Роботы как люди новые разработки. Что такое робот

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) ".

Роботы еще не вошли в нашу жизнь, как это показывают во многих фантастических блокбастерах, но и такое время не за горами. Технологии развиваются быстрыми темпами, из робота можно слепить как боевой агрегат, так и машину с человеческим обликом и мышлением. Какие же изобретения можно считать самыми продвинутыми?

Робот-девушка HRP 4C

Да, внешне робот выглядит как милая японская девушка, но что же внутри? Рост этой модели всего 159 см, а вес вместе с аккумуляторной батареей составляет 43 кг. Движение робота осуществляется с помощью 30-ти электромоторов, а еще 8 таких штук отвечают за мимику лица. Девушку часто называют просто Миим, она умеет танцевать и может петь благодаря программному синтезатору вокала. Также Миим может распознавать обращенные к ней слова и интерпретировать звуки. Первая версия робота была продемонстрирована японцами еще в 2009 году, а используется она чаще всего в сфере развлечений, где бывают необходимы реалистичные аналоги человека.

Робот Atlas

Модель обладает ростом в 188 см, а вес составляет почти 150 кг. В движение робота приводят 28 механических, гидравлических и тепловых приводов. Самое интересное, что внутри этой машины отсутствует аккумулятор, как и любые другие источники энергии. Робот питается от специального преобразователя энергии мощностью 15 кВт, который работает через стандартную электрическую сеть напряжением 480 Вольт. Изначально робот был создан в целях ликвидации чрезвычайных ситуаций и даже техногенных катастроф. Atlas легко передвигается по пересеченной местности и может ходить по валунам, а с помощью рук карабкаться по вертикальным препятствиям.

Робот-гуманоид ASIMO

Маленький робот, легко повторяющий человеческую походку, был изобретен компанией «Honda». Малыш ASIMO обладает ростом в 130 см и весит 54 кг. Помимо идеальной копии человеческой походки со скоростью 6 км в час, робот феноменально взаимодействует с людьми. Благодаря вмонтированной в голову видеокамере ASIMO собирает всю зрительную информацию, он распознает множество объектов, оценивая при этом их направление и расстояние. Таким образом, робот легко следует за человеком, а при сближении может поприветствовать его. Он может подняться и спуститься по лестнице, а также распознает любые препятствия, например, без особого труда обходит встречающихся на пути людей.

Не забыли производители поработать и со звуком. Робот не просто распознает звуки, но и отличает их от человеческого голоса. В память ASIMO можно внести 10 человеческих лиц, робот будет их распознавать и обращаться по имени.

Робот-помощник HRP-2 Промет

Заменить няню такой робот, конечно, не сможет, а вот выступит в роли дворецкого без проблем. Такой аппарат откроет вам холодильник, подвинет мебель и будет управлять телевизором. Все эти приятные вещи робот выполняет после голосовых команд. В голове у робота сразу несколько камер, они то и создают для него трехмерные проекции.

Двойник человека из Дании Geminoid DK

Автором разработки является ученый из Аалборгского университета в Дании Хенрик Шарфе. Датчанин изготовил робота по своему образу и подобию. Двойник Хенрика Шарфе уверенно двигается, улыбается и дышит. Конечно, Geminoid DK пока еще легко отличить от человека, но выглядит действительно впечатляюще. Машина отлично имитирует выражения лица и точно повторяет движения. Управлять роботом можно дистанционно.

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.

Двуногий человекоподобный робот «Атлас» разработанный американской компанией робототехники Boston Dynamics. Робота представляют средствам массовой информации на пресс-конференции в Университете Гонконга, 17 октября 2013 года. «Атлас» высотой 6 футов (1,83 м) и весит 330 фунтов (149,7 кг), робот изготовлен из градуированного алюминия и титана. Приблизительная стоимость машины составляет 15 млн. долларов. Человекоподобный робот способен различать естественные движения, в том числе динамическую ходьбу, гимнастику и запрограммированное пользователем поведение. О его возможностях свидетельствует университетский пресс-релиз, показанный в Гонконге. (Reuters / Тайрон Сиу)

22-х летний французский пациент Флориан Лопес, держит ветку дерева с помощью своей новой Бионической руки в центре реабилитации Coubert, к юго-востоку от Парижа, 3 июня 2013 года. Лопес потерял три пальца в результате несчастного случая в конце 2011 года и стал первым французским пациентом, получившим такой протез, стоимость модели составляет 42 000 евро. Протез уже используется в Шотландии и США. (Thomas Samson / AFP / Getty Images)

MVF -5 Многофункциональная Роботизированная система пожарной компания Dok - Ing распыляет воду во время ежегодной конференции, посвященной использованию робототехники в чрезвычайных и кризисных ситуациях и для защиты гражданских лиц. Презентация проходила в рамках пожарной школы Буш-дю Рона (SDIS 13) в Velaux , на юге Франции. (Бертран Ланглуа / AFP / Getty Images)

Мужчина держит робота Telenoid R1. Компания и исследовательские центры представляют свои новейшие разработки в области робототехники в Лионе, 19 марта 2013 года. Telenoid R1 выполнен в виде робота, призванного служить поддержкой для людей, лишенных внимания со стороны близких. Такой робот может использоваться пожилыми людьми в качестве внука, с которым можно общаться. (Reuters / Роберт Pratta)

Два четвероногих робота запущены во время тестирования. Эти модели были разработаны в рамках программы DARPA"s Legged Squad Support System (LS3). Полуавтономные машины LS3 в настоящее время разрабатываются для обеспечения помощи в переноске тяжелых грузы по пересеченной местности, взаимодействия с войсками по аналогии животных-поводырей. (DARPA)

9 октября, космический корабль НАСА Juno вылетел за пределы атмосферы Земли, и направился в строну самой огромной планеты Солнечной Системы - Юпитера. JunoCam поймал это изображение планеты и передал его на Землю, так же были проверены и другие инструменты, которые будут необходимы для приземления и во избежание аварийного столкновения с планетой. Ракета Юнона была запущена с Космического центра во Флориде 5 августа 2011 года. Ракета была предназначена исключительно для того, что бы обеспечить достаточное количество энергии для робота Juno и сократить время достижения цели. По предварительным данным, робот должен достигнуть поверхности Юпитера 4 июля 2016 года. (NASA / JPL - Caltech / Malin Space Science Systems)

В этом фото, от 6 октября 2013 показаны лазерные огни, освещающие гигантского робота во время выступления в тематическом робототехническом ресторане в Токио. (AP Photo / Martin Жаклин)

Робот SWAT используется в качестве защитного щита для офицеров. Фотография была сделана во время презентации робототехники для средств массовой информации в городе Сэнфорд, штат Мэн, 18 апреля 2013 года. Представитель компании Howe & Howe Technologies,Waterboro, говорит, что их устройство способно помочь в работе спецназа и других служб безопасности. (AP Photo / Роберт Букат)

Аспирант Бейкер Поттс держит в руках специализированное устройство в Университете Нового Орлеана, 2 октября 2012 года в Новом Орлеане. Робот-угрь может перемещаться в жизненно опасной водной среде практически бесшумно, с малой тратой энергии и с малыми шансами радиолокационного обнаружения. Робот способен распознавать и обезвреживать подводные мины. (AP Photo / Gerald Herbert)

Президент США Барак Обама пожимает руку роботу во время своего выступления на выставочной презентации в Белом доме в Вашингтоне, округ Колумбия, 22 апреля 2013 года. Обама провел научную выставку в Белом Доме и поздравил студентов, чьи проекты стали победителями в области науки, технологий, инженерии и математики (STEM). Соревнования проходили по всей стране среди лучших студентов университетов США. (Jewel Самед / AFP / Getty Images)

Робот-дракон дышит огнем во время средневекового зрелища "Дракон Жало" во время Новогодних празднований в городе Фюрт -им-Вальд, Германия, 24 января 2013 года. (AP Photo / DPA / Армин Вайгель)

Робот-камера фиксирует и записывает передвижение норвежского водителя Андреаса Миккельсена во время отборочного этапа ралли FIA World Rally Championship of Italy, недалеко от Ольвии, на итальянском острове Сардиния 20 июня, 2013 год. (Андреас Соларо / AFP / Getty Images)

Организаторы готовят роботизированных движущихся моделей для использования в качестве движущейся цели во время проведения эксперимента на базе морской пехоты в Квантико, штат Вирджиния, 24 сентября 2013 года. Роботы, разработанные австралийской компанией Marathon, представляют собой цель, размером с обычного человека, которые способны перемещаться со скоростью обычного человека, бежать и могут быть поражены, во время учений. Данный эксперимент является наиболее точной и правдоподобной возможностью тренировки для пехотинцев. (Корпус морской пехоты США / ПФУ. Эрик Т. Кинан)

Роботы доставляют блюда клиентам в ресторане в Харбине, провинция Хэйлунцзян, Китай, 12 января 2013 года. Открытый в июне 2012 года ресторан приобрел известность благодаря использованию в качестве персонала роботов, общее количество роботов составляет 20 моделей, высота машины около 1,3-1,6 метра. Роботы используются для приготовления пищи и доставки блюд, они могут работать непрерывно в течение пяти часов после двухчасовой зарядки и способны отображать более 10 выражений лица и говорить слова приветствий и формулировать предложения для клиентов. (Reuters / Sheng Li)

Данная автоматизированная система, разработанная Lockheed Martin, постоянно движется по поверхности океана, на глубине около 12000 футов. Робот был создан для решения проблемы потенциального воздействия на качество воды и влияние качества воды на морских обитателей, так же робот фиксирует загрязнение воды на больших глубинах и отложения грязи на морском дне. Система работает за счет интеграции спутниковой связи и дистанционного зондирования. Робототехника управляется двигателями и специализированным программным обеспечением ситуационной осведомленности. (PRNewsFoto / Lockheed Martin)

Робот для обеззараживания Toshiba, во время демонстрации в техническом центре компании Toshiba в Йокогаме, пригороде Токио, 15 февраля 2013 года. Робот создает и выпускает сухие частицы льда, таким образом, противодействуя загрязнению полов или стен. Он может использоваться для обеззараживания территории, неподалеку от пострадавшей атомной электростанции Фукусима TEPCO. (Yoshikazu Tsuno / AFP / Getty Images)

Датский ученый Хенрик Scharfe (справа) позирует с роботом Geminoid -DK во время презентации на Национальной Робототехнической Олимпиаде в Сан-Хосе, 16 августа 2013 года. Geminoid-DK является телеуправляемым роботом на платформе Android из серии Geminoid. Внешне робот выглядит точно так же как его создатель, профессор Шарфе. (Reuters / Хуан Карлос Улате)

Это изображение, представленное НАСА показывает момент отсоединения космического корабля SpaceX Dragon-2 от Международной космической станции, 26 марта 2013 года. Космический корабль, содержит в себе экспериментальные данные. На фотографии видно, что космическим кораблем управляет специальная роботизированная «рука» Канадарм2. SpaceX Dragon-2 после этого совершил посадку в Тихом океане, у берегов Калифорнии. Луна видна в центре. (AP Photo / NASA)

Zac Vawter, 31-летний инженер-программист из Сиэтла, штат Вашингтон, готовится подняться на 103-й этаж Willis Tower с помощью первой нейронно контролируемой Bionic ноги, Чикаго, 4 ноября 2012 года. Согласно данным, Реабилитационного института Чикаго, их Центр медицины Bionic занимался разработкой технологии, которая позволяет управлять протезами с помощью с собственных мыслей пациента. (Reuters / Джон Гресс)

Верблюды катают роботизированных жокеев, которые соревнуются во время еженедельной гонки верблюдов в клубе Kuwait Camel Racing в Kebd, 26 января 2013 года. Роботы находятся под контролем инструкторов, которые следуют за ними на своих автомобилях по трассе. (Reuters / Стефани Мак-Ги)

Новый робот НАСА GROVER исследует труднодоступные территории Гренландии. Робот управляется с помощью дистанционного управления, и во время, когда было сделано это фото он добирался до самого высокого места в Гренландии, 10 мая 2013 года. GROVER работает благодаря солнечной энергии. Робот переносит георадар, необходимый для изучения слоев ледяного покрова Гренландии. Результаты его исследований помогут ученым понять, с какой интенсивностью тают ледники острова. Команда начала испытания робота на льду 8 мая, вопреки сильному ветру, скорость которого достигала 23 миль / ч (37 км в час) и низкой температуре, вплоть до минус 30 С. (Лора Кениг / NASA Goddard)

Робот-гуманоид бармен "Карл" жестикулирует перед клиентами тематического бара в восточном немецком городе Ильменау, 26 июля 2013 года. "Карл", разработан и построен инженером Беном Шефером, который управляет компанией занимающейся разработкой человекоподобных роботов. Данная модель способна общаться с клиентами, вести с ними небольшие диалоги и создавать всевозможные коктейли. (Reuters / Fabrizio Bensch)

Беспилотный летательный аппарат X -47B компании Combat Air System был запущен с авианосца USS George HW Bush (CVN 77). После полета беспилотник приземлился на палубу авианосца. Это была первая посадка беспилотного самолета, совершенная в море. (ВМС США / Кристофер А. Лайгхет)

Человекоподобный робот «Атлас», разработанный американской компанией робототехники Boston Dynamics демонстрирует свои способности на пресс-конференции в Университете Гонконга, 17 октября 2013 года. (Reuters / Тайрон Сиу)

Робот помогает пассажирам найти дорогу в зону получения багажа в Женевском международном аэропорту, 13 июня 2013 года. Женевский аэропорт решил использовать автономных роботов для сопровождения туристов в десятках направлений. Теперь роботы по всему аэропорту помогают пассажирам найти тележки, банкомат, камеру хранения, душевые кабинки и многое другое. (Fabrice Coffrini / AFP / Getty Images)

Вид спереди на поверхность Марса (29 августа 2013 года). Тут все еще работает марсоход, собирающий информацию о поверхности планеты. Марсоход работает уже на протяжении почти 10 лет, с момента посадки в январе 2004 года. (NASA / JPL)

Что это?

Это статья об индустриальном применении робототехники. Применение роботов в промышленности началось, по историческим меркам, не так давно - чуть больше, чем полвека назад, но сейчас уже мало какое производство можно представить себе без автоматических линий, без стальных манипуляторов и зорких стеклянных зрачков роботов - эти железные ребята прочно вошли в большинство производственных процессов и уходить не собираются.Несмотря на такое обширное, почти повсеместное распространение роботов, лишь специалисты в полной мере представляют себе весь спектр их возможностей. В этой статье мы приоткроем дверь в мир промышленной робототехники для широкого круга читателей: опишем некоторые разновидности производственных роботов и сферы их применения. Нельзя объять необъятное в одной статье, но, если читателям будет интересно, мы обязательно продолжим.

Так какие они бывают - роботы?

Есть несколько классификаций промышленных роботов: по типу управления, по степени мобильности, по области применения и специфике совершаемых операций.

По типу управления:

Управляемые роботы: требуют, чтобы каждым их движением управлял оператор. В силу узости областей применения распространены мало. Да и не совсем роботы.

Автоматы и полуавтономные роботы: действуют строго по заданной программе, зачастую не имеют сенсоров и не способны корректировать свои действия, не могут обойтись без участия рабочего.

Автономные: могут совершать запрограммированный цикл действий без участия человека, согласно заданным алгоритмам и корректируя свои действия по мере необходимости. Такие роботы способны полностью перекрыть поле деятельности на своем участке конвейера, без привлечения живой рабсилы.

По функциям и сфере применения:

Роботы разделяются по назначению и исполняемым функциям, вот лишь некоторые из них: промышленные роботы бывают универсальные, сварочные, машиностроительные, режущие, комплектовочные, сборочные, упаковочные, складские, малярные.

Это далеко не полный перечень: количество всевозможных вариантов постоянно растет и все перечислить невозможно в рамках одной статьи. Можно лишь с уверенностью сказать о том, что вряд ли найдется такая область человеческой деятельности, где роботы не смогли бы сделать труд человека более творческим, взяв всю монотонную и опасную часть работы на себя.

Другие методы классификации

У каждой энциклопедии, каждого справочника и каждого производителя своя классификация и типология роботов. Что и не удивительно - зачастую она определяется сугубо специфическими нуждами и частным подходом того, кто её составляет.

Помешает ли это нам рассмотреть некоторые образцы и понять - что же они умеют? Нет. Начнем.

Рассмотрим образцы

Среди промышленных роботов широко известна продукция таких фирм, как Kuka, Fanuc, Universal Robots, некоторые образцы которых мы рассмотрим чуть ниже.

Очень интересным представляется подход компании Stratasys, которая создала промышленный аппарат нового типа - гибрид робота и 3D-принтера.Конечно, любой 3D-принтер обладает признаками робота, но тут - это совершенно традиционной формы роботизированный манипулятор, имеющий в том числе и функцию FDM-печати. Stratasys Infinite-Build 3D Demonstrator предназначен, прежде всего, для авиационного и космического производства, в котором так важна его способность производить печать на вертикальных поверхностях неограниченной площади, в соответствии с концепцией “infinite-build” - “бесконечное построение”. С работой над проектом связаны такие монстры, как аэрокосмический гигант Boeing и автоконцерн Ford, которые предоставили Stratasys спецификации по необходимым характеристикам получаемых изделий.Восьмиосевой механизм манипулятора, обилие специально разработанных композитных материалов для печати, традиционно высокое качество изготовления - все говорит нам о том, что у этого аппарата и его потомков большое будущее. 3D Systems - Figure 4
Figure 4 компании 3D Systems - модульная робототехническаяя система для автоматизации стереолитографической 3D-печати, ни больше, ни меньше.
Это целый автоматический комплекс, который способен производить новые изделия каждые несколько минут - в отличие от нескольких часов на обычных SLS-принтерах.
Кроме того, в цикл уже включены и такие этапы, как промывка, отделение поддержек и дозасветка, а не только первичная экспозиция. Все это Figure 4 делает сам, без вмешательства оператора в процесс работы.Благодаря модульности, на основе Figure 4 можно создать достаточно крупные автоматические линии, используя стандартные компоненты.
Этот комплекс был представлен общественности в этом году, на выставке The International Dental Show в Кёльне, как и новый 3D-принтер ProJet CJP 260Plus - полноцветный 3D-принтер предназначенный для анатомического моделирования медицинских изделий и быстрого прототипирования любых промышленных образцов.Принтер также роботизирован - снабжен системой автоматической загрузки, удаления и переработки печатного порошка.Можно с уверенностью сказать, что комплексный подход к 3D-печати - часть производственной культуры будущего. Он даст радикально новое сочетание скорости, точности, удобства и снижения себестоимости изделий.

Carbon - Carbon SpeedCell
Carbon SpeedCell - технологическое решение от компании Carbon, которое включает в себя новый 3D-принтер The M2, работающий по технологии CLIP, и финишинговый аппарат для стереолитографических распечаток Smart Part Washer.
CLIP - технология бесслойной стереолитографической печати, обеспечивающая скорость от 25 до 100 раз быстрее обычной SLS и новый уровень качества поверхности.Система CLIP (Continuous Liquid Interface Production) позволяет получить невозможные ранее формы изделий требующие минимальной постобработки. Точных характеристик аппаратного комплекса производитель пока не предоставил, но сам подход уже радует - это почти готовое решение для любой мастерской, в которой требуется стереолитографическая печать.

DMG MORI - LASERTEC 65 3D
Аппарат сочетающий в себе несколько разных подходов к обработке деталей: это и классический фрезерный станок с программным управлением - пятиосевой и весьма точный, и лазерный режущий инструмент с теми же степенями свободы, и печатающий металлом 3D-принтер с технологией лазерного напыления. Сложно представить себе операцию, которую не смог бы произвести этот станок с металлической деталью. Гибридный подход: фрезеровка заготовки, наплавление недостающих деталей или печать с нуля и чистовая обработка - все операции могут произведены с деталью за один подход, в рамках одной заданной программы, без прерывания технологического цикла. Размер обрабатываемой и/или печатаемой детали составляет до 600 на 400 мм, а вес может быть до 600 кг.Такое МФУ для работы по металлу уже многое изменило в культуре производства штучных и мелкосерийных изделий, а в ближайшее время подобный подход может распространиться и на серийное производство.

EOS - Additive Manufacturing
Компания EOS создала манипуляторы, которые способны производить различные операции, где требуется захват и перемещение детали. Разработки EOS в этой области основываются на наблюдениях за поведением животных, в частности - этот манипулятор создан по примеру хобота слона.Такой робот-манипулятор может быть использован во множестве промышленных операций, как то: в транспортировке и упаковке, в перемещении деталей из одной рабочей зоны в другую, например - из 3D-принтера в камеру пост-обработки, чтобы исключить участие человека на этом этапе.

Вот так он устроен:Также компания спонсирует и представляет проект Roboy - это мобильный гуманоидный робот, который способен выполнять любые движения свойственные человеку и служить помощником на производстве.

Concept Laser и Swisslog - M Line Factory
Известный производитель печатающих металлом 3D-принтеров, Concept Laser заключил соглашение с компанией Swisslog, их общий проект - M Line Factory, это система перемещения металлических 3D-печатных деталей между станками Concept Laser с помощью роботов Swisslog.Компании продолжают совершенствование аппаратных комплексов для 3D-печати металлом. Роботизированные составляющие этих машин способны провести деталь через весь цикл - от загрузки проекта в память, до выхода готового изделия на склад, - без необходимости вмешательства оператора.

Additive Industries - The MetalFAB1 Единственная в своем роде установка - единая система для печати, транспортировки из рабочей камеры и хранения готовых деталей. Фактически - готовый цех металлической 3D-печати в одном корпусе.Существуют роботы, которые способны выполнять функции сварочных и фрезерных станков c программным управлением.А также такие, которые обслуживают традиционные фрезерные ЧПУ-станки, увеличивая их производительность.Вот так с этим справляется упомянутый выше Sawyer:Выводы:

Роботы в современной промышленности везде. Они в любом цеху и в любой области производства. И это нормально: роботы экономят деньги работодателей, а рабочих спасают от вредной и монотонно-отупляющей работы; роботы работают круглосуточно и безостановочно; роботы намного точнее живых рабочих - они не устают, у них не “замыливается глаз”, их сенсоры и системы позиционирования способны сохранять точность до сотых долей миллиметра.

Пока мы видим их еще не везде - многие производственные процессы скрыты от рядового пользователя, да и не особо интересны обычно, - но совсем скоро невозможно будет не замечать того, что подавляющая часть всех материальных благ производится умными машинами.

Хотите больше интересных новостей из мира 3D-технологий?