Робот является автоматическим устройством. Он действует по заложенной в него программе. Робот сделан по подобию живого организма и получает информацию от сенсоров (датчиков). Впервые слово робот ввел в употребление чешский писатель Карел Чапек и его брат Йозеф в 1920 году для пьесы «Россумские универсальные роботы». Означает оно подневольный труд и происходит от чешского слова «robota» или «robot».
Ранее в переводе на русский язык оно звучало как «роботарь», но в наше время мы его уже практически не услышим.
Робот нужен для того, чтобы заменить человека в тяжелых производственных или опасных условиях. Робот работает по заложенной в него программе, на основе получения информации от внешних устройств – сенсоров или по другому датчиков. Фактически любой робот копирует живые организмы и органы чувств людей, животных. То есть использует принципы такой прикладной науки как бионика.
Роботы могут работать автономно или управляться оператором, то есть человеком, который отдает команды. В промышленности обычно используются стационарные роботы, которые совсем не похожи на людей. Это различного вида
Роботы, похожие на людей, называются андроидами. Сейчас их больше используют как бытовые игрушки или как помощника по дому с очень ограниченным функционалом.
Роботов разделяют по категориям на много групп. Каждая классификация неполная и можно придумать много других.
– выполняют различные производственные задачи. Всегда есть устройство управления – контроллер, может включать в себя манипулятор, сервопривод, различные сенсоры, пневмоцилиндры и многое другое. Все зависит от того, что делают на этом производстве. Например — склады, логистика здесь требуются конвейеры, штабелеры и т.д. Выполняют различные технологические операции, перемещение предметов, обработку материалов.
– наиболее известный хирургический робот «Да Винчи». Он управляется несколькими операторами хирургами. При его помощи проводят высокоточные операции. По своей сути это управляемый манипулятор. Обычно медицинские роботы совсем не похожи на людей. Также есть роботы, которые выполняют отдельные функции, например, массаж или внутривенные инъекции, терапевтические функции и прочее. Для более точечных операций идет разработка нано-роботов. Они смогут вводиться внутрь человеческого организма.
– облегчают жизнь человеку. Это роботы, выполняющие функции секретаря, уборки помещений, роботы животные. Например робот-собачка, способная выполнять некоторые команды, роботы-пылесосы и другие.
— широко используются силовыми структурами. Это системы контроля доступом, автоматические устройства пожаротушения. МЧС и полиция используют беспилотники-дроны, подводных роботов для предотвращения пожаров и глубоководных работ.
- являются как правило дистанционно управляемыми и предназначены для замены человека в особо опасных и боевых ситуациях. Это роботы-минеры, роботы-саперы, роботы разведчики. Автономные боевые роботы пока находятся в стадии разработки.
– постепенно начинают использоваться для научных исследований и разработок. Для них используют все более совершенные алгоритмы управления. Роботы уже в состоянии проводить научные эксперименты, опыты, анализировать различные процессы, делать прогнозы и выдвигать теории. Эти роботы могут работать без перерыва, у них нет амбиций, они не могут обманывать и утаивать информацию. Также роботы лишены субъективной оценки своей работы.
– может выполнять многие задачи, которые выполняет современный учитель. Он может читать вслух, общаться на многих языках, выдавать задания. Но пока не может распознавать эмоции человека, думать, как человек. Такой робот-учитель лишен индивидуального подхода к учащимся. У него сложности с мотивацией учеников и управлением классом.
Мы видим что различных типов роботов достаточно много и тому что такое робот можно дать много определений. Но пока у всех роботов отсутствует эмоциональная составляющая, пока это только управляемые программируемые механизмы. Этот перечень роботов далеко не полный. Каждый тип роботов также подразделяется на множество видов. С каждым годом мир роботов становится все больше и разнообразнее.
Мы уверены, что многие из читающих эти строки осознанно или подсознательно задавались приведенным в заголовке статьи вопросом. Действительно, в современном обществе практически невозможно найти человека, которому не было бы знакомо это слово. Роботы являются частыми героями рассказов, кинофильмов, статей в различных журналах, выпусков теленовостей и просто научно-популярных телепередач. Причем с каждым годом в средствах массовой информации роботы упоминаются все чаще и все больше наполняют нашу жизнь. Однако благодаря все тем же литературным, кинопроизведениям, а также различным выставкам достижений науки и техники роботы в основе своей воспринимаются людьми как «явление», и мало кто задумывается для чего они нужны и с какой истинной целью создаются. В большинстве случаев робот предстает перед нами в виде человекоподобной машины с руками, ногами и способностью мыслить, разговаривать как человек, т. е. наделенной искусственным интеллектом. Что характерно, усилия большинства научных коллективов во всевозможных научно-исследовательских институтах и университетах сконцентрированы на создании именно таких машин, в которых теряется истинный смысл робототехники. Попробуем разобраться в сложившейся ситуации и ответить на два вопроса: «Что же такое настоящий робот? И для чего или кого он нужен?»
На текущий момент в различных информационных источниках можно встретить отличающиеся друг от друга трактовки понятия «Робот», начиная от академических (технических) и заканчивая философскими. Вот некоторые из них.
«Ро́бот (чеш. robot, от robota — подневольный труд или rob — раб) — автоматическое устройство, созданное по принципу живого организма. Действуя по заранее заложенной программе и получая информацию о внешнем мире от датчиков (аналогов органов чувств живых организмов), робот самостоятельно осуществляет производственные и иные операции, обычно выполняемые человеком (либо животными). При этом робот может как и иметь связь с оператором (получать от него команды), так и действовать автономно.»
Словарь wikipedia.org
РОБОТ (чеш. robot) — термин, употребленный впервые nbso online casino reviews К. Чапеком в пьесе «R. U. R.» в 1920, которым часто обозначают машины с т. н. антропоморфным (человекоподобным) действием; обычно им придают внешнее сходство с человеком. Такие роботы, как правило, экспонаты технических выставок. В промышленном производстве и научных исследованиях применяют промышленные роботы — автоматические программно-управляемые манипуляторы, выполняющие рабочие операции со сложными пространственными перемещениями.
Большой энциклопедический словарь
Робот — электронно-механическое устройство, способное к целесообразному поведению в условиях изменяющейся внешней обстановки, а также выполняющее рабочие операции со сложными пространственными перемещениями. Главную часть робота составляет вычислительная система, управляющая перемещением самого робота или сторонних предметов с помощью устройств-манипуляторов. Для выполнения своих функций робот обрабатывает информацию, поступающую от его датчиков.
Словарь www.glossary.ru
Однако во всем многообразии описаний роботов можно обнаружить несколько совпадающих характеристик, а именно:
робот — это автоматическое устройство или машина, выполняющее рабочие операции взамен человека;
работа робота сопряжена с перемещением в пространстве различных предметов;
робот оснащен вычислительным блоком, посредством которого обрабатывается поступающая с датчиков информация и генерируются сигналы управления для исполнительных механизмов робота в соответствии с заложенной в него программой.
Исходя из вышесказанного на главный вопрос данной статьи можно ответить: настоящий робот — это автоматическая или управляемая оператором машина, выполняющая взамен человека физическую работу по перемещению предметов в пространстве и функционирующая в соответствии с занесенной в нее программой с учетом информации, поступающей от встроенных датчиков в процессе выполнения рабочих операций.
Таким образом, главное, что необходимо отметить — робот является средством автоматизации физического труда человека. А труд человека настолько многообразен, что на текущем этапе развития вычислительной техники и энергетических технологий экономически и технологически совершенно нецелесообразно проектировать и строить универсального человекоподобного робота, который невероятно сложен конструктивно и чрезмерно дорог, т. е. своими функциональными возможностями никогда не оправдает собственной стоимости.
Отсюда становится очевидна конструкция коммерчески перспективных полноценных роботов, которые будут окружать нас в будущем и некоторые из которых работают на нас уже в настоящем. Это есть и будут машины, специализированные на конкретном виде работ. Например роботы-пылесосы, роботы-газонокосилки, роботы-подметальщики, роботы-снегоуборщики и т. д. Только в этом случае их сможет себе позволить купить большая часть человечества и только так они смогут получить массовое распространение.
Не менее очевиден и ответ на второй вопрос : роботы нужны всем, кто хочет максимально автоматизировать в своей жизни рутинную работу и получить в распоряжение гораздо большее количество свободного времени.
Сбербанк на форуме Skolkovo Robotics 24 апреля представил аналитический обзор мирового рынка робототехники. Обзор подготовлен Лабораторией робототехники Сбербанка. Вторая часть обзора - «Определение робота. Классификация роботов».
Международный стандарт ISO 8373:2012 определяет робота как приводной механизм, программируемый по двум и более осям, имеющий некоторую степень автономности, движущийся внутри своей рабочей среды и выполняющий предназначенные ему задачи.
На наш взгляд, более полезным для понимания того, что есть робот, может быть функциональное определение (определение STA, рисунок 1): роботом можно назвать любое устройство (механизм), выполняющее предназначенные ему действия, которое одновременно отвечает трем условиям.
Рисунок 1. Определение STAЕСЛИ ОДНО ИЗ ВЫШЕНАЗВАННЫХ УСЛОВИЙ НЕ ВЫПОЛНЯЕТСЯ, ТО УСТРОЙСТВО НЕ ЯВЛЯЕТСЯ РОБОТОМ.
К примеру, автономное транспортное средство можно отнести к робототехнике. Робот-автомобиль обладает сенсорами (SENSE), строит модели, понимает окружающий мир и принимает решения (THINK) и совершает необходимые действия, чтобы двигаться, выполняя свою задачу (ACT) (перевезти пассажиров или груз).
Такой робот работает в невероятно сложной, недетерминированной среде, в которой постоянно возникает громадное количество непредвиденных ситуаций. Робот-манипулятор на фабрике имеет простейший сенсор (SENSE) (одномерный лазерный дальномер), который контролирует выполнение модели операции (THINK) и производит необходимое действие (ACT), например сварку. Эти роботы-автоматы работают в строго детерминированной среде, в которой построенная модель не меняется долгое время.
С другой стороны, устройство, которое может воспринимать окружающий мир (SENSE) и действовать (ACT), но при этом не имеет никакой модели окружающего мира, можно отнести к автоматизации. Широко распространенный пример такого устройства — кофейный автомат.
Исходя из данного определения, правильнее всего называть современную, передовую робототехнику интеллектуальной.
Существует также принятое деление робототехники на типы в зависимости от общей прикладной области. Для этого используется классификация, предложенная в упомянутом выше стандарте ISO 8373:2012:
Промышленный робот — это автоматически управляемый, перепрограммируемый, многоцелевой манипулятор, программируемый по трем и более осям. Он может быть либо зафиксирован в заданном месте, либо может иметь возможность передвижения для выполнения промышленных задач по автоматизации.
Если немного упростить терминологию, то промышленная робототехника — это все, что находится в производственном цеху; главным образом это различные манипуляторы. На сегодняшний день это самый распространенный вид роботов — всего в мире установлено почти два миллиона промышленных роботов.
КЛАССИФИКАЦИЯ ПРОМЫШЛЕННОЙ РОБОТОТЕХНИКИ (Рисунок 2):
ПРОМЫШЛЕННАЯ РОБОТОТЕХНИКА
Сервисный робот — это робот, выполняющий полезную работу для людей и оборудования, исключая промышленные задачи по автоматизации.
Аналогично, немного упрощая ситуацию, мы можем сказать, что сервисная робототехника — это все, что находится за пределами производственного цеха.
Классификация сервисных роботов основана на данном в стандарте определении, но существенно доработана Международной федерацией робототехники (International Federation of Robotics — IFR), консалтинговым агентством, которое является крупнейшим и наиболее авторитетным источником информации об отрасли.
В соответствии с этой классификацией сервисная робототехника делится на два типа:
КЛАССИФИКАЦИЯ СЕРВИСНОЙ РОБОТОТЕХНИКИ (Рисунок 3):
СЕРВИСНАЯ РОБОТОТЕХНИКА
ПЕРСОНАЛЬНАЯ (ДОМАШНЯЯ) РОБОТОТЕХНИКА
ПРОФЕССИОНАЛЬНЫЕ РОБОТЫ
Как можно видеть на рисунке 3, существует множество видов сервисных роботов. Некоторые из них очень популярны и находятся в очень хорошей степени технологической зрелости, а некоторые существуют в единичном экземпляре: в мире миллионы роботов-пылесосов и лишь один действующий робот-планетоход (Марсоход Curiosity является роботом, согласно IFR).
Ссылки:
ISO/TC 299 Robotics — ISO 8373:2012 Robots and robotic devices — Vocabulary, 2012 https://www.iso.org/standard/55890.html
International Federation of Robotics — “Industrial Robots — Definition and Types”, 2016 https://ifr.org/img/office/Service_Robots_2016_Chapter_1_2.pdf
С полным текстом Аналитического обзора мирового рынка робототехники можно ознакомиться на сайте Сбербанка по ссылке.
Значение слова «робот» с самого начала было непонятным. Этот термин впервые появился в 1921 году в пьесе чешского драматурга Карела Чапека R.U.R («Россумские универсальные роботы»). Слово «робот» происходит от чешского слова, обозначающего «тяжелая работа» или «каторга». Правда у Чапека роботы были не из металла, а из искусственных тканей. Выглядели они как люди и были гораздо эффективнее обычного человека. В итоге они восстали против своих создателей.
Благодаря этой пьесе появился популярный образ «машины, которой нельзя доверять», который используется в литературе и кино до сих пор (например, в «Терминаторе», «Бегущем по лезвию» и других произведениях). Но в поп-культуре есть и добрые роботы — например, робот-домработница Рози из мультсериала «Джетсоны» и главный герой фильма «Двухсотлетний человек» в исполнении Робина Уильямса.
«Россумские универсальные роботы». Фото: Alamy
Реальное определение слова «робот» неоднозначно, как и все эти вымышленные образы. Каждый инженер-робототехник даст вам свое значение этого термина. Но все специалисты сходятся в одном: робот — это умная машина, которая может самостоятельно выполнять задания и взаимодействовать с окружением.
Управляемый дрон не является роботом. Но если он умеет сам взлетать, подниматься и избегать преграды, то он становится ближе к роботам. Главное в роботах — их автономность и умение ориентироваться в пространстве.
Первые роботы, отвечавшие этим принципам, появились только в 1960-х годах. Компания SRI International разработала первого мобильного робота Shakey, который мог анализировать окружение. Робот был медленным и неуклюжим, однако благодаря своей камере и датчикам столкновения мог навигировать в сложном пространстве. Машина выглядела довольно неуверенно, но обозначила революцию в сфере робототехники.
Так выглядел Shakey. Фото: Ralph Crane/Getty Images
Примерно в это же время роборуки начали менять сферу производства. Одной из первых была роборука Unimate, которая занималась сборкой автомобилей. Сейчас ее потомки работают на автомобильных заводах, выполняя скучные и опасные задачи быстрее и точнее людей. Хоть они стоят на месте, они все равно попадают под определение робота, потому что представляют собой умные машины, которые умеют анализировать и взаимодействовать с окружением.
В основном роботы продолжали оставаться в лабораториях и на фабриках, где либо катались туда-сюда, либо поднимали тяжелые предметы. Затем в середине 1980-х Honda запустила программу разработки гуманоидных роботов. Компания сделала робота P3, который мог неплохо передвигаться на двух ногах, а также махать и пожимать руку. Затем появился знаменитый двуногий робот Asimo, который однажды сыграл в футбол с бывшим президентом США Бараком Обамой.
Asimo. Фото: Redux
В основе большинства роботов лежат три технологии: сенсоры, приводы и искусственный интеллект.
Для начала поговорим о сенсорах. Роботы, работающие в доставке еды, могут перемещаться по улицам во многом благодаря гонке беспилотных автомобилей Darpa Grand Challenge 2004. Как и автомобили, такие роботы используют технологию лидаров, которая выстраивает 3D-карту окружения с помощью лазеров. Частные компании стараются обогнать друг друга в разработке беспилотных автомобилей, из-за чего стоимость такой технологии упала до такого уровня, что сейчас создание робота, умеющего ориентироваться в пространстве, требует относительно мало затрат.
Технология лидаров часто используется вместе с машинным зрением, которое обеспечивается за счет 2D и 3D-камер. Вспомните, как Facebook автоматически распознает лица пользователей на фотографии. Точно так же работает и машинное зрение у роботов. Сложные алгоритмы позволяют им распознавать определенные объекты и не врезаться в людей.
Марсоходы катаются по Марсу с 1997 года. Разумеется, с тех пор они стали более продвинутыми. Сейчас, например, марсоход Curiosity (справа на фото) может раскалывать камни лазером. Фото: NASA
Внутри каждого робота есть еще один секретный ингредиент — привод. Этим словом называют комбинацию электрического мотора и коробки передач. От привода зависят силы робота и плавность его движений. Он есть как в маленьких роботах-уборщиках Roomba, так и в мощных роборуках и беспилотных автомобилях.
В некоторых роботах — а именно в мягких — привод работает совсем иначе. Мягкие роботы двигаются благодаря перемещениям накачанного в них воздуха или масла. Такая технология создает более плавные и естественные движения.
Фото: Roomba
Говоря о роботах, нельзя не упомянуть работы стартапа Boston Dynamics. Одной из их работ был робот-гуманоид Atlas, разработанный в рамках конкурса Darpa Robotics Challenge в 2013 году. Сначала ученые смогли научить его выполнять только совсем примитивные задачи, например, поворачивать вентили или открывать двери. Спустя годы, Atlas превратился в настоящее чудо инженерии, которое умеет делать сальто лучше обычного человека. Boston Dynamics также работает над роботом SpotMini, который пугающе ловко может вставать на четыре лапы после того, как его пнул человек. А все благодаря хорошему приводу.
Роботы начинают не только увереннее держаться на ногах, но и становятся умнее. Интеллект важен для роботов так же, как и для людей. Если вы видите яблоко и не можете определить, настоящее оно или искусственное, пока не сунете его себе в рот, то значит, что вы не очень умны. Робототехники стремятся научить роботов осязанию, например, компания SynTouch разработала механические пальцы, которые умеют определять самые разные тактильные ощущения — от температуры до шероховатости.
Сенсоры становятся дешевле, как и процессоры необходимые для работы ИИ. Благодаря развитию игровой индустрии и VR графические процессоры помогают роботам выполнять сложные вычисления не в облаке, а локально. Благодаря им роботы вроде Kuri могут использовать машинное зрение и узнавать вас в лицо. Разумеется, чтобы вам помочь, а не выследить.
В нашем мире появляется все больше продвинутых машин, но на самом деле, чтобы роботы были действительно полезными, им нужно стать более самодостаточными. Невозможно научить домашнего робота правильно обращался с любым объектом, который ему может попасться. Для этого нужно, чтобы робот мог учиться всему сам, а значит развивать его искусственный интеллект.
Возьмем, к примеру, робота по имени Brett. Ученые из лаборатории Калифорнийского университета в Беркли научили его решать детские головоломки, где нужно подбирать предметы нужной формы. Никто не объяснял ему, что квадратная деталь помещается только в квадратное отверстие. Робот научился выполнять эту задачу методом проб и ошибок. Да, этот метод очень медленный, но позволяет роботам приобретать новые навыки и адаптироваться к меняющимся условиям.
Фото: Boston Dynamics
Пока что людям приходится приглядывать за роботами, чтобы те, например, не утопились в фонтане. Возможно, роботов нужно научить звать на помощь людей. Кстати, некоторые уже умеют это делать, например, медицинский робот Tug, совершающий обход в больницах по ночам. Он может сообщить оператору, что на его пути попалось препятствие, которое не может обойти.
Быстро развивающиеся отношения между людьми и роботами породили собственный раздел робототехники, посвященный человеко-машинному взаимодействию. Можно научить роботов жить с людьми, но сложнее приучить последних ладить с машинами.
Человечество фактически вывело новый вид и начинает немного о нем жалеть. Что если роботы заберут у нас работу? Особенно это касается офисных работников, которым не потягаться со сверхразумным искусственным интеллектом.
Многие люди боятся сингулярности — гипотетического момента, когда машины превзойдут людей и человечество устареет. Пока что эта проблема кажется надуманной, но сейчас самое время о ней поразмыслить. Пока что роботы обладают ограниченными возможностями, но стоит задуматься, сколько власти им стоит давать. В Сан-Франциско, например, уже обсуждают идею налога на роботов, который придется платить компаниям, где роботы заменили живых работников.
Роботы могут изменить буквально каждый аспект человеческой жизни — от здравоохранения и транспорта до труда. Должны ли роботы помогать нам водить машину? Непременно. Должны ли они заменить медсестер и полицейских? Вряд ли — некоторые профессии лучше доверить людям.
Одно совершенно ясно — машины уже среди нас. Осталось разобраться, как быть с ответственностью за создание нового вида существ.
Источник.Материалы по теме:Как роботы помогают ликвидировать последствия аварии на Фукусиме-1
Роботы предпочитают, чтобы им грубили
Человек нам не ровня: девять главных роботов-убийц в истории кинематографа
Как мягкие роботы захватывают рынок
Немецкие ученые научили робота приносить пиво из холодильника
Актуальные материалы — в Telegram-канале @RusbaseНашли опечатку? Выделите текст и нажмите Ctrl + Enter
"Питер - АТ"
ИНН 780703320484
ОГРНИП 313784720500453