Роботы, основные категории. Умения самых современных роботов в мире

Рич Уокер демонстрирует роботизированную руку, созданную, чтобы помогать военным, в центре оборонного предприятия в Оксфорде 11 февраля.

Стоматолог демонстрирует использование нового гуманоида по имени Ханако, разработанного инженерами местных университетов Токио. Робот поможет будущим стоматологам на практике. У Ханако есть зубы из твердого пластика, а также реалистичная полость рта, которая может кровоточить и имеет слюноотделение, как у обычного человека. Робот также распознает голоса и речь, так что студенты смогут не только улучшить свои профессиональные способности, но и научиться общаться с пациентами.

Андроид из Южной Кореи по имени “EveR-3″ в традиционном костюме во время выступления в мюзикле в Сеуле 18 февраля. Разработанный в Южной Корее робот, заявленный в пьесе «Принцесса-робот и семь гномов», уже назначен на другие роли в этом году.

Подозреваемый Уоррен Тэйлор лежит на земле, сдавшись роботу у почтового отделения в Витевилле 23 декабря 2009 года. Тэйлор обвиняется в захвате заложников.

Робот-гуманоид без «лица» представлен на крупнейшей выставке роботов в Токио 28 ноября 2009 года. Этот робот в натуральную величину призван помочь студентам-стоматологам. Зовут его «Симроид» (сокращенно от «симулятор» и «гуманоид»). Робот имеет реалистичную кожу, глаза и рот, в который можно поместить копии настоящих зубов, чтобы студенты могли их сверлить. Робот, кстати, умеет плакать, если вдруг лечение пошло не так.

Четвероногий робот по имени БигДог создан, чтобы помогать солдатам носить тяжелое снаряжение в поле.

Робот по имени Робови- II, разработанный японским институтом исследования роботов «ATR», ездит в супермаркете во время «шопингового» эксперимента в Киото 6 января. Робот приветствует покупателя у входа в магазин, а затем следует за ним с корзиной, напоминая о продуктах, которые нужно купить. Эти продукты покупатель заблаговременно вносит списком в специальное устройство в роботе.

Выпускник Массачусетского института технологий Кентон Уильямс проверяет лицо робота по имени Некси 5 марта.

Робот компании «The Shadow Robot» с захватным устройством в руке выполняет задание на мероприятии «Streetwise Robots» в музее науки 6 мая 2008 года в Лондоне. У этого робота есть 40 мышц, которые позволяют ему делать до 24 движений.

На этих фотографиях можно увидеть «кибернетического человека» HRP-4C, который выглядит как обычная японская девушка. Робот выражает различные эмоции: гнев (слева) и удивление (справа).

Капитан Джудит Галлахер из подразделения снайперов демонстрирует противовзрывного робота, известного как ‘Dragon Runner’ во время фотосессии, посвященной военным технологиям, в Лондоне 17 марта. Робот весит 10-20 кг и легко умещается в рюкзаке солдата, к тому же, он может работать на грубых поверхностях.

Робот-учитель английского языка стоит перед детьми в начальной школе Тэджона, в 140 км о тСеула, 11 декабря 2009 года. Роботы-учителя, которые никогда не сердятся и не делают саркастичных замечаний, произвели в некоторых школах Южной Кореи настоящий фурор.

Роботы собирают автомобили «Nissan Patrol» на заводе компании «Nissan Shatai Kyushu Co.» в Канда Тауне, префектура Фукуока, Япония, 24 февраля.

Новый робот японской компании «Kawada Industries» по имени Некстейдж перерезает ленточку вместе с другими официальными лицами на церемонии открытия Международной выставки роботов в Токио 25 ноября 2009 года.

Играющие в футбол роботы на крупнейшей ярмарке технических новинок «CeBIT» 2 марта 2010 года в Ганновере. На ярмарке, проходившей с 2 по 6 марта, свои продукты представляли 4157 компаний из 68 стран.

Американский солдат проходит мимо робота, предназначенного для разминирования объектов, которого назвали в честь мультяшного робота Валли, в лагере Лезернек в провинции Гильменд 10 марта.

Студент инженерного факультета успокаивает ребенка-робота во время презентации в лаборатории университета Цукубы 12 февраля. Робот Ётаро смеется и размахивает ножками, если помахать перед ним погремушкой, но может заплакать и закапризничать, если щекотать его слишком часто.

Работник инженерной компании «Festo» дает гантелю роботу 15 апреля 2007 года в Ганновере накануне технологической ярмарки.

«Луноход-2» (яркая точка наверху слева) и осталенные им следы (слабые, в центре) на поверхности Луны 12 марта 2010 года. Снимок сделан с Лунного орбитального зонда. «Луноход-2» высадился на Луну 15 января 1973 года и проработал почти четыре месяца, преодолев расстояние в 37 км.

Рабочий проходит мимо двурукого робота по имени «Мотоман» японской компании «Yaskawa Electric» во время последних приготовлений к промышленной ярмарке в Ганновере 18 апреля 2008 года.

Солдат наблюдает за роботом-сапером в административном здании в провинции Яла, примерно в 1084 км к югу от Бангкока 18 февраля. Житель местного поселка сообщил полиции о подозрительном коробке на улице. В коробке ничего не оказалось.

Актер Бранч Уоршэм танцует с роботом на генеральной репетиции мюзикла «Роботы» в театре «Барнабе» в Сервионе, недалеко от Лозанны, 22 апреля 2009 года. В мюзикле рассказывается история о человеке, ушедшем в добровольное изгнание с тремя роботами (дворецким, домашним питомцем и танцовщицей), к которому приходит женщина, представляющая собой последнюю связь с человеческим миром.

На этом фото, опубликованным 16 февраля израильской компанией, вы видите средневысотный беспилотный летательный аппарат с большой продолжительностью полета «Heron» для стратегических и тактических миссий. С размахом крыльев до 16,6 метров и стартовым весом в 1250 кг этот самолет может набирать высоту до 9144 метров и может летать до 50 часов без остановки. В данный момент ими пользуются силы коалиции в Афганистане, полагаясь на их способности к разведке и добыче информации в реальном времени, которую они могут доставить прямо командирам и солдатам на передовой линии.

Робот-гуманоид, разработанный специально для того, чтобы привлечь интерес студентов к роботам, представлен на всеобщее рассмотрение профессором института технологии Ниппон Юичи Наказато (вверху справа) в Мияширо 19 декабря 2009 года.

Израильский эксперт по взрывчатым веществам управляет роботом после запланированной детонации взрывчатки на пляже Палмачим к югу от Телль-Авива 3 февраля.

Робот Махру-Зед (справа), разработанный корейским институтом науки и технологии, берет тосты в Сеуле 15 января. Южнокорейские ученые разработали ходячего робота, который может убирать дом, бросать вещи в стиральную машину и даже разогревать еду в микроволновке. На разработку этого робота у института ушло два года. Робот 1,3 метра в высоту и весит 55 кг.

Вид кратера Консепсьон, сделанный с марсохода НАСА «Opportunity» в феврале 2010 года. Консепсьон - молодой кратер, являющийся целью автономного исследования марсоходом «Opportunity». Используя систему автономного исследования, ровер проанализировал снимки на предмет обнаружения черт, больше всего подходящих критериям цели - в данном случае, камни, которые были крупнее и темнее. Затем ровер использовал программу для боле детального обследования предмета с помощью панорамной камеры.

«Ребенок-робот с биомиметрическим телом», или (сокращенно) “CB2″ осматривается в лаборатории в Осаке 30 августа 2007 года. Робот сделан «в образе» настоящего ребенка в возрасте от одного до трех лет, чтобы помочь в изучении вопросов, связанных с развитием детей.

Студент отделения «Imformatics PHD» Себастьян Битцер отжимается рядом с запрограммированным гуманоидом Кондо в здании форума «Imformatics» в университете Эдинбурга 3 сентября 2008 года.

Робот Топио играет в пинг-понг на Междуанродной выставке роботов в Токио 25 ноября 2009 года. Этот двухпедальный робот-гуманоид создан для игры в настольный теннис против людей.

Военный самоходный робот «Крашер» едет по пустыне в Нью-Мехико 19 февраля 2008 года. Этот шестиколесный грузовик весом в 6,5 тонн и пулеметом 50-го калибра на крыше не имеет ни водителя, ни мест для солдат. «Крашер» - это управляемый автоматически автомобиль, который никогда не увидит настоящее битвы.

Ампутированная рука Пьерпаоло Петруцциелло соединена электродами с роботизированной рукой во время эксперимента под названием «Рука жизни» в био-медицинском кампусе университета Рима. Эксперимент проводился, чтобы позволить человеку управлять своими протезами мысленно. В декабре 2009 года группа европейских ученых объявила, что они успешно соединили роботизированную руку с рукой человека - Петруцциелло, который потерял руку в автомобильной аварии. Это позволило ему управлять протезом силой мысли и чувствовать различные импульсы в искусственной руке. Эксперимент длился месяц. Ученые говорят, что это был первый раз, когда человек с ампутированной конечностью мог делать сложные движения, используя мысли для управления биомеханической рукой, присоединенной к его нервной системе.

Рука робота для нового марсохода НАСА согнута почти на 90 градусов. Роботизированная рука проходит испытание в лаборатории по разработке реактивного двигателя в Пасадене, Калифорния. Марсоход получил название «Curiosity» (с англ. «любознательность») и должен быть запущен в октябре 2011 года. Рука со специальными инструментами будет двигаться, чтобы собрать образцы марсианских камней и почвы. Эта рука идентична той, что будет установлена на марсоход «Curiosity».

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, 15:46
NesterOff

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:

с жёсткой программой действий;

манипуляторы, управляемые человеком-оператором;

с искусственным интеллектом (иногда называемые интегральными), действующие целенаправленно ("разумно") без вмешательства человека.

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) ".

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.

Использование роботизированной техники и роботов сейчас является жизненной необходимостью, а не только показателем прогресса или наступления напророченного фантастами будущего. Увеличение объемов производства, усложнение процессов, необходимость в автоматизации – это лишь поверхностные причины, по которым роботы смогут занять значимое место в жизни человека. Кроме того, есть также необходимость исключения человеческого фактора (например, при произведении сложных вычислений или опасных манипуляций), защита человеческих жизней.

Впрочем, можно не только для помощи, но и ради развлечения и получения прибыли.

Основные тенденции развития робототехники

Основные направления развития сегодня – полная автоматизация и интеллектуальный алгоритм работы. От самоочищающихся туалетов для домашних животных и роботов-пылесосов до 3D печатных роботов, которые способны самостоятельно собирать себя, когда его детали нагреты до определенных температур.

Внедрение искусственного интеллекта позволило добиться разработки машинного зрения, автоматизированной работы, алгоритма самообучения и усложнения функций. Даже простой современный робот-пылесос уже способен произвести сильное впечатление способностью ориентироваться в пространстве, применением алгоритма решений для каждой отдельной задачи.

Одно только машинное зрение позволило развить новое поколение роботов-манипуляторов, способных обнаружить и распознать объект, подобрать соответствующий ему механизм взаимодействия. Развитие рынка робототехники в мире позволит сократить расходы на конвейеры и процессы перемещений, совершенствуя рабочий процесс производителей, операторов складов.

В данном контексте стоит упомянуть и стартапы вроде Fetch Robotics , Clearpath Robotics , и зрелые проекты Kuka/Swisslog , Adept Technologies .

Применение роботов в современном мире

Достаточно сложно ответить на вопрос - для чего нужны роботы в современном мире. Учитывая приоритетные направления развития , нельзя не упомянуть об уже сложившейся в мире ситуации: кроме вышеописанного концерна БМВ существует огромное количество фирм и компаний, где количество механических сотрудников примерно равно или даже превышает число живых рабочих.

Так, например, в японской автомобильной индустрии используют рекордное количество промышленных роботов – на каждый десяток тысяч работников приходится более полутора тысяч машин.

Современные военные роботы выпускаются в почти массовых масштабах – только в 2016 году на вооружение американской армии поступило более 5 тысяч роботов-грузчиков и манипуляторов, 25 тысяч дронов и разведывательных аппаратов. Если говорить языком денег, то развитие роботизированных военных систем в США в 2014-2018 годах уже потребовало 23,8 миллиардов долларов, из которых 21 миллиард ушел на БПЛА.

Внедряется современная робототехника в таких известных компаниях, как Адидас (перенос производства в Германию в 2017 году планируется сопроводить массовым внедрением роботов), вышеупомянутые BMW, Shenzhen Evenwin Precision Technology Co. Китайские и вовсе выстроили завод, рассчитанный исключительно на роботов, оставив людей лишь в управленческом аппарате.

В целом стоит выделить несколько основных направлений прогресса, интереса и востребованности подобных технологий:

Робототехника в быту (сервисные роботы).

Няньки, уборщики, обслуживающий персонал, грузчики, сиделки, газонокосильщики, учителя – спрос на таких роботов будет огромен, а их потенциал практически не ограничен.

Особенно интересны роботы-уборщики . Вернее, трио однотипных механизмов – уборщика, охранника и сиделки, созданных по схожему принципу и стоящих сейчас около 10 тысяч долларов. Их планируют совместить в единый многофункциональный технический организм. Ожидается, что к 2025 объем производства такой техники будет превышать 50 миллиардов долларов.

Домашние животные – достаточно старая категория роботов, которая раньше воспринималась лишь как дорогая игрушка. Сейчас функционал таких механизмов значительно расширился – от помощи детям с проблемами с координацией до банальной защиты дома и охоты за грызунами.

Мойщик окон – учитывая, что мойщики окон чаще всего требуются на многоэтажные небоскребы, профессия эта опасна для человека, а вот для механизма – самое оно. Сегодня рынок предлагает два вида таких роботов: двумодульные (навигация и чистка) и одномодульные. В России они доступны под именем Hobot 168.

Промышленные роботы.

Промышленные роботы в современном производстве составляют сегодня наибольший процент среди всех видов роботов. В качестве примера можно привести компанию BMW, которая использует более 8 тысяч роботов только в процессе создания и сборки машин и мотоциклов. Кроме того, концерт также выпускает роботизированные автомобили, способные самостоятельно ориентироваться в окружающей обстановке (еще один пример – гуглмобиль), применяет в краш-тестах сложных сенсорных роботов. Но лидером на данный момент, пожалуй, пока еще является Китай.

Кроме сборщиков, широко используются такие виды современных роботов, как роботы-разнорабочие , сварщики , укладчики , совместные роботы.

Робот разнорабочий выполняет типовые операции вроде сортировки, разгрузки, упаковывания, шлифования и так далее. Последние модели самообучающиеся и могут быть настроены под нужную модель поведения. Всего предлагается две версии – непосредственно для производства и для обучения, исследований.

Робот сварщик . В сварке задействовано почти 20% всех промышленных роботов. Позволяют быстро и качественно осуществлять электродуговую, точечную, аргонно-дуговую сварку. Кроме того, они многофункциональны и могут менять режимы сварки только за счет замены горелки.

Робот-укладчик . Такие компании как Möllers North America, KUKA, Frain Industries и многие другие используют роботизированных укладчиков. Они просты в своей кинематике, способны ориентировать грузы в 4 горизонтальных плоскостях, более мобильны и удобны, чем простые погрузчики.

К моменту начала 2017 года доля «коллективных» роботов составляет 6% общего роботорынка, но этот процент неуклонно растет. Вероятно, в числе лидеров по их производству может оказаться компания ABB (после того, как она приобрела gomTec с их роботом Робертой). Специалисты прогнозируют падение стоимости таких изделий до 10 тысяч долларов и, как следствие, резкое увеличение их использования в различных отраслях.

Медицинские роботы.

Киберпротезы и нанотехнологии, роботизированные интегрированные элементы, 3D-биопринтеры для воссоздания жизнеспособных внутренних органов используются уже сейчас.

Робот-экзоскелет . Как и протезы, очень востребованы роботизированные медицинские экзоскелеты. В качестве примера можно привести Hybrid Assistive Limb, благодаря которому прикованный к инвалидному креслу пациент сможет научиться подниматься по лестнице. Или NEUWalk, стимулирующий током поврежденный спинной мозг, позволяющий почти парализованным людям ходить. Роль роботов в медицинской сфере практически невозможно переоценить. Нанороботы. Так, например, ученые из Германии в данный момент создают нанороботов для перемещения глазной либо кровяной жидкостей, восстановления поврежденных клеток, адресной доставки лекарств.

Большие надежды на использование роботов в современном мире возлагаются на роботов-хирургов, медсестер, симуляторов пациентов.

Робот-медсестра . Не совсем пока полноценная медицинская сестра, Hospi берет на себя роль идеального помощника. Она переносит и доставляет медицинскую технику, образцы анализов (с защитой доступа), загружает карты больничных зданий и помещений. Робот полностью автономен и умеет использовать лифты.

Робот-хирург . Вряд ли человек будет способен часами сохранять такую нереальную точность проведения операций, как робот Да Винчи. В США одних только операций простатэктомии он выполняет более 80% - более 73 тысяч процедур в год. Существуют и менее популярные (пока) аналоги для точных процедур, лазерных вмешательств, коррекции зрения, мозга, клеток, извлечения костного мозга и так далее.

Врач на расстоянии . Особенно хорошо удается роботам работа терапевта. Они анализируют все данные о болезни и особенностях организма пациента и подбирают оптимальные способы лечения. В США в некоторых больницах (в том числе и дистанционно) работают такие суперкомпьютеры, как, например, Watson, ориентированный на борьбу с раком.

Симулятор пациента . Учиться на полностью реалистичном роботе пациенте куда безопаснее и, вместе с тем, куда ближе к реальности, чем использовать для этих целей труп. Популярный сегодня симулятор HPS проявляет все реакции больного – сужение зрачков на свет, имеет сложную дыхательную систему, анализатор введенного лекарства и его дозировки.

Человекоподобные роботы.

Еще их принято называть андроидами. Нынче робототехника практически не имеет ограничений по применению. Кроме чисто практических задач, она способна реализовывать и эстетические цели, развлекать и привлекать внимание. Так, например, можно упомянуть такие современные роботы-андроиды, как Альберт Эйнштейн , Geminoid F , Робот-модель , Робот-телеведущая, BINA48 . Существует целый сегмент роботов актеров театра, музыкантов, художников, моделей, игроков в шахматы или прочие игры.

Развлечение и творчество.

Актеры театра . Театр Варшавского центра науки «Коперник» прославился тем, что стал использовать специальных коммуникационных роботов Robothespians в качестве постоянных актеров. И хотя роботы пока мало двигаются, они отменно жестикулируют, пользуются мимикой и голосом. Ожидается, что в дальнейшем постановки станут сложнее и зрелищнее.

Музыканты . Роботы-музыканты с искусственным интеллектом способны не только играть разученные композиции, но и импровизировать, подстраиваться под других исполнителей. Некоторые из них обладают композиторскими навыками и способны создавать впечатляющие мелодии.

Роботы-художники . Коллекция этих ребят пополняется практически ежегодно. Портретист Paul выполняет шикарные портреты людей с помощью шариковой ручки, робот Бенджамина Гроссера реагирует на звуки и рисует свою на них реакцию, Robo-Rainbow специализируется на воссоздании радуги, Senseless создает абстрактные граффити. Есть даже роботы, профессионально раскрашивающие яйца.

Боевые роботы.

Крайне перспективным направлением последний десяток лет является роботизация армии. Ассортимент таких механизмов чрезвычайно широк – от автономных миниатюрных разведывательных дронов и шпионов до экзоскелетов. Разрабатываются и современные боевые роботы, способные полностью заменить солдат на поле боя.

Особенно эффектным из последних новинок выглядит бронированный экзоскелет TALOS , создающий защиту для солдат от пуль и осколков, увеличивающий их грузоподъемность почти на 50 килограмм, заботящийся о здоровье бойцов – он способен остановить кровь при ранении (его обещают предоставить американской армии к 2018 году).

Самые современные роботы с максимально высоким КПД конструируются именно для этой сферы человеческой жизни.

Повсеместное использование в коммерческих целях

Огромные перспективы развития робототехники наблюдаются также в сфере развлечений. Используя прогрессивные впечатляющие , производители и владельцы роботов могут комбинировать развлекательный и коммерческий элементы одновременно.

Широко используются такие достижения современной робототехники, как квадрокоптеры, обслуживающие роботы, промоутеры.

Как и экзоскелеты, квадракотеры – это роботы, которые наглядно демонстрируют, насколько могут быть универсальными современные разработки и достижения. Рекламная, коммерческая, военная, медицинская, геолокационная, разведывательная, спасательная, журналистская – всего лишь часть областей, в которых может быть использована подобная механика. Квадракоптеры стоят от 50 долларов и способны осматривать территорию, делать видео и фотосъемку, раздавать интернет, осуществлять видеотрансляции, доставлять грузы. «Белгазпромбанк», к примеру, использует их даже для того, чтобы проводить инкассацию денег.

Промоутеры . Продающая робототехника в современном мире – уже не редкость. Через интернет можно арендовать R-bot, KIKI (производства Россия) или другие модели, способные распространять флаеры, общаться с прохожими, вести видеосъемку, демонстрировать рекламную информацию на встроенных экранах, давать консультации, вести экскурсии или концерты.

Роботы в обслуживании . Самый известный пример использования роботов в сфере В2С - роботы-официанты, изготовливаемые как США, так и на китайском и российском рынке (стоимость от 4,5 до 12 тысяч долларов). Такой агрегат способен встречать клиентов, фиксировать их уход, подавать меню и принимать заказы, убирать стол, запоминать лица, общаться в голосовом режиме. Кроме чисто практического удобства и экономии на зарплате живых сотрудников, такой робот привлекает дополнительный приток посетителей одним фактом своего существования. Одни из самых дешевых роботов на сегодня – рикши. Они доступны в среднем за тысячу долларов. Могут быть использованы по прямому назначению или дополнены функциями гида, консультанта.

Еще из блога:

Расскажите о нас вашим друзьям в социальных сетях: