Сообщение на тему робототехника xxi века

Обновлено: 02.07.2024

Роботы – это механические помощники человека, способные выполнять операции по заложенной в них программе и реагировать на окружение. Трансгуманистическое значение робототехники состоит не только в том, что эта область связана с киборгизацией и искусственным интеллектом, но кроме того, – развитие роботов сможет значительно изменить образ жизни человека, хотя и не меняя при этом его самого.

Содержание

Работа содержит 1 файл

реферат.doc

Использование роботов и робототехники в современном мире

История создания роботов

С момента своего появления полвека назад роботы прошли путь от примитивных механизмов до сложных, эффективных устройств, во многом превзойдя по своим возможностям человека. В ближайшие десятилетия всё более совершенные роботы станут незаменимыми помощниками людей и смогут взять на себя обеспечение большей части потребностей цивилизации.

Первым современным роботом стал Unimate, робот с механической рукой, разработанный для General Motors в 1961, выполнявший последовательность действий, записанную на магнитный барабан.

Активное производство роботов началось в 1970-е годы. Прежде всего, они стали использоваться в производстве, для выполнения однообразных (и часто опасных) операций. Больше всего промышленных роботов используется в автомобильной промышленности, где они работают на штамповочных и сварочных участках, в покрасочных камерах, на сборке. Разумеется, роботы не могли сразу заменить людей в промышленности, но доля человеческого труда в производстве с тех пор неуклонно сокращается. Полностью автоматизированные фабрики, такие как фабрика IBM для сборки клавиатур в Техасе, называются "фабрики без освещения". Люди там уже не нужны: абсолютно всё производство, от момента выгрузки материалов и до получения готовой продукции у погрузочных ворот, полностью роботизировано и может работать круглосуточно и без выходных.

Сегодня в мире используются миллионы роботов. Применение им нашлось практически во всех сферах человеческой деятельности. Роботы управляют самолётами и поездами, спускаются в жерла вулканов и на дно океана, помогают в строительстве космической станции, в сборке автомобилей и производстве микрочипов, охраняют здания, используются военными для разведки и разминирования, помогают спасателям искать людей под завалами. Нет такой области, в которой человек не попытался создать себе автоматического помощника.

На производстве работают сотни тысяч роботов, но гораздо больше их трудится за пределами фабричных цехов. Автономные роботы, обладающие свободой передвижения, включают в себя автономные летательные аппараты, существуют роботы-сапёры (Mini-Andros), роботы-газонокосилки (Robomower), роботы-курьеры (HelpMate), доставляющие лекарства и документы в некоторых больницах, и т. д.

Особая категория – андроиды или человекообразные роботы. Создать андроидов оказалось более сложным делом, чем ожидалось. Потребовались значительные достижения в области эффективных моторов, технологий машинного зрения и увеличение вычислительной мощности компьютеров, чтобы появились первые андроиды, способные передвигаться, ориентироваться в пространстве и что-то делать, такие как ASIMO и Qrio. Технологии машинного зрения позволяют роботам (пока ещё не очень хорошо) ориентироваться в пространстве, находить дорогу, распознавать предметы. Роботы могут узнавать людей по лицам и голосам. Технологии искусственного интеллекта позволяют роботам самостоятельно принимать решения и действовать автономно.

Нет чёткой грани между роботами и просто машинами. К роботам можно отнести и автоматические поезда и беспилотные летательные аппараты. Существующие технологии (автопилоты) даже позволяют компьютерам осуществлять полёты пассажирских самолётов от взлёта и до посадки. Можно считать функционально близкими к роботам банкоматы и более совершенные киоски для выполнения различных финансовых операций – они эффективно заменяют работника-человека.

Развлекательные роботы появились с выходом на рынок Aibo, робособаки от Sony. 2 Теперь многие игрушки наделяются зачатками интеллекта – процесс, который скоро приведёт к появлению действительно разумных игрушек вроде медвежонка из фильма AI. Роботы-тюлени и роботы-кошки повышают настроение пожилых людей в японских домах престарелых. Начинается использование роботов для обучения и развлечения детей в детских садах и школах США и Южной Кореи.

В начале 2000-х роботы проникли в сферу домашнего хозяйства (что было предсказано футуристами в 60-е годы): газонокосилки, роботы пылесосы и мойщики пола. iRobot продала уже несколько миллионов робопылесов Roomba. Поумнели и неподвижные машины: стиральные, посудомоечные и т. п. Домашние роботы быстро входят в нашу жизнь. Скоро (примерно к 2015-2020 году) в среднем "умном" доме будет несколько интеллектуальных предметов бытовой техники и несколько автономных роботов.

Всё больше производственных операций будет роботизироваться. Использование программируемого производства (custom manufacturing) потребует универсальных мобильных роботов, способных не только выполнять заранее заданный набор операций на рабочем месте, но и свободно передвигаться по производственным помещениям, переносить между рабочими местами компоненты и готовые изделия и гибко реагировать на изменения в производственном процессе. Скоро такие физически простые дела как работа аптекаря или библиотекаря в книгохранилище будут отданы роботам.

Большое количество почти полностью роботизированных фабрик и заводов начнёт появляться к 2020. К 2015 роботы начнут активно использовать в сельском хозяйстве. Специализированные роботы, помогающие человеку в тяжёлой физической работе (но не полностью автономные) появятся к 2015 году. Роботов на улицах наших городов мы увидим уже к 2011-2015 году. Это будут роботы-уборщики, роботы-погрузчики.

Большая часть транспорта будет автоматизированной к 2020-2030 году. Сегодняшние автомобили значительно поумнеют: сперва они будут лишь помогать водителям выполнять некоторые операции (сложная парковка, контроль за безопасностью, движение по шоссе), но потом они возьмут на себя весь процесс вождения. Чуть раньше мобильные роботы появятся в транспортной отрасли (например, погрузочные) и горнодобывающей. Мы увидим полностью автоматизированные логистические терминалы.

Роботы будут всё больше использоваться в медицине. В некоторых областях они уже могут работать более эффективно, с большей точностью и меньшей вероятностью ошибки, чем доктора люди. Скоро можно будет совместить робохирургов с технологиями диагностирования (экспертные системы уже давно используются для постановки диагнозов, анализа рентгеновских снимков и т. п.). В этой области робототехника соприкасается с телехирургией, удалёнными операциями, выполняемыми человеком по видеосвязи. К 2020 году значительная часть операций будет выполняться роботами, а первые микророботы начнут вести наблюдения над здоровьем людей внутри их тел.

Появление роботов окажет огромное влияние на экономику. Физический труд человека станет ненужным во многих областях. Отношение людей к распространению роботов будет зависеть от политико-экономической системы. Например, международное исследование "Автоматизация и промышленные рабочие", проведённое в 15 странах с 1971 по 1979 годы, показало, что в капиталистических странах лишь 37% рабочих готовы активно поддерживать автоматизацию, а в социалистических 69% рабочих. Без активных действий, направленных на перестройку экономики и общества возможны негативные последствия. Но когда этот непростой процесс перехода будет завершён, наше общество преобразится. Практически весь физический труд будет автоматизирован. Большая часть управленческих работ низшего уровня будет выполняться компьютерными системами. Сверхдешёвый труд роботов сделает возможным увеличение расходов на переработку отходов, защиту окружающей среды, безопасность.

Автоматизированные фабрики сегодня развиваются в сторону увеличения универсальности. Развитие производственных технологий уже к 2020-2030 годам приведёт к появлению самовоспроизводящихся систем, то есть машин, способным производить собственные копии. Первоначально это будут небольшие настольные фабрики. Это окончательно сделает роботов доступными для всех, поскольку каждая такая фабрика сможет из простых и доступных материалов создать несколько своих копий, стремительно увеличив производственные возможности человечества

К 2015-2020 активно будут использоваться микророботы, размером в сантиметры и миллиметры. Они будут использоваться в медицине, в сельском хозяйстве (как умные сенсоры) и во многих других областях. А лет через 10 получат распространение первые нанороботы (наноботы). Нанороботы смогут выполнять строительство нужных структур из молекул и атомов, что позволит обойтись без специальной подготовки исходных материалов. Это значит, что даже отдельные нанороботы будут достаточно независимыми.

Нанороботы произведут ещё большую революцию, чем роботы обычные, благодаря своей универсальности и размерам. Так, нанороботы не будут нуждаться в каких-то особых материалах – для производства практически чего угодно они смогут использовать даже воду (состоящую из водорода и кислорода) и воздух (содержащий азот, кислород и углерод в углекислом газе). Нанороботы смогут легко создавать любые, самые сложные и совершенные материалы и продукты с абсолютной точностью. Разумеется, они смогут создавать и свои собственные копии, так что их всегда будет достаточно, чтобы выполнить любые задачи, которые поставит перед ними человек.

Наномашины смогут не только производить, но и чинить, в том числе и клетки человеческого организма. Именно медицинские нанороботы сделают человека не просто нестареющим и неболеющим, но и практически неуязвимым. Множество невидимых нанороботов в форме "конструктивного тумана" заполнят пространство у поверхности земли, готовые по первой мысленной команде человека мгновенно преобразоваться в любой предмет.

А через какое-то время человечество может принять решение о перестройке всей нашей планеты в гигантскую наносистему. Внешне планета изменится мало, но каждая песчинка, каждая капля, каждая крупица материи будет состоять из множества нанороботов и нанокомпьютеров.

Профессор Токийского университета доктор Сигэру Ватаата предлагал считать роботом устройство, способное самостоятельно перемещаться в пространстве, справляться с задачами анализа сцен и распознавания образов, обладающее большим числом степеней подвижности, умеющее анализировать обстановку с помощью обратной связи, а также прогнозировать ситуации, опираясь на собственный опыт и доступную информацию.

Профессор Токийского технологического института д-р Сэйко Мори считает, что некое устройство может быть названо роботом при условии, что оно обладает универсальностью, мобильностью, представляет собой одно физическое тело, работает автоматически, полностью подчиняется человеку, а также способно к элементарной интеллектуальной деятельности. При этом универсальность, мобильность, индивидуальность (одно тело) и автоматизм — все вместе являются неотъемлемыми признаками всех роботов без исключения.

Робототехника в современном мире

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Робототе́хника (от робот и техника ; англ. robotics — роботика , роботехника ) — прикладная наука , занимающаяся разработкой автоматизированных технических систем и являющаяся важнейшей технической основой развития производства.

Робототехника опирается на такие дисциплины:

Выделяют строительную, промышленную, бытовую, медицинскую, авиационную и экстремальную (военную, космическую, подводную) робототехнику.(Википедия)

В робототехнике соединяются механика, система управления и искусственный интеллект, поэтому она является важнейшим направлением научно-технического прогресса. Робототехнику требуются знания в вышеперечисленных дисциплинах, в результате робототехник, в отличие от узкого специалиста, обладает широким кругозором и системным мышлением.

Робот – устройство, управляемое с помощью электронной платы или компьютера, который можно запрограммировать на выполнение определенных операций. Он является электромеханическим, гидравлическим, пневматическим устройством или их сочетанием, в зависимости от сферы применения, предназначенный для замены человека или облегчения его труда.

Управление роботами делится на:

телеуправление – то есть с участием человека;

Существует три класса устройств робототехники, это сборные устройства, манипуляторы и уже готовые работы.

Системы управления робототехнических устройств строятся на том же техническом базисе, что и все другие автоматические устройства. В отличие от автоматов робот не просто следует заранее вложенному в него алгоритму, а способен воспринимать внешние сигналы и в соответствии с ними адаптировать свои действия в изменяющейся ситуации. Важно понимать, что на данный момент ещё нет универсальных роботов, которых можно было бы использовать для любой задачи. Инженеры-изобретатели разрабатывают и программируют роботов отдельно для каждой конкретной задачи.

По уровню применения робототехника подразделяется на:

Игровая робототехника может быть предназначена для детей и для взрослых. Игровая робототехника для детей направлена на выработку у них интереса к программированию и инженерным наукам. Игровая робототехника может быть полезна и для взрослых, так как её применение может способствовать выработке навыков поведения в типичных жизненных и опасных ситуациях.

В рамках обучающей робототехники используются робототехнические комплекты для детских, учебных и досуговых центров на базе Huna, Lego, Fishertechnik, Arduino. Например, компания LEGO выпустила первый робототехнический конструктор в рамках новой линейки конструкторов MINDSTORMS в 1998 году, открывая детям дверцу в волшебный мир роботов.

Актуальность темы.

В 21веке робототехника используется во всех видах промышленности, строительства, быта, авиации, особенно в экстремальных сферах деятельности человечества таких, как военная, космическая и подводная.

Цель реферата.

Целью реферата является рассмотрение видов и типов роботов, а также сферы их использования в современном мире.

Строительная робототехника.

Строительная робототехника, как это понятно из её названия, связана со сферой строительства. То есть работа идёт над разработкой роботов, которых можно будет использовать как при строительстве различных объектов, так и, что интересно, при их разрушении. Трудоёмкость обоих этих процессов высока, да и технологичность каждой операции процесса строительства должна быть на должном уровне. Поэтому использование роботов в этой сфере поможет соблюдать установленные технические стандарты и требования, а также может помочь максимально исключить ошибки, допускаемые из-за человеческого фактора.

Промышленная робототехника.

Промышленные роботы уже активно используются на заводах и фабриках, при производстве игрушек, чайников, мотоциклов, конфет, а также в производстве действительно сложных изделий, например, автомобилей. Роботы могут без помощи человека варить металл, штамповать, собирать по частям готовые продукты, всё это происходит благодаря особым конструкциям и программам, которые определяют функционал каждого робота. Говоря иными, а именно научными словами, такие устройства предназначены для автоматизации производства — изготовления чего-либо без помощи человека.

Бытовая робототехника.

Роботы для использования в домохозяйствах, включая персональных роботов, как правило, узкоспециализированные - каждый под какой-то один вид деятельности. В перспективе можно ожидать появления многофункциональных, универсальных роботов, способных выполнять различные виды деятельности. Жаргонное название - "домашники". Отличаются многообразием видов, в зависимости от назначения. Они могут быть: помощниками для пожилых людей, дворецкими, кухонными работниками, охранниками и т.д.

В данное время всё усиливается спрос на умные дома, они позволяют быстро реконфигурировать одно и то же помещение в соответствие с текущими задачами в режиме реального времени. Электроприводы, повинующиеся заложенной программе или нажатию кнопок в приложении, выдвигают из недр робо-комплекса кроватили или столы, настраивают конфигурацию шкафов и полок. А в роботизированном доме даже перегородки между комнатами могут передвигаться так, как нужно сейчас хозяину. Как в ручном режиме, так и автоматически, например, в таком доме занавески раздвинутся как раз тогда, когда хозяин встает, одновременно включится, например, кофеварка.

Медицинская робототехника.

Главной целью развития медицинской робототехники является высокая точность и повышение эффективности лечения, уменьшение рисков нанесения вреда здоровью человека. В настоящее время роботы играют колоссальную роль в развитии современной медицины. Они способствуют точной работе при операциях, помогают провести диагностику и поставить правильный диагноз. Заменяют отсутствующие конечности и органы, восстанавливают и улучшают физические возможности человека, снижают время на госпитализацию, обеспечивают удобство, быстроту реагирования и комфорт, экономят финансовые затраты на обслуживание. Вот некоторые роботы применяемые в медицине: роботы хирурги, роботизированные протезы, нанороботы и многие другие медицинские роботы.

Авиационная робототехника.

Авиация в плане роботизации не отстаёт от других сфер деятельности человека.

В нынешнее время очень популярным являются беспилотные летательные аппараты (БПЛА). БПЛА - беспилотный летательный аппарат военного назначения, разновидность военного робота. В задачу этих автономных систем, созданных для полёта, входит выполнение миссий, потенциально опасных для человека.

Также в авиации широко используются промышленные роботы, задействованные в производстве, обслуживании и ремонте самолётов.

Военная робототехника.

К группе военных роботов относят всевозможные беспилотные разведчики, машины для минирования и разминирования местности. Был разработан даже настоящий робот-медик. Называется этот робот Bloodhound, а предназначен он для оказания помощи раненым, к которым невозможно приблизиться врачам из-за сильного огня со стороны противника. Bloodhound оснащён видеокамерами, радиостанцией с микрофоном и динамиками, а также стетоскопом. Все эти элементы робота позволяют медикам дистанционно управлять им, проводить первичный осмотр раненого и даже беседовать с ним. После постановки диагноза Bloodhound может остановить кровотечение (например, наложить повязку на рану) и сделать назначенный укол, который позволит раненому дождаться эвакуации. Благодаря таким роботам можно спасти огромное количество человеческих жизней.

В 2004 российские инженеры создали робота, способного обнаруживать и обезвреживать взрывные устройства. Такой робот способен проникать и доставлять в труднодоступные зоны средства наблюдения и разведки, а также осматривать подозрительные объекты и в случае необходимости осуществлять их транспортировку до места назначения или разминирование. Робот может работать индивидуально или в группе таких же машин.

Космическая робототехника.

Космороботы – это роботы, приспособленные работать в космическом пространстве. Преимущество космических роботов перед человеком заключается в том, что они могут работать в крайне неблагоприятных условиях и обходиться без каких-либо ресурсов, так как в большинстве случаев они работают на солнечных батареях. Также гораздо легче будет пережить потерю такого робота, чем гибель астронавта. Обычно, задача косморобота заключается в проведении какой-нибудь научной деятельности. Вообще-то, тоже самое может сделать и обычный робот, работающий на земной поверхности, но к космороботу есть несколько основных требований, которым он должен соответствовать.

функционировать в сложных условиях враждебной среды;

весить как можно меньше;

потреблять мало энергии и иметь долгий срок службы;

работать в автоматическом режиме;

обладать чрезвычайной надежностью;

Для того, чтобы соответствовать всем этим требованиям, учёные создают все новые и новые устройства, механизмы, приводы, микроконтроллеры, обладающие высокой прочностью и использующим как можно меньше энергии. Эксперты подсчитали, что отправление на Марс человека будет стоить примерно 200-300 миллиардов долларов, при том, что это будет безвозвратное отправление. Еще придется потратить несколько месяцев на психологическую адаптацию участников экспедиции. А отправка корабля, на борту которого будет робот, обойдется примерно в 5-10 миллиардов долларов. Так что роботы в космосе обходятся намного дешевле, чем люди.

Подводная робототехника.

В современной жизни человек уже использует роботов во всех сферах своей деятельности. В большинстве своём роботы являются не заменимыми помощниками, но всё чаще они используются там, где человек справлялся без особого труда. Благодаря своему интеллекту человек развил науку, и смог создать робототехнику, но из-за своей лени он всё чаще стремится заменить свой труд роботами. Но и этого человеку мало, теперь человек пытается создать, для своих роботов, искусственный интеллект. С искусственным интеллектом роботы смогут самостоятельно оценивать происходящее вокруг них и принимать решения по действиям, которые им необходимо произвести. Человеку не надо уже будет тратить силы и время на подачу необходимых команд и алгоритмов. Но такое положение дел может привести к деградации человечества, а возможно и исчезновения, как вида, с лица земли. Вполне возможно, что великие достижения человеческого разума и человеческая лень, могут обернуться против самого человека.

Прейко М., Устройства управления роботами: схемотехника и программирование – М.: Издательство ДМК, 2004, 202с.

Сегодня роботы все больше внедряются в различные области человеческой деятельности, помогая осваивать космос, совершенствовать медицину, науку, производство, военную технику и т.п. Расскажем о некоторых из них:

1. Одними из самых незаменимых помощников во время обезвреживания взрывчатых веществ являются роботы-саперы. Вот один из них, везущий подозрительный рюкзак, в котором предположительно находится самодельное взрывное устройство. Штат Нью-Мексико, 20.06.2012

2. Так выглядит камера марсохода Curiosity, который успешно "примарсился" в кратере Гейла 6-го августа этого года.

3. Снятая "любопытствующим" роботом панорама Марса.

4. "Рекс" – робот-экзоскелет. С его помощью инвалиды-колясочники, в том числе и полностью парализованные люди, могут стоять и ходить без посторонней помощи. На фото – Софи, парализованная после автокатастрофы, в которую она попала в 2003-ем году. Лондон, Англия, 19.09.2012

Экзоскелет – приспособление, позволяющее увеличивать силу человека за счет внешнего каркаса, повторяя биомеханику человека.

5. Американский прапорщик запускает беспилотный летательный аппарат (также именуемый "дрон") в провинции Газни, Афганистан, 25.06.2012.

6. Робот, созданный для подводного плавания под антарктическими льдами. С его помощью ученые восьми стран создали первую в мире трехмерную карту подледной поверхности Антарктиды, а также измеряли толщину ледяного "панциря". Все эти исследования помогут ученым изучить влияние изменения мирового климата на Антарктиду.

7. Это – робот LS3, созданный в Исследовательском центре Министерства обороны США. Похожий на парнокопытное животное робот разработан для американских солдат для транспортировки тяжелого оборудования и грузов по местности. Штат Вирджиния, США, 10.09.2012

8. Прототип робота Wall-Ye, разрабатываемого для подрезания виноградной лозы, под управлением своего создателя, французского инженера Кристофа Миллота. В автоматическое устройство встроены шесть веб-камер, GPS-навигатор, он имеет две металлические клешни, умеет проверять качество винограда и почву, на которой он растет. Франция, 12.10.2012

9. Почти 2-ухметровый робот-шиномонтажник, созданный из запчастей 49-летним механиком электрических велосипедов для работы в своей мастерской в г.Шэньян. Робот самостоятельно передвигается и накачивает шины. Провинция Ляонин, Китай, 25.06.2012

10. Роботы бывают не только для работы, но и для отдыха и развлечений, как, например, вот эти танцующие роботы, представленные на выставке CeBIT в Ганновере, Германия, 05.03.2012.

11. Еще один дрон (беспилотный летательный аппарат), который создан французской компанией для работы в пожарной службе: робот следит за возникновением очагов возгорания в реальном времени. Мон-де-Марсан, Франция, 12.07.2012

12. Еще один отдыхающий робот. Он сидит перед буддийскими монахами на церемонии, которая прошла в честь 2600-летия просветления Будды. Бангкок, 19.06.2012

13. Робот-испытатель – "курит" сигареты, производимые на фабрике компании Philip Morris. Чехия, 28.08.2012

14. Робот-жук Kabutom RX-03, созданный японским инженером. Этот 11-метровый 17-титонный передвигающийся на 6-ти лапах монстр, из носа которого, как у дракона, устрашающе валит дым, был представлен на фестивале в Токио 26.08.2012 года.

16. Еще один тип роботов-саперов. Этот обезвреживает боеприпасы в Афганистане, 01.08.2012.

17. Человекоподобный робот-гуманоид. Зовут эту "девушку" MIIM или HRP-4C. Она поет и неплохо танцует. Токио, 09.10.2012

18. Танцующие роботы на соревновании роботов в г.Сеул, Южная Корея, 17.10.2012.

19. Это – образец дальнего высотного беспилотного разведчика Boeing Phantom Eye, работающего на водородном топливе. Дрон разрабатывают в Phantom Works – засекреченном подразделении компании Boeing – по заказу американских военных. По некоторой информации, разведчик может беспрерывно летать в течение 96-ти часов (четыре дня).

20. Это – робот "Обеликс", перед которым была поставлена задача самостоятельно проехать по заданному маршруту (более 4-ех километров), преодолевая препятствия, повороты и обходя людей. Машина справилась с заданием почти за 100 минут. Фрайбург, Германия, 21.08.2012

21. Роботы-осьминоги – так их назвали разработчики из пизанского университета. Роботы являются прототипами двух бионических рук, разрабатываемых для преодоления различных сложных препятствий. Италия, 17.07.2012

22. Робот-пожарник, проходящий испытание в военно-морской научно-исследовательской лаборатории в Вашингтоне, США.

23. Беспилотный гражданский вертолет Kaman K-MAX ("летающий кран"), спроектированный для транспортировки грузов массой до 2,7 т на расстояние до 500 км с максимальной скоростью до 185 км/час. Провинция Гильменд, Афганистан, 13.10.2012

24. У робота-древолаза, разработанного китайским университетом в Гонконге, есть камера. Лазая по деревьям почти как гусеница, он проверяет здоровье деревьев вместо людей. Весит он всего один килограмм. 20.06.2011

25. Робот-сапер за работой. Снимок сделан во время учений южнокорейского спецназа, проходивших к западу от Сеула, в международном аэропорту Инчхон, 29.02.2012.

26. Роботу-гуманоиду Geminoid F наносят макияж накануне выставки "Роботы в Движении 2012", которая проходила в Гонконге с 29-го марта по 15-ое апреля. 28.03.2012

27. Робот-сапер, разработанный частным изобретателем из Уганды. Как говорит сам изобретатель, робот может обнаружить и обезвредить самодельное взрывное устройство. 06.06.2012

28. Мягкотелый робот в форме морской звезды, разработанный учеными Гарвардского университета. Может быть использован для проникновения в узкие пространства. На фото робот проползает через зазор в 19 мм.

29. Беспилотное автономное судно Common Unmanned Surface Vessel, созданное компанией Textron, Новый Орлеан. Разрабатывается для патрулирования, разведки и даже некоторых ударных операций. 12.04.2012

БПОУ ОО «Мезенский педагогический колледж

Человек и робот

Введение 1

Истрия создания 2

Робототехника в 21 веке 5

Основные законы робототехники 6

Заключение 7

Список использованной литературы 7

В данной статье даются понятия робота и робототехники, рассматривается краткая история её развития и применение робототехники в настоящее время.

Определение

Истрия создания

Дальнейшая история развития робототехники неразрывно связана с развитием науки и техники, с открытием электричества.

Средние века. Леонардо да Винчи спроектировал (а, возможно, собрал и испытал) механического рыцаря, облачённого в броню. По всей видимости, он явился первым антропоморфным (человекоподобным) роботом, запрограммированным на имитацию человеческих действий.

В 1886 г. П. Л. Чебышёв создал устройство типа механической лошади. Оно имитировало ходьбу лошади, но на лошадь оно похоже не было – это была так называемая стопоходящая машина. Была представлена на Парижской выставке.

В 1960 г. построен первый промышленный робот "Versatran", предназначенный для практического промышленного использования. Он разработан в компании AMF (American Machine and Foundry) Джонсоном и Миленковичем. Робот имел три степени подвижности. Управление им осуществлялось с помощью магнитной ленты.

Промышленные роботы могут выполнять как основные технологические операции, например, сварку, окраску, сборку, так и вспомогательные операции - загрузку-выгрузку технологического оборудования, транспортные операции и др. При использовании сменной технологической оснастки выполняемые операции могут выполняться одним роботом. Подобные роботы нашли широкое применение в автомобильной промышленности, так существуют цеха, где все операции выполняются роботами.

В 1961 г. в университете Джона Хопкинса было создано кибернетическое устройство, получившее известность как "Животное Хопкинса". Под управлением транзисторных схем "Животное" блуждало по коридорам физической лаборатории, пока не "чувствовало" разрядку аккумуляторных батарей. После чего с помощью специального оптического фотоэлемента начинало искать на белых стенах лаборатории черные розетки. Найдя такую розетку, "Животное" с помощью специальной чувствительной руки со штепселем заряжало свои батареи и снова переходило в режим "блуждания". Поведение "Животного" можно сравнивать с поведением одноклеточных организмов, подобных амёбе.

Робототехника в 21 веке

Современная робототехника развивается бурно, конструкции и алгоритмы становятся все совершеннее, интерфейсы удобнее. Роботы передвигаются по суше, воздуху, воде, в невесомости, обладают зачатками искусственного интеллекта, оснащаются датчиками, камерами, манипуляторами и системой обратной связи с оператором-человеком.

Они бывают огромными и крошечными, разных геометрических форм, зоо- и антропоморфными. Некоторые работают с неживыми предметами, иные же, в виде протезов, становятся частью живых организмов. Перспективы робототехники связаны с успехами науки, промышленности, военного дела, космонавтики, медицины и энергетики. Даже в быту и сфере развлечений не обойтись без роботов. Машины помогают людям шагать в будущее, о котором стоит мечтать.

Основные законы робототехники

В этом рассказе также впервые формулируются "Три Закона Робототехники" Азимова:

1. Робот не может причинить вред человеку или своим бездействием допустить, чтобы человеку был причинён вред.

2. Робот должен подчиняться командам человека, если эти команды не противоречат первому закону.

3. Робот должен заботиться о своей безопасности, пока это не противоречит первому и второму законам.

Впоследствии Азимов добавляет в этот список "Нулевой Закон", касающийся всего человечества: Робот не может причинить вред человечеству или своим бездействием допустить, чтобы человечеству был причинён вред.

Всякий робот — машина, но далеко не каждую машину можно назвать роботом. Автоматы и приспособления, которые просто выполняют заложенную в них последовательность операций, не опираясь на данные из внешнего мира, к этой категории не относятся. Наличие простейших подобий органов чувств и системы обратной связи с тем, кто управляет механизмом, также обязательны. Но без достижений в области механики о робототехнике не шло бы и речи. Поэтому вначале следует вспомнить об инженерах далекого прошлого.

Виктор Сафронов. Системный анализ: словарные статьи (В. М. Глушков).

Karel Capek. Rosum’s Universal Robots: Penguin Books, 1920.

Isaac Asimov. Robot: Fiction Core Collection, 2010.

Rodney Brooks. Flesh and Machines, How robots will change us: Pantheon Books.

Технологии шагнули настолько вперед, что со многими процессами роботы справляются лучше людей. При этом они не тратят время на перекусы, перекуры, не воруют и не ошибаются. Разве что — сбой в системе или износ деталей.

В августе 2019 г. в Пекине прошла Всемирная конференция роботов, где были представлены модели со сверхспособностями и талантами. Как проходила выставка, можно посмотреть здесь:

Нас в Joy-pup особенно заинтересовали следующие роботы:

Робот-хирург DaVinci

Есть операции, в которых жизненно важно реагировать быстро и точно, чтобы не дрогнула рука. Для этих целей и разработали медицинского робота.

Он умеет накладывать швы, и точность его движений выше, чем у опытных хирургов.

Беспилотник-чайка SmartBird

Дрон, который немецкая фирма Festo создала по прототипу живой птицы. Он способен самостоятельно взлететь и совершить посадку. В полете движение крыльев плавное и бесшумное, как у чайки, хотя их размах — 2 м.

Дроны дают возможность наблюдать и снимать объекты с высоты птичьего полета. У SmartBird простой приводной механизм и низкое энергопотребление.

Роботы-манипуляторы для заводских работ

Самые популярные роботы совсем непохожи внешне на человека, только руками — это промышленные манипуляторы. Чаще всего используют в машиностроении.

На заводах устанавливают полностью автоматизированные конвейеры, где каждый робот выполняет свой процесс. Например, как в компании Porshe.

Boston Dynamics

Роботы-собаки Atlas и SpotMini никого не оставляют равнодушными. Пластичные и многофункциональные — прыгают, бегают и кувыркаются.

А какие трюки выполняют в экстремальных условиях, смотрите сами:

Даже Джефф Безос положил глаз на робота-собаку, а он чем попало не заинтересуется.

За новинками Boston Dynamics можно следить на их официальном сайте или в Инстаграм.

Робот-баскетболист CUE3 компании Toyota

Непобедимый соперник для всех любителей побросать мяч в корзину.

Он в Книге мировых рекордов Гиннесса — 2020 точных попаданий подряд. Рост металлического игрока — 207 см, и он безупречно прицеливается в корзину с линии штрафной и из-за трехочковой дуги.

Как Toyota будет использовать свое детище еще неизвестно, но, что все баскетболисты мира почувствовали комплекс неполноценности — это факт.

Любуйтесь игрой профессионала вместе с нами:

ROBOpilot

Этот робот способен полноценно заменить пилота в кабине. В августе 2019 г. ROBOpilot успешно совершил двухчасовой испытательный полет, подняв в воздух самолет 1968 Cessna 206.

Разработчики ROBOpilota поставили цель быстро и недорого превратить в беспилотник любой самолет или вертолет. У этого робота есть заслуженное пилотское удостоверение, полученное в ходе серии взлетов, полетов и посадок, даже в чрезвычайных условиях.

Гляньте, как все происходило:

Космонавт Shapeshifter

Исследование Титана, спутника Сатурна, уже не за горами — для этой цели создали робота Shapeshiftera. Жесткие условия среды заставляют всячески изощряться, потому что человек не сможет находится среди криовулканов, под дождем из жидкого метана, на берегу водоемов из охлажденных углеводородов.

Shapeshifter задумали как конструкцию из множества маленьких роботов в форме шара. У каждого будет свой источник энергии и предназначение. Этот проект пока в стадии активных разработок.

Один вопрос возникает в ходе таких изобретений: останется ли место человеку среди совершенных машин? Кстати, мы в Joy-pup о летающих машинах уже писали.

Читайте также: