботы – довольно востребованы. Их используют в абсолютно различных сферах жизни, о которых многие могут даже не догадываться.
Медицина
Самым удивительным образом роботы спасают человеческие судьбы, а иногда, и жизни. Возможно, вы не догадываетесь, но современные протезы конечностей напрямую связаны с робототехникой. Неподвижные искусственные руки остались в далёком прошлом, нынешние протезы умеют двигать пальчиками. Их управление напрямую связано с электрическими импульсами, передаваемыми телом.
Впрочем, искусственные конечности – не единственная заслуга роботов в медицине. Самые прогрессивные экземпляры умеют проводить высокотехнологичные операции!
Космос
Наверное, ни у кого не возникнет сомнений в том, что космос словно предназначен для обитания роботов. И действительно, если посмотреть на историю освоения космоса, можно увидеть, что большая часть космических исследований легла именно на плечи роботов. Луноход, Марсоход и робот-аватар – наиболее известные из космороботов. На самом деле, их разновидностей достаточно много, все они предназначены для работы в условиях космоса и выполняют действия, которые для человека оказались бы непосильными или крайне опасными.
Системы безопасности
Отлично проявляют себя роботизированные системы в сфере безопасности. Эти роботы первыми обнаруживают пожароопасные ситуации и успешно предотвращают их.
Современные военные учения максимально приближены к условиям реальности, благодаря роботам, имитирующим противника. Роботы для военных учений не отличаются стильным дизайном, но достаточно хорошо имитируют человеческие импульсы и повадки.
Также, роботы способны проводить длительное слежение за объектами, вызывающими подозрение у органов правопорядка.
Производство и быт
Невозможно представить себе современные заводы без роботизированной техники. Роботы выполняют множество самых различных операций. В основном – это действия, требующие многократного повторения и высокой точности. Зачастую применение роботов спасает целые отрасли промышленности. Ведь их применение позволяет значительно увеличить производительность труда, освободив при этом человеческие ресурсы для решения более важных задач.
Отлично применимы роботы и в быту. Самые известные из них – робот-пылесос и газонокосильщик. Также, можно встретить роботов специально разработанных для выполнения более сложных бытовых задач.
Развлечения
Ну и конечно же, никто не отменял роботов, призванных нести людям радость, развлекая их своими умениями. В большинстве своём, такие роботы представляют мир детских игрушек: всевозможные поющие и танцующие животные, интерактивные игрушки, радиоуправляемые машины и вертолёты. Впрочем, роботы для развлечения взрослых отличаются от детских, разве что, размерами.
Зачастую роботы ассоциируются с будущим, с высочайшим уровнем развития и совершенными технологиями.
Однако существует мнение, что первый известный проект робота, способный осуществлять функции человека, разработал еще Леонардо да Винчи. В его эскизах были найдены чертежи робота, способного воспроизводить человеческие движения, а именно: шевелить руками, ногами, двигать головой, приседать, и подпрыгивать. Такое устройство позволяло имитировать присутствие человека в рыцарских доспехах.
А уже в наше время, даже на бытовом уровне, многие люди используют роботов самого разнообразного назначения: начиная от робота который пылесосит, и заканчивая роботом который пишет картины. К примеру на сайте http://roboroom.ru широко представлены роботы-пылесосы, мойщики окон iRobot, роботы для бассейна и газонокосильщики. Таким образом, уже сейчас практически любой человек может облегчить свою жизнь, купив помощника-робота для дома или дачи.
Преимущественное направление в изготовлении робототехники, это производство бытовых роботов помогающих по хозяйству. В принципе, робот – это механизм с человекоподобным поведением. Само слово “робот” в первый раз упоминалось в постановке писателя-фантаста Карела Чапека «Р. У. Р.» , и происходит от слова чешского происхождения “robota” , это слово значит — принудительный труд . Выходит, что именно служение людям, и есть их главная задача. Вот например – робот корейского производства, умеет убираться в доме, стирать, готовить пищу и доставлять её хозяину.
Естественно, все механизмы, созданы прежде всего, для облегчения труда и жизни человека. Разработчики и учёные со всех стран, уделяют много внимания на создание микророботов для медицины, которые способны исследовать и лечить человеческий организм, различных механизированных конечностей и т.д. Например в Японии, учёными сконструирован образец полностью самостоятельного кресла для инвалидов, которое способно самостоятельно передвигаться. В этом, креслу помогают множественные лазерные датчики, которые на расстоянии до двадцати сантиметров оценивают ландшафт, и составляют маршрут согласно с полученной информацией.
В японских клиниках уже на протяжении нескольких лет существуют роботы медсёстры и роботы медбратья, в будущем планируется, что они будут способны носить пациентов на руках. Робот весом в сто восемьдесят килограмм с покрытием из мягких материалов, будет подхватывать больного, и основываясь на данные полученные с сенсоров, доставит пациента в нужное место. Также этот механизм имеет функции распознавания лиц и голоса.
Не обойтись без роботов и в изучении мира животных. Вот например японская рыба-робот способна совершенно незаметно для других обитателей морей совершать наблюдение за косяками рыб. Рыба-робот имеет оболочку из силикона, в точности в точности повторяющею внешний вид любого вида рыбы. Под этой оболочкой спрятан сложный механизм, типа механизма балластов, использующегося на подводных лодках. Эти балласты нужны что бы осуществлять всплытие и погружение. Ну а само передвижение “чудо рыбы” осуществляется с помощью хвостовой части.
В помощь экологическим службам будут создаваться небольшие роботы типа АПИ (автономные подводные исследователи). Их задача будет состоять в том, чтобы собираясь в стаи по пять или шесть машин размером не более футбольного мяча, патрулировать глубины морей и океанов, рек и озёр собирая информацию о течении, загрязнении, давлении и вообще состоянии воды в целом.
Роботы-тараканы, способны будут уничтожать целые популяции бытовых вредоносных насекомых изнутри. Научные работники разных стран, таких как Франция и Швейцария построили прототип робота, который двигается, пахнет и смотрится как таракан, он оснащён камерами и специальными инфракрасными датчиками, которые влияют на сознание других тараканов, выводя их на свет. В недалёком будущем исследователи собираются создавать более серьёзные модели, к примеру для управления стадами животных.
Компанией Honda (Хонда)
уже много лет разрабатывается удивительный человекоподобный робот-андроид Asimo
(сокр. Advanced Step in Innovative Mobility), созданный для помощи людям с ограниченными возможностями.
Еще одним из чудес робототехники является робот-хирург «da Vinci». Этот аппарат для проведения хирургических операций установлен сотнях клиник по всему миру.
На видео ниже показано как робот–хирург зашивает виноградину в бутылке.
С каждым днём роботы становятся всё совершеннее и лучше, и недалеком будущем человек не будет представлять своей жизни без роботов.
MH собрал топ-5 роботов со всего мира: от безобидных тренажеров для начинающего робототехника до самых сложных секретных разработок американских ученых. Главным критерием в этом кастинге послужила подобность своему создателю, то есть человеку. Может быть, в далеком будущем они будут спасать людей из огня и делать тебе массаж. А может - поливать все вокруг огнем и отрывать головы. Но это - в будущем. А сейчас они еще маленькие.
Этот малополезный в хозяйстве робот поможет лишь понять сами законы робототехники: какие датчики необходимы железным человечкам, как действуют сервоприводы и массу других интересных вещей. Его рекомендуется покупать начинающим суперзлодеям и механикам-энтузиастам. В наборе, кроме отвертки, ты найдешь 16 приводных модулей, целую систему соединительных механизмов, россыпь светодиодов и количество разномастных датчиков, которое зависит от комплектации. Робот сразу после сборки умеет делать пару простых трюков - остальному ты должен научить его сам через специальную программу. Можно экспериментировать бесконечно не только с действиями робота, но и с самой формой: благодаря уникальной системе соединений он может быть и собакой, и динозавром, и пауком, и всем, на что хватит твоей фантазии. Одно мы знаем точно - жену он тебе не заменит.
Стоимость: от 23 000 рублей
Этот парень уже куда серьезней и подходит для опытных механиков: помимо 16 сервомашинок, комплект включает гироскоп (чтобы держать равновесие), профессиональный софт для программирования и даже инструменты захвата предметов! Этого робота можно обучать самым разным трюкам, но основное его назначение ты ни за что не угадаешь - Bioloid создавался для участия в соревнованиях по робофутболу и робобитвам! Удивительно, но скачет он весьма шустро, и уже обучен основным боевым приемам и ударам по мячу. Инфракрасный датчик играет здесь самую главную роль, ведь именно благодаря ему робот ориентируется в пространстве и распознает мяч и другие объекты. А что он с ними будет делать своими манипуляторами потом - зависит только от твоей фантазии.
Стоимость: от 30 000 рублей
3. Nao
Несмотря на его игрушечные размеры, с этим роботом неподготовленному человеку справиться абсолютно нереально. В маленьком корпусе спрятано огромное количество датчиков, и программируемая система подходит не только для обучающих курсов по робототехнике, но и для различных научных экспериментов. Как утверждают создатели, роботы Nao распознают друг друга, способны общаться на 19 языках и адаптироваться к окружающим условиям. Ориентироваться в пространстве ему помогают сонары-дальномеры, инфракрасные излучатели и приемники, датчики давления и даже 9 тактильных сенсоров. Это значит, что если робота погладить, он скажет тебе спасибо. А если его случайно задеть и уронить, падая, Nao воскликнет с шекспировской патетичностью. При этом тебе достаточно извиниться перед ним - и мир будет спасен от нашествия разъяренных роботов-лилипутов.
Стоимость: около 800 000 рублей
4. Asimo
Этого робота с 80-х годов неустанно совершенствуют ученые концерна Honda. В 2000 году японцы представили его общественности, и Asimo просто взорвал эфиры мировых СМИ - казалось, еще пара лет, и профессия дворника исчезнет как таковая. На деле все оказалось гораздо сложнее: несмотря на огромный потенциал робота, его совершенствуют до сих пор. А умеет он действительно многое: способен идти, бежать (9 км/ч), подниматься по лестнице и даже танцевать (в стиле робо-буги). Руки у Asimo очень ловкие, у каждой - по 14 степеней свободы. Этого достаточно, чтобы налить чай, поднести напитки (балансируя всем корпусом, чтобы не разлить) и даже толкать тележку в магазине, не натыкаясь на других посетителей. В голове у робота есть датчики, своеобразные глаза, благодаря которым он может отслеживать и узнавать человеческие лица и даже понимать язык глухонемых! А это значит, что он поймет твои жесты в субботу утром и принесет холодного пива. Однако купить так просто Asimo нельзя - можно только взять в аренду, причем ни цена аренды, ни ее правила публично не называются.
Это создание было разработано Космическим центром NASA имени Линдона Джонсона (JSC). Так же, как и Атлас, «проект Валькирия» поддерживается агентством DARPA, и это еще одна попытка создать экземпляр, наиболее подходящий для помощи в ликвидации последствий стихийных и техногенных катастроф. Все необходимое для такой работы у нашей девочки есть: она обладает в общей сложности 44 степенями свободы, может крутить головой и торсом и, в отличие от Атласа, работает целый час от батареи. Однако на данный момент разработчики не спешат раскрывать все подробности, и сможет ли Валькирия спасти коня из горящей избы - не понятно. Пока давай полюбуемся ее внешностью: в отличие от конкурентов, этот робот покрыт своеобразной одеждой из легкого пенного материала и тканью. Разработчики утверждают, что сделать «одежду» для робота, которая не ограничивает движения и не мешает доступу к основным узлам, - это отдельный научный процесс. И под него выделили целую лабораторию. Однако даже эти ребята не стали связываться с обувью, предоставив решать эту задачу DC Shoes. И правильно: не понравятся электронной барышне «туфли» - откажется еще человечество спасать.
- с жёсткой программой действий;
- манипуляторы, управляемые человеком-оператором;
- с искусственным интеллектом (иногда называемые интегральными), действующие целенаправленно ("разумно") без вмешательства человека.
Достижения в области робототехники постоянно происходят в области освоения космоса, здравоохранения, общественной безопасности, развлечений, оборона, и многих других. Некоторые из этих машин полностью автономны, некоторые требуют человеческого участия. Но все они созданы, чтобы расширить человеческие возможности, могут перемещаться и проникать в сложные либо опасные места, куда не попасть нам самим. Здесь собраны роботы, которые были созданы за последние пару лет.
Двуногого человекоподобного робота «Атлас» разработала американская робототехническая компания Boston Dynamics. Он был представлен СМИ в ходе пресс-конференции в the University of Hong Kong, 17 октября 2013 года. Высота этого робота 1,83 метров в высоту, масса 149,7 кг. Робот сделан из алюминия и титана, и обошелся он в 1,93 млн. долларов. Он способен выполнять разнообразные движения, которые естественны для человека, как ходьба или гимнастика.
22-х летний французский пациент Флориан Лопез держит ветку дерева его новой бионической рукой в центре реадаптации Coubert к юго-востоку от Парижа, 3 июня 2013 года. Лопез потерял три пальца в результате несчастного случая в конце 2011 года, и стал первым французским пациентом, получившим такую искусственную конечность. Стоимость такой механической рукой составляет 42 000 евро, и уже используется в Шотландии и США.
MVF-5 — многофункциональная роботизированная система пожаротушения, разработанная компанией Dok-Ing тушит автомобиль из водяной пушки. Она была представлена на ежегодной конференции по теме «Робототехника в чрезвычайных и кризисных ситуациях, использование военных роботов для гражданской защиты» в городе Bouches-du-Rhone на юге Франции.
Мужчина держит на руках робот Telenoid R1 на ярмарке Инноваций Робототехники Innorobo 2013. На данной конференции компании и исследовательские центры представляли свои новейшие технологии в области робототехники, 19 марта 2013 года в Лионе. Робот Telenoid R1 предназначен как робот телеприсутствия, т.е. для того, чтобы имитировать присутствия удаленного человека, например, внука. И позволяет людям общаться в более естественной обстановке.
Два четвероногих робота, бегущих через поле во время тестирования. Подобные полуавтономные машины созданы, чтобы помочь перевозить тяжелые грузы по пересеченной местности, взаимодействуя подобным образом с войсками, вместо настоящих животных.
9 октября космический корабль НАСА «Юнона» пролетал рядом с Землей, чтобы использовать ее гравитацию для разгона, и отправился к Юпитеру. Камера «Юноны» запечатлела в этот момент Землю для того, чтобы проверить приборы и убедиться, что все идет по плану. Корабль Юнона был запущен НАСА с космического Центра Кеннеди во Флориде 5 августа 2011 года. Ракета Юноны Atlas 551, была способна дать Юноне разгон, достаточный только для того, чтобы он достиг пояса астероидов. После чего сила притяжения Солнца вновь заставила Юнону вернуться к внутренней части солнечной системы. Гравитация Земли гравитационной увеличит скорость корабля, чтобы он смог взять курс на Юпитер, и достигнет его 4-го июля 2016 года.
На этом фото, сделанном 6 октября 2013, лазерные лучи освещают робота во время выступления в ресторане Токио.
Робот SWAT с дистанционным управлением — это маленький управляемый танк со щитом для полицейских. Он был продемонстрирован в Санфорде, штат Мэн 18 апреля 2013 года. Его компания-создатель говорит, что их устройство поможет бригадам спецназа и другим службам экстренного реагирования защищаться при задержке вооруженных противников.
Прототип роботизированного угря в бассейне внутри института машиностроения Нового Орлеана 2 октября 2012 года. Робот-угорь может пробираться через опасные воды почти незаметно, двигаясь на малой скорости. Что не позволяет обнаружить его с помощью систем радиолокационного обнаружения, какие имеются у глубоководных мин.
Президент США Барак Обама пожимает руку робота на научной ярмарке проектов в Государственной Столовой Белого Дома в Вашингтоне, округ Колумбия на 22 апреля 2013 года. Обама посещал в Белом Доме Научную Ярмарку и поздравлял победителей соревнований в различных областях науки, технологии, конструирования и математики (STEM) со всей страны.
Робот-дракон на средневековом зрелище «Драконье Жало» поджигает елки в Furth im Wald, Германия, 24 января 2013 года.
Роботизированная летающая платформа с камерой снимает водителя Норвегии Андреаса Миккельсена и финского штурмана Микко Марккула на автомобиле Volkswagen Polo R WRC во время отборочного этапа чемпионата Мира FIA по Ралли Италии на итальянском острове Сардиния на 20 июня 2013 года.
Роботизированные подвижные цели, установленные для использования как движущиеся мишени в целях теста на 2 базе морской пехоты в Куантико, Вирджиния 24 сентября 2013 года. Роботы, разработанные австралийской компанией «Марафон» ростом со среднего человека, падают при попадании выстрелов, и могут двигаться со скоростью ходьбы или бега. Подобный тест — наиболее эффективный метод для обучения стрельбы по движущимся мишеням из карабина М4 или автомата М27.
Роботы доставляют блюда клиентам в роботизированном ресторане в Харбине, КНР 12 января 2013 года. Ресторан был открыт в июне 2012 года, и сразу же стал известен, благодаря использованию 20 роботов, ростом 1,3-1,6 м, которые умеют готовить и доставлять блюда. Роботы могут работать непрерывно в течение пяти часов после двух часов зарядки, и способны отображать более 10 выражений эмоций на их лицах, и произносить основные фразы приветствия клиентам.
Мобильная рыбная система, разработанная компанией Lockheed Martin, постоянно перемещается по поверхности океана, в водах более 12000 футов глубиной. Она совершает работу по решению потенциальных проблем, связанных с воздействием на качество воды или воздействия на морское дно. Система работает за счет интеграции спутниковой связи, дистанционного зондирования земли, управляется двигателем и имеет программное обеспечение для описания ситуации.
Робот-очиститель Toshiba для работы внутри АЭС во время демонстрации в техническом центре компании Toshiba в Йокогаме 15 февраля 2013 года. Робот на гусеницах разбрасывает сухой лед для удаления частиц загрязнения полов и стен. Он будет использоваться для очистки последствий атомной электростанции Фукусима.
Датский ученый Генрих Scharfe (справа) позирует с его роботом Geminoid-DK во время презентации на Национальной Робототехнической Олимпиаде в Сан-Хосе 16 августа 2013 года. Робот Geminoid-DK выглядит как точная копия своего творца, профессора Scharfe.
Этот снимок НАСА — это одна из серии фотографий, заснятой в процессе расстыковки корабля SpaceX Dragon-2 с Международной Космической Станцией 26 марта 2013 года. Космический корабль, наполненный экспериментами и старыми запасами, можно увидеть в руке робота-манипулятора CanadArm2 после того, как он был отстыкован от космической станции. «Дракон» должен будет совершить посадку в тихом океане у берегов Калифорнии позднее в тот же день. В центре фото можно наблюдать Луну.
Зак Вотер, 31-летний программист из Сиэтла готовится подняться на 103 этажную Уиллис-Тауэр с помощью первой в мире нейронной контролируемой бионической ноги в Чикаго 4 ноября 2012 года. По данным Чикагского института реабилитации, их Центр бионической медицины занимается разработкой технологии, которая позволяет людям с ампутированными конечностями, таким как Вотер лучше контролировать протезы собственным разумом.
Верблюды, оседланные роботами-жокеями, во время еженедельных верблюжьих гонках в Кувейте 26 января 2013 года. Роботы управляются погонщиками, которые следуют в своих автомобилях сзади на протяжении всего трека.
ГРОВЕР — новый дистанционно управляемый аппарат для изучения и исследования вершин в Гренландии, 10 Мая 2013 года. ГРОВЕР является автономным управляемым роботом на солнечных батареях, и везет радиолокационное оборудование для изучения ледникового щита Гренландии. Его результаты помогут ученым понять, как тают массивные ледяные покровы. После загрузки и тестирования Гровера, команда начала тестировать робота на льду 8 Мая, при ветре, скоростью до 37 км/ч и температуре наружного воздуха до минус 30 градусов Цельсия.
Человекоподобный робот-бармен «Карл» жестикулирует перед гостями в Робот-Баре в восточном немецком городе Ильменау 26 июля 2013 года. «Карл», разработанный и построенный компанией «Мехатроника» инженером Бен Шефер, готовит коктейли, и может вести небольшие беседы с клиентами.
X-47B, демонстрационные запуски с авианосца ВМС США «CVN 77». После завершения своего первого полета, совершил посадку на взлетной палубе авианосца. Посадка данной роботизированной системы — это первый случай посадки беспилотного самолета в море.
Робот помогает пассажирам найти свой путь через зону получения багажа Женевского Международного Аэропорта 13 июня 2013 года. Робот создан, чтобы сопровождать путешественников до различных объектов, таких как багажное отделение, банкомат, душевые и туалеты.
Вид из передней камеры Марсохода НАСА 29 августа 2013 г. Действующий по сей день марсоход ездит по поверхности Марса для сбора данных уже почти 10 лет, с момента его посадки января 2004 года.
Компания Kokoro представляет человекоподобного робота, которого зовут «Actroid» (слева) и его внутреннее устройство (в центре) в штаб-квартире компании в Токио 7 февраля 2013 года.
Россер Прайор, совладелец и президент компании «Автоматизация», сидит рядом с новым высокопроизводительным промышленным роботом в Атланта-центре 15 января 2013 года. Прайор, который уволил 40 из 100 работников со времен рецессии, говорит, что компания зарабатывает достаточно, чтобы нанять еще десяток человек, но он вкладывает деньги в автоматизацию и программное обеспечение.
Китайский изобретатель Tao Xiangli собирает компоненты для его самодельного робота во дворе его дома в Пекине 15 Мая 2013 года. 37-летний китаец потратил порядка 24 тысяч долларов, и около года работы, чтобы собрать робота из переработанного лома металлов и электрических проводов, которые он приобрел на вторичном рынке. Робот 2.1 метра в высоту и весит около 480 килограммов.
Фотографы фотографируют нового четвероногого робота корпорации Toshiba, который, как говорит компания, способен выполнять восстановительные работы последствий цунами на Фукусиме. Новый робот умеет ходить на неровных поверхностях, обходить препятствия и подниматься по лестнице. Робот оснащен камерой и дозиметром, и может передвигаться в условиях атомной электростанции, через дистанционное управление.
Робот осматривает руины входа в туннель в археологической секции Храма Кецалькоатля возле Пирамиды Солнца в Теотиуакане на археологических раскопках, примерно в 60 км к северу от Мехико, 22 апреля 2013 года. Робот обнаружил три древние камеры в последней секции неизведанных туннелей в знаменитом Теотиуакане. Это первое подобное открытия роботов в этой латиноамериканской стране.
Инженер делает настройку робота «Невероятный Бионический Человек» в Смитсоновском Национальном музее авиации и космонавтики в Вашингтоне, округ Колумбия 17 октября 2013 года. Впервые в мировой истории, был создан робот путем искусственной имплантации человеческих органов.
14.06.2006, 15:46NesterOff
Робот (чеш. robot, от robota - подневольный труд, rob - раб), машина с антропоморфным (человекоподобным) поведением, которая частично или полностью выполняет функции человека (иногда животного) при взаимодействии с окружающим миром. Первые упоминания о человекоподобных машинах встречаются ещё в древнегреческих мифах. Термин "робот" был впервые введён К. Чапеком в пьесе "R. U. R." (1920), где Роботами называли механических людей. В настоящее время робототехника превратилась в развитую область промышленности: тысячи промышленных роботов работают на различных предприятиях мира, подводные манипуляторы стали непременной принадлежностью подводных исследовательских и спасательных аппаратов, изучение космоса опирается на широкое использование роботов с различным уровнем интеллекта.
С развитием робототехники определились 3 разновидности Роботов:
Большинство современных Роботов (всех трёх разновидностей) - Роботы - манипуляторы , хотя существуют и другие виды Роботов (например, информационные, шагающие и т. п.). Возможно объединение Роботов первой и второй разновидностей в одной машине с разделением времени их функционирования. Допустима также совместная работа человека с Роботами третьего вида (в так называемом супервизорном режиме).
Первые Роботы ("андроиды" , имитировавшие движения и внешний облик человека) использовались преимущественно в развлекательных целях. С 30-х гг. в связи с автоматизацией производства Роботы - автоматы стали применять в промышленности наряду с традиционными средствами автоматизации технологических процессов, в частности в мелкосерийном производстве и особенно в цехах с вредными условиями труда.
Отсюда же можно получить информацию о термине "РОБОТИЗАЦИЯ":
Роботизация
- вытеснение людей из производительного процесса,
с заменой их на автоматизированные и роботизированные станки и производственные линии,
в связи с чем высвобождаются ресурсы для развития сферы услуг.
Промышленный Робот манипулятор имеет "механическую руку" (одну или несколько) и вынесенный пульт управления или встроенное устройство программного управления, реже ЭВМ. Он может, например, перемещать детали массой до нескольких десятков кг в радиусе действия его "механических рук" (до 2 м), выполняя от 200 до 1000 перемещений в час. Промышленные Роботы - автоматы имеют преимущество перед человеком в скорости и точности выполнения ручных однообразных операций. Наиболее распространены Роботы манипуляторы с дистанционным управлением и "механической рукой", закрепленной на подвижном или неподвижном основании. Оператор управляет движением манипулятора, одновременно наблюдая её непосредственно либо на телевизионном экране; в последнем случае. Роботы снабжается "телевизионным глазом" - передающей телевизионной камерой. Часто Робот оснащают обучающейся автоматической системой управления. Если такому Роботу "показывают" последовательность операций, то система управления фиксирует всё в виде программы управления и затем точно воспроизводит при работе. Роботы-манипуляторы используют для работы в условиях относительной недоступности либо в опасных, вредных для человека условиях, например в атомной промышленности, где они применяются с 50-х гг. В 60-х гг. появились подводные Роботы-манипуляторы разнообразных конструкций и назначения: от глубоководных управляемых аппаратов с "механическими руками" (в частности, для захвата образцов породы со дна моря и т. д.) и ползающих по морскому дну платформ с исследовательской аппаратурой до подводных бульдозеров и буровых установок. Подобные манипуляторы применяются и в космонавтике, на американских "Шаттлах".
В конце 60-х гг. в робототехнике возникло новое научное направление, связанное с созданием интеллектуальных Роботов. Такие Роботы имеют датчики очувствления (сенсорную систему), воспринимающие информацию об окружающей обстановке, устройство обработки полученной информации (искусственный интеллект) - специализированную ЭВМ с набором программ - и исполнительные механизмы (моторную систему). Действия интеллектуального Робота обладают некоторыми признаками человеческого поведения: датчики собирают информацию о предметах окружающего мира, их свойствах и взаимодействии; на основе этих данных искусственный интеллект формирует модель внешнего окружения и принимает решение о последовательности действий Робота, которые реализуются исполнительными механизмами. К 1975 интеллектуальные Роботы находились в стадии научных разработок и попыток использования их в промышленности. Работы над искусственным интеллектом проводились также и в НИИ военно-промышленного комплекса.
Робот – это универсальный автомат, позволяющий выполнять механические действия. Его принципиальной особенностью является быстрая оперативная перестройка с одной выполняемой операции на другую. Существует несколько разновидностей роботов и для каждого из них имеется своё определение. Чаще всего говорят о трёх поколениях роботов: промышленных роботах или манипуляторах, адаптивных роботах и роботах с искусственным интеллектом или как говорили раньше – интегральных роботах.
Первые шаги робототехники
Конец 19 и начало 20 столетий характеризуется выдающимися открытиями в области науки и техники. Появились и начали широко применяться различные электрические устройства, генераторы тока, электрические двигатели, аккумуляторы, были изобретены телеграф и телефон. Электрическая энергия начала использоваться всё шире и шире. В начале 20 столетия начали интенсивно развиваться новые науки – радиотехника, электроника. Новые научные открытия и изобретения позволили проблему создания роботов перевести на новый, более совершенный фундамент. Появились реальные возможности оснастить робот зрением – фотоэлементами, слухом – микрофонами, речью – громкоговорителями.
В то же время начали появляться первые плоды науки, которая позже стала называться кибернетикой. Учёные и инженеры начали разрабатывать устройства, которых, хоть и скромно называли кибернетическими игрушками, создавали отнюдь не для развлечения. Они служили примером практического воплощения идей автоматического управления, моделировали поведение живых организмов в простейших ситуациях. Большую известность среди этих кибернетических игрушек приобрели устройства, напоминающие черепах, жуков, белок, собак и др. Первые простейшие схемы таких устройств, способных двигаться в направлении света, разработал основатель кибернетики Н. Винер.
Наибольшую известность приобрели три “черепашки” , созданные английским биофизиком и нейрофизиологом Г. Уолтером в 1950 – 1951 гг. Эти устройства представляют собой самодвижущиеся электромеханические игрушки, способные ползти на свет или от него, обходить препятствия, заходить в “кормушку” для подзарядки разрядившихся аккумуляторов и тому подобное. “Черепашки ” приводятся в движение с помощью двух электродвигателей, питаемых от аккумуляторов. Первый двигатель обеспечивает поступательное движение устройства, второй, расположенный на рулевой колонке, изменяет направление движения. Чувствительными элементами первых двух “черепашек ” Г. Уолтера являются фотоэлемент, расположенный на рулевой колонке, и механический контакт, замыкаемый при наезде на препятствие. Управление поведением осуществляется с помощью несложной электронной схемы с обратной связью. Несмотря на очень простое устройство, “черепашки ” демонстрируют забавные свойства. В темноте или при слабом свете они беспорядочно ползают, как будто что-то ищут. Натыкаясь на препятствие, они сворачивают и пытаются их обойти. Если имеется достаточно сильный источник света, они его скоро “замечают” и решительно направляются в его сторону (положительный тропизм). Однако подойдя к свету слишком близко, они от него отворачиваются (отрицательный тропизм). Теперь они двигаются вокруг источника света, находя для себя оптимальные условия и непрерывно поддерживая их (гомеостазис). Между двумя источниками света “черепашки ” совершают путешествия от одного к другому, наподобие буриданова осла, который, как известно, умер от голода, находясь между двумя одинаковыми копнами сена, не будучи в состоянии выбрать, какой из них вкуснее. Две черепашки “видят” и “узнают” друг друга по зажженной лампочке и ползут друг другу навстречу.
Самые современные роботы
В аптеках Шанхая работают роботы-фармацевты
.
Надо просто нажать на сенсорный экран с описанием симптомов, и робот поставит
диагноз и даст необходимые рекомендации. Дальше остается только предложить
автомату купюру, и лекарство можно забирать.
Роботы-санитары.
Работают в некоторых британских больницах. Роботы производит сухую и влажную
уборку, сами выбрасывают мусор, заправляются чистящими средствами и
подзаряжаются. В отличие от живых уборщиц, никогда не бубнят
под нос и отличаются доброжелательным отношением к окружающим. Встретив кого-то
на своем пути, они извиняются и докладывают, чем они сейчас заняты.
В Южной Корее сконструировали сторожевого робопса для охраны частных усадеб. Пес весит 40 кг, в его нос встроена фотокамера, а в корпусе имеется сотовый телефон, который немедленно посылает сигнал хозяину в случае обнаружения опасности. В критических случаях робот способен сам вызвать полицию.
Робот-фотограф.
Его называют «стоп-кадр» и используют для фотографирования людей на вечеринках и
других мероприятиях. Робот сам выбирает оптимальный ракурс и наводит объектив на
лица. Как правило, 90 процентов снимков, сделанных роботом, оказываются
удачными.
Японский семейный робот
.
Он запоминает до 7 членов семьи и распознает их по лицам или голосу. Словарный
запас – 65 тыс. фраз и 1000 отдельных слов. Он держит в памяти привычки каждого
члена семьи и пытается находить к каждому подход. Он краснеет в ответ на шутку и
бледнеет в замешательстве.
И еще одно изобретения японцев - Рободансер
.
Робот-танцор способен попеременно выдавать диско, панк, фанк, рок, хипхоп, брэйк
и т.д. Заряда батареи хватает на 45 минут. За это время робот предлагает
всевозможные движения для танцующих вокруг людей. В ушах у него стерео
микрофоны, которые улавливают малейшие звуки. В начале следующего года
планируется поставить таких роботов на ведущие дискотеки мира.
Механическая актиния.
Зачем это нужно, непонятно, но робот точно имитируют поведение морской актинии.
У него гибкое силиконовое тело, а пять щупалец чутко реагируют на освещение и
движения внутри и за стеклом аквариума. Напуганный робот-актиния уползает в
угол.
Мисс любезность
.
Это робот – личный помощник, которого можно возить с собой на симпозиумы и
конференции. Робот Грейс самостоятельно нашла дорогу в зал заседаний, не сбив
никого на своем пути, а в зале поприветствовала всех улыбкой и взмахом руки.
Робот постоянно совершенствуется и пополняет свой словарный запас. Грейс уже
может ездить на эскалаторе, понимает несложные фразы и пытается общаться.
Крысы-киборги:
американские ученые вживили микрочип в мозг крыс. Теперь крысами можно управлять
на расстоянии 500 метров. Предполагается, что киборги будут незаменимыми в
поиске людей, оказавшихся под завалами.
Ученые американского университета Карнеги сконструировали робота-старика . Это очень занимательный и милый андроид с чертами старого горемыки из русских народный сказок. Простенькая система интеллекта позволяет роботу сносно общаться с окружающими. При этом он по-старчески шамкает, бубнит что-то под нос, чихает и икает. На расспросы он отвечает, что из семьи пастуха, а главное его изобретение – это плитка шоколада. Наибольший восторг публики робот вызывает, когда просит простить его за старческий маразм.
«Робот – машина. В этом можно не сомневаться, хотя, наверное, некоторые люди будут воспринимать их как домашних животных, ибо такова человеческая природа. Только стандартизация дешёвых роботов общего назначения поможет нам ещё глубже осознать бесконечное разнообразие типов человеческой внешности и поведения. Будем надеяться, что это поможет нам быть терпимее друг к другу». Дж. Янг.
Три закона робототехники для роботов
Первый Закон:
Робот
не может причинить вред человеку или своим бездействием
допустить, чтобы человеку был причинен вред.
Второй Закон:
Робот
должен повиноваться командам человека, если эти команды не
противоречат Первому Закону.
Третий Закон:
Робот
должен заботиться о своей безопасности, поскольку это не
противоречит Первому и Второму законам.
Законы для роботов сформулировал Айзек Азимов в своём произведении "Три закона робототехники (Айзек Азимов)
".
