Робот что это
Autoservice-ryazan.ru

Автомобильный портал

Робот что это

Робот что это

Слово «робот» было придумано чешским писателем Карелом Чапеком и его братом Йозефом и впервые использовано в пьесе Чапека «Р. У. Р.» («Россумские универсальные роботы», 1920). До появления промышленных роботов считалось, что роботы должны выглядеть подобно людям.

Предыстория

Мифические искусственные существа

Идея искусственных созданий впервые упоминается в древнегреческом мифе о Кадме, который, убив дракона, разбросал его зубы по земле и запахал их, из зубов выросли солдаты, и в другом древнегреческом мифе о Пигмалионе, который вдохнул жизнь в созданную им статую — Галатею. Также в мифе про Гефеста рассказывается, как он создал себе различных слуг. Еврейская легенда рассказывает о глиняном человеке — Големе, который был оживлён пражским раввином (махараль ми-Праг) Йехудом Бен Бецалелем (1509(?)-1609) при помощи каббалистической магии.

Похожий миф излагается в скандинавском эпосе Младшая Эдда. Там рассказывается о глиняном гиганте Мисткалфе, созданном троллем Рунгнером для схватки с Тором, богом грома.

Технические устройства

Очевидно, первыми прообразами роботов были механические фигуры, созданные арабским ученым и изобретателем Аль-Джазари (1136—1206). Так, он создал лодку с четырьмя механическими музыкантами, которые играли на бубнах, арфе и флейте.

Чертёж человекоподобного робота был сделан Леонардо да Винчи около 1495 года. Записи Леонардо, найденные в 1950-х, содержали детальные чертежи механического рыцаря, способного сидеть, раздвигать руки, двигать головой и открывать забрало. Дизайн скорее всего основан на анатомических исследованиях, записанных в Витрувианском человеке. Неизвестно, пытался ли Леонардо построить робота. [3]

С начала XVIII века в прессе начали появляться сообщения о машинах с «признаками разума», однако в большинстве случаев выяснялось, что это мошенничество. Внутри механизмов прятались живые люди или дрессированные животные.

Французский механик и изобретатель Жак де Вокансон создал в 1738 году первое работающее человекоподобное устройство (андроид), которое играло на флейте. Он также изготовил механических уток, которые, как говорили, умели клевать корм и «испражняться».

Хронология

Конец XIX века — русский инженер Пафнутий Чебышёв придумал механизм — стопоход, обладающий высокой проходимостью.

1898 — Никола Тесла разработал и продемонстрировал миниатюрное радиоуправляемое судно.

1921 — Чешский писатель Карел Чапек представил публике пьесу под названием «Р. У. Р.» («Россумские Универсальные Роботы») [4] , откуда и взяло начало слово «робот» (от словацк. robota ).

1930-е — Появились конструкции внешне напоминающих человека устройств, способных выполнять простейшие движения и воспроизводить фразы по команде человека. Первый такой «робот» был сконструирован американским инженером Д. Уэксли для Всемирной выставки в Нью-Йорке в 1927 году.

1950-е — Для работы с радиоактивными материалами стали разрабатывать механические манипуляторы, которые копировали движения рук человека, находящегося в безопасном месте.

1960 — Дистанционно управляемая тележка с манипулятором, телекамерой и микрофоном применялась для осмотра местности и сбора проб в зонах высокой радиоактивности.

1968 – Японская компания Kawasaki Heavy Industries, Ltd. получила лицензию на производство робота от американской фирмы Unimation Inc. и собрала своего первого промышленного робота. C тех пор Япония начала неуклонное движение к тому, чтобы стать мировой столицей роботов – с более чем 130 компаниями, вовлеченных в их производство. Изначально сконструированные в США, первые роботы Японии импортировались в малых количествах. Инженеры изучали их и применяли в производстве в таких специфических работах, как сварка и распыление. В 70-х годах были разработаны многочисленные возможности практического применения в данной области.

1979 — В МГТУ им. Н. Э. Баумана по заказу КГБ был сделан аппарат для обезвреживания взрывоопасных предметов — сверхлёгкий мобильный робот МРК-01.

1980– коммерческое начало для роботов, производимых на основе высоких технологий. С этого момента рынок начал расти, несмотря на обвал, произошедший в экономике Японии, и на то, что производство (в основном потребительская электроника) было перемещено за рубеж, что повлияло на уменьшение спроса внутри страны в 90-х годах. Постепенно японская экономика восстановилась, и с 2003 года опять наблюдается рост. В настоящее время на долю Японии приходится около 45% функционирующих в мире промышленных роботов. Если говорить об абсолютных цифрах, то к концу 2004 года в Японии было задействовано 356500 промышленных роботов, на втором месте со значительным отрывом шли Соединенные Штаты Америки (122000 промышленных роботов). Япония также занимает первое место в мире и по экспорту промышленных роботов. Ежегодно эта страна производит более 60 тысяч роботов, почти половина из которых идет на экспорт. Такой разрыв, безусловно, делает нашествие японских роботов еще более заметным.

1982 — 18-27 октября 1982 г. в Ленинграде, в выставочном комплексе в Гавани проходила, вероятно, первая в СССР, Международная выставка «Промышленные роботы-82».

1986 — в Чернобыле, впервые в СССР применены роботы для очистки радиоактивных отходов.

2005 — ВМФ России в Балтийском море проведены испытания подводного робота-разведчика «Гном». [источник не указан 1312 дней]

2007 — МВД России в г. Перми проводило испытания тестового робота-милиционера Р-БОТ 001

2010 — в Америке в продажу поступили новые роботы PR2

Роботека

О сайте

Роботека – мир роботов, история, персонажи кино и литературы, анимации и игрушек.

Вы здесь

Что такое робот? Основные понятия

Слово «робот» произошло от чешского robot от « robota » — ” барщина, подневольный труд”. От этого же слова берёт этимологическое начало древнерусское слово «рабство» и старославянское «работа». Впервые слово robot было напечатано в 1920 году в пьесе Карела Чапека « R.U.R », а придумал его брат писателя – Йозеф.

Первое появление слова робот

R.U.R. (с чеш.яз. Rossumovi univerzalna roboti, «Россумские универсальные роботы») научно-фантастическая пьеса Карела Чапека, написана в 1920 году. В Праге 25 января 1921 года состоялся премьерный показ пьесы .

Главная задача робота, помощь и облегчение труда человека, беря некоторые физические, в некоторых случаях и умственные, задачи на себя, тем самым дополняя и даже заменяя деятельность человека.

Робот, это:

В современном понимании, робот – это устройство с антропоморфным поведением (подобно человеку), созданное с целью выполнения заданных операций. Деятельность роботов направлена на облегчение труда человека на производстве посредствам исполнения опасных, рутинных, тяжёлых работ.

Изначально, понятие робот предполагало человекоподобное устройство, внешне схожее с человеком:

Составные части робота:

  • Голова – CPU – процессор, главный интеллект робота; датчики зрения, слуха и динамики для возможности речи робота;
  • Руки-манипуляторы – с захватывающими кистями манипуляторами;
  • Торс – туловище, эндоскелет робота с часто расположенным в нём блоком питания;
  • Ноги-шагоход – обеспечивают шаговое движение, а также другие модели: шасси и гусеничный ход.

(Наглядное устройство робота)

Управление устройством, в зависимости от заложенной программы, осуществляется с пульта управления или в автономном режиме.

Ключевые даты в развитии роботов:

1500 год. Франция поражена механизированным львом Леонардо да Винчи, который двигался и представлял герб государства.

1617 год. Джон Непер разрабатывает элементарное вычислительное устройство.

1878 год. На Всемирной выставке в Париже Пафнутий Чебышев презентует стопоходную машину

1891 год. Никола Тесла изобретает катушку, производящую напряжение высокой частоты.

1893 год. Тесла создаёт асинхронный двигатель, питающийся от сети переменного тока.

1898 год. Изобретение Теслы первого в мире пульта дистанционного управления.

1921 год. Первое упоминание слова «робот» в пьесе «R.U.R.» Карела Чапека.

1950-е годы. Активная разработка механических манипуляторов, которые копировали движение человеческих рук.

1971 год. Изобретение первого в мире микропроцессора.

1980 годы. Сильнейший скачок роста рынка робототехники, произошедший благодаря коммерческой реализации японских роботов.

2000 год. Компания Electrolux в эфире телеканала BBC представила робот-пылесос Trilobite.

2004 год. Марк Тилден создает первую коммерчески успешную игрушку робота Robosapien.

2010 год. Корейская фирма Ilshim Global презентует первого в мире робота для мойки окон Windoro.

С 2017 года. Основное направление робототехники – это прогресс искусственного интеллекта.

Несколько позже с развитием технологий такое понятие получило более широкое значение. В информационном пространстве, в основном сетевом, понятием робот также называют программу, действующую автономно, т.е. сама по себе, выполняющую определенную функцию. Например, поисковый робот-паук, сканирующий сеть, собирающий информацию; биржевой робот, самостоятельно участвующий в торгах по заданным параметрам; различные боты и другие программы.

Используемые технологии

Искусственный интеллект

Свойство механизмов самостоятельно выбирать путь решения для каждой поставленной перед ним задачи, опираясь на информацию базы данных. Важнейший аспект при этом – самообучение, в ходе которого робот разрабатывает программы действий.

ИИ использовались при создании: Deep Blue – анализатора-шахматиста, который сумел обыграть чемпиона мира Каспарова; MYCIN, способного ставить точный диагноз пациенту после оценки состояния его здоровья, а также ViaVoice служащие в качестве консультантов, умеющие поддерживать конструктивный диалог с потребителями.

Навигация

Навигационная бортовая система выполняет несколько функций одновременно:

  • Выбор маршрута;
  • Управление характеристиками движения (в том числе скорость вращения колёс, их направление);
  • Получение и интерпретация данных от датчиков об окружающей среде и собственного положения в ней.

Наибольший вклад в совершенствование систем навигации внесли компании, разрабатывающие видеоигры. Они инвестировали огромные средства в исследования и разработку соответствующих проектов.

Система передвижения

В зависимости от области применения, перемещение роботов происходит различными способами:

  • В производственных помещениях, цехах, складах – по направляющим балками или монорельсам;
  • Для передвижения по открытой или пересечённой местности наиболее популярными считаются гусеничные или колёсные движители;
  • Бионические механизмы основываются на способах передвижения животных и насекомых (инсектоморфные, ползающие, плавающие и др.);
  • Если движение происходит в вертикальной плоскости, устанавливаются шагающие вакуумные присоски;
  • В осложнённых условиях эксплуатации, где поверхность передвижения не однородна, применяют комплексные конструкции, совмещающие в себе сразу несколько элементов для передвижения (яркий пример – луноход).

Компьютерное зрение

Технология, наделяющая робота способностью определять, классифицировать объёмные предметы и изображения, распознавать образы. Благодаря этому были созданы устройства, собирающие пазлы и конструкторы Lego, системы видеонаблюдения, 3D-моделирования, виртуальной реальности, индексированные базы изображений.

Виды роботов

Общепринятой классификации роботов не существует. Основные характеристики, по которым можно условно поделить все модели – назначение и внешний интерфейс.

По внешнему интерфейсу роботы делятся на:

  • Андроиды. Человекоподобные, шагающие;
  • Роботы подобные животным. Непохожие на человека или подобные роботизированным животным (роботы-собаки, робоживотные);
  • Гуманоидные роботы. Внешне напоминающие человека ( человек-машина, персональный робот).

Андроиды

Андроиды внешне абсолютно идентичны человеку, поэтому имеют второе название «синтетический человек». Они способны поддерживать разговор, используя большой словарный запас, а их поведение зависит от факторов внешней среды и логично изменяется. Сфера обслуживания теоретически может перейти на использование андроидов вместо многих сотрудников.

Роботы, подобные животным

Применяются в качестве игрушек или в целях слежки за дикими животными в их естественных условиях обитания. Уже изобретены электронные зооморфы внешне идентичные гикконам, белкам, собакам, медузам, червям, гепардам и т.д.

Гуманоидные роботы

Внешне они отдалённо напоминают человека. В основном их корпус состоит из подобия головы, рук, ног и туловища. Но эти элементы более схожи с частями машины, нежели человека. Гуманоиды обычно имеют узкую направленность действий, например раздача рекламных листовок, определённая игра с детьми.

Читать еще:  Почему дергается при разгоне ваз 2110 инжектор

  1. По выполняемым функциям выделяют:

Бытовые роботы

Ежедневное применение в быту отличает эту группу роботов от других. Помимо всеобще известных роботов-пылесосов и мойщиков окон, к этому классу относятся робоигрушки для детей и средства-коммуникаторы, создающие эффект присутствия человека, находящегося на большом расстоянии (передающие его сердцебиение или частоту дыхания).

Промышленные роботы

Замена человеческого труда на производстве роботизированным механизмом широко распространена по ряду причин. Качество выпускаемой продукции возрастает за счёт исключения ошибок, связанных с «человеческим фактором». Работоспособность 24 часа в сутки, 7 дней в неделю повышает производительность предприятия минимум дважды. Никакие вредные испарения или излучения не становятся помехой в работе.

(Робот для захвата предметов)

Операции, выполняемые промышленными роботами: штамповка, сварка, фрезеровка, транспортировка грузов, сборка, обработка, окрашивание и т.д.

Боевые роботы

Минимизация человеческих потерь в военных действиях достигается посредствам введения в вооруженные силы роботов. Для каждого рода войск разработаны определённые модели: роботы-сапёры, беспилотники, подводные и надводные корабли с дистанционным управлением, вертолёты-разведчики, роботы-минёры и т.п.

Из-за неоднозначности мнений по поводу ответственности за действия роботов их применение в реальных условиях ограничено.

Микророботы

Отличительной особенностью этого вида является сверхмалый размер – до 1мм. Чаще всего работа таких устройств связана с групповым взаимодействием (например, для быстрого построения сверхпрочной и лёгкой материи) или с объектами, площадь которых исчисляется микрометрами.

(Микроустройство размером с частицу – Наноробот)

Рассматриваются перспективы применения микроустройств – нанороботов в медицинских целях (для проникновения в организм с последующей диагностикой).

Персональные роботы

Персональные роботы предназначены для сопровождения определённого человека, выполнения его просьб, общения с ним. Из-за недостаточной совершенности ПО идеальный компаньон для человека ещё не создан. Разработчики предполагают, что он будет иметь чувствительные датчики для распознавания не только звуковых сигналов, но и мимики, жестов, манеры поведения объекта. Запоминание характерных черт поведения и самосовершенствование позволят добиться взаимопонимания между роботом и пользователем.

(Персональный робот будущего)

Специализированные роботы

Технические роботы определенных специальностей с узкой спецификой и олее широким применением определенных отраслей:

  • Транспортные – основные направления деятельности транспортных роботов – это автономное управление средствами передвижения (автопилотирование, самоходные автомобили) и перемещение грузов.
  • Исследовательские – используются для сбора данных из труднодоступных для человека областей, для направления их на изучение специалистам. При этом объекты исследования могут быть самыми разнообразными: от подземного пространства до поверхности планет.
  • Сельскохозяйственные – применяются в основном для выполнения монотонных и трудных операций, таких как вспахивание земли, высадка, прополка, обработка удобрениями больших площадей и т.д.
  • . и других специализированных областей.

Три закона робототехники Айзека Азимова

Классик мировой фантастики сформулировал три основных правила поведения роботов, которые в теории должны быть заложены в роботах на уровне инстинктов. Они приписывали роботам некоторые ограничения действий, которые наделяли механизмы эмоциональной составляющей.

Появление законов

До формулирования трёх законов робототехники вся научная фантастика преподносила роботов как нечто угрожающее существованию человека. В произведениях часто встречался сюжет истребления роботами человечества. Азимов же, в своих рассказах пописывал устройства наделённые качествами, напоминающими совесть, честность, преданность.

В 1940 году беседа Азимова с его другом Джоном Кэмпбеллом по поводу последних новостей научной фантастики закончилась описанием трёх постулатов. По словам Кэмпбелла, он извлёк их из уже существующих произведений Айзека.

Три закона робототехники:

  1. Робот не может причинить вред человеку или своим бездействием допустить, чтобы человеку был причинён вред.
  2. Робот должен повиноваться всем приказам, которые даёт человек, кроме тех случаев, когда эти приказы противоречат Первому Закону.
  3. Робот должен заботиться о своей безопасности в той мере, в которой это не противоречит Первому или Второму Законам.

Значение законов

Обязательные правила поведения для всех роботов подчёркивают главенство человека над созданными им механизмами. Основной посыл заключен в приоритетной безопасности любого действия или бездействия устройства.

Однажды, в 1986 году в романе “Роботы и Империя” Айзек Азимов добавил нулевой закон. Добавление дополнительно закона обосновано его приоритетностью относительно остальных.

Нулевой закон

Робот не может нанести вред человечеству или своим бездействием допустить, чтобы человечеству был нанесён вред.

Нулевой закон утверждает, что действия робота должны быть направлены на интересы человечества, а не только отдельно взятого человека.

Таким образом, первоначальное и неотъемлемое значение робота — быть безоговорочным помощником человека, служить в интересах науки и всего человечества!

Что такое робот?

:: Мнение 1 ::
(Большая советская энциклопедия)

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.

С развитием робототехники определились 3 разновидности роботов: с жёсткой программой действий; 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 роботом третьего вида (в так называемом супервизорном режиме).

:: Мнение 2 ::
(Большая советская энциклопедия. Машин и механизмов теория.)

Робот – машина-автомат, моделирующая свойства и функции живых организмов и, в частности, имитирующая действия человека при перемещении в пространстве орудий и объектов труда.

:: Мнение 3 ::
(Глоссарий.ру Cловарь по естественным наукам.)

Робот – электронно-механическое устройство: – способное к целесообразному поведению в условиях изменяющейся внешней обстановки; – 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.

Робот (от чешск. robota) — электромеханическое, пневматическое, гидравлическое устройство или их комбинация, предназначенное для замены человека в промышленности, опасных средах и др.

Современные роботы функционируют на основе принципов обратной связи, подчинённого управления и иерархичности системы управления роботом. Иерархия системы управления роботом подразумевает деление системы управления на горизонтальные слои, управляющие общим поведением робота, расчётом необходимой траектории движения манипулятора, поведением отдельных его приводов, и слои, непосредственно осуществляющие управление двигателями приводов.

Промышленный робот является устройством, производящим некие манипулятивные функции, схожие с функциями руки человека.

Робот «вообще» — понятие неопределённое, и поэтому к классу роботов можно отнести многие автоматические устройства.

Системы управления роботами
Программное управление
Программное управление — самый простой тип системы управления, используется для управления манипуляторами на промышленных объектах. В таких роботах отсутствует сенсорная часть, все действия жёстко фиксированы и регулярно повторяются.
Адаптивное управление
Роботы с адаптивной системой управления оснащены сенсорной частью. Сигналы, передаваемые сенсорами, анализируются и в зависимости от результатов принимается решение о дальнейших действиях, переходе к следующей стадии действий и т.д.
Интеллектуальное управление
Интелектуальный способ управления основан на методах искусственного интеллекта. Управление при участии человека
Примером такого робота является аппарат для разминирования с дистанционным управлением.

Робот (программа)
Робот или бот (англ. bot, сокр. от англ. robot) — специальная программа, выполняющая автоматически и/или по заданному расписанию, какие-либо действия через те же интерфейсы, что и обычный пользователь. Как правило, термин употребляется в применении к Интернету. В сетевых играх ботами иногда называют игроков, управляемых компьютером.

Термин робот не имеет устойчивости. К нему почти всегда необходимо добавочное слово (например, промышленный или BEAM).

Робот должен включать три составляющих:
1. Сенсор. Датчик, воспринимающее устройство для восприятия среды функционирования робота.
2. Рефлектор. Устройство обрабатывающее информацию, программа, нейронная сеть.
3. Актуатор. Механизм, позволяющий совершать работу в среде функционирования робота.

Таким образом:
Робот – независимая от среды функционирования автономная система, реализующая механизм обратной связи в цепочке сенсор-рефлектор-актуатор.

Робот – машина (точнее – “автомат”), поведение которой выглядит разумным.

Ключевые слова здесь “выглядит” и “разумность”. Т.е. определение, является ли данная машина “роботом” или нет в каждый момент времени лежит на наблюдателе, причем имеется в виду не частное лицо, а скорее общественное сознание, с его оценкой текущего состояния науки и техники.

В общественном сознании машины, которые окружают нас повседневно, не “разумны”, произвести впечатление “разумности” может только что-то новое и на тот период, пока не стало обыденным. Первая стиральная машина, которая “научилась” отличать шелк от хлопка, тоже казалась “очень умной” и, соответственно, “роботом”, а теперь это уже “обычная” стиральная машина.

“Робот” – это всегда передний край науки и техники. И именно потому же маленького механического жучка из десятка деталек, ползущего на свет (“Смотрите, такой маленький, а такой умный!”), мы также без возражений считаем настоящим роботом!

:: Мнение 7 ::
(ironfelix.ru — сайт “Железный Феликс”)

Попробуем определить границы понятия “робот”.

Постулат первый: Робот это машина, продукт деятельности другого существа. То есть робот вторичное создание. Этим мы проводим черту между роботом и живым существом.

Постулат второй: Робот предназначен для выполнения работы. Этим мы вновь подчеркиваем вторичность робота. Задачи роботу ставит его создатель, в частности человек.

Отсюда вытекает несколько следствий.
Следствие первое: робот может производить действия, прямо воздействующие на органы чувств своего создателя. Отсюда – домашние роботы, игровые роботы, обучающие роботы.
Второе следствие: робот может производить видимость работы, воздействием на своего создателя создавая у него ощущение производимой работы.
Третье следствие: Робот может имитировать ожидаемое создателем поведение. Отсюда: Айбо, Асимо, Квиро, и прочая японская псевдоживность.

Постулат третий: Робот получает информацию о том мире, в котором он существует. Если не получает, то это не робот, а просто автомат.

Постулат четвертый: Робот изменяет внешний мир. Робот безусловно производит физическое воздействие на окружающий его мир. Он перемещает в нем предметы, перемещается сам, влияет своим присутствием или отсутствием на взаимодействие иных объектов своего мира.

Постулат пятый: Обратная связь между роботом и окружающим миром. Робот должен получать информацию о результате произведенного им воздействия на внешний мир.

Постулат шестой: Робот имеет различные уровни “разумности”. Можно попытаться разделить роботов на четыре уровня сложности (уровня разумности).

Простая жесткая программа
Сложная жесткая программа
Простая адаптивная программа
Сложная адаптивная программа

:: Мнение 8 ::
(“Лаборатория независимых исследований”, И. А. Мухина)

Разработка понятия “робот”

Робот изначально определялся как антропоморфный артефакт, функционирующий антропоморфно (то есть робот создан искусственно – человеком или роботом, похож на человека и выполняет действия, похожие на действия человека).

Однако антропоморфность существенно сужает круг артефактов, которые можно, вообще говоря, отнести к роботам (например, механизмы, способные выполнять сложные программы, но не похожие на человека внешне: способ передвижения – платформа на колесах).

Робот – артефакт, функционирующий автономно.

Читать еще:  Тнвд замена плунжерной пары

Артефакт – робот создан искусственно (разумным живым существом или роботом). Робот может быть механизмом, устройством или их сочетанием. Введение понятия искусственности создания позволяет отделить роботов от предметов, созданных естественным путем (например, живых организмов, природных явлений).

Функционирующий – робот выполняет какие-либо действия, используя энергию источника. Необходим источник энергии. Источник энергии может быть возобновляемым или же нет. В конечном итоге это влияет только на время функционирования и автономности. Примеры источников энергии: пружина, маховик, гальванический элемент или аккумулятор, электрическая сеть, солнечная батарея, резервуар со сжатым воздухом, кинетическая или потенциальная энергия артефакта. Сложность: все предметы как-то себя проявляют, и эти проявления могут быть обнаружены. Возможно надо отделять действия от проявлений и действия, которые свойственны роботу, от действий которые он может выполнять, возможно нет необходимости ограничивать понятие выполнения действий. Дополнительно: действия могут быть полезными, бесполезными, вредными, бессмысленными.

Автономно – робот функционирует самостоятельно в какой-либо среде, имеет пространственный ограниченный объем, может быть изъят из одного места и перемещен в другое место и продолжить или возобновить функционирование.

Примеры роботов по определению 1:

  • Заводная игрушка. Источник энергии – пружина, выполняемые действия – механическое перемещение в пространстве.
  • Фонарный столб. Источник энергии – электрическая сеть, выполняемые действия – освещение.
  • Движущийся предмет (например, мяч). Источник энергии – начальная потенциальная или кинетическая энергия, выполняемые действия – механическое перемещение в пространстве.
  • Паровой котел с турбиной и электрическим генератором. Источник энергии – топливо в топке, выполняемые действия – производство электрической энергии.
  • Компьютер, работающий от аккумулятора и выполняющий программу. Источник энергии – аккумулятор, выполняемые действия – обработка информации.

Не относятся к роботам по определению 1:

  • Шкаф. Отсутствует источник энергии. Но, если в шкаф встроена лампа с аккумулятором, то его можно отнести к роботам.
  • Атомы, планеты. Не являются артефактами. Но, если из атомов искусственно собрана молекула, которая выполняет какие-либо действия, например, механическое движение под воздействием электрического поля (микроэлектромотор), то ее можно отнести к роботам.
  • Растения, животные. Не являются артефактами, хотя могут обладать свойствами, полученными за счет селекции или генетических опытов.

Приведенные примеры показывают, что автор принял определение робота, в соответствии с которым к роботам может быть отнесен весьма широкий круг артефактов. Если этот круг требуется сузить, то вышеприведенное определение необходимо дополнять ограничениями, например: движущийся робот – артефакт, функционирующий автономно и способный к механическому перемещению.

Что такое «робот»?

Профессор Мел Сигел рассказывает, какими качествами должен обладать робот и как будет развиваться робототехника

“Pepper” — антропоморфный робот компаний Aldebaran Robotics и SoftBank Mobile, 2014 (Héctor García / flickr)

В 1980-е, когда я начал заниматься робототехникой, мы видели перспективу создания «умной» бытовой техники, которая могла бы «воспринимать, думать и действовать». В реальности ее еще не было. Я тогда говорил, что «умная» стиральная машина вполне попадает под определение робота. Сейчас, когда у нас действительно много «умных» приборов и машин, которые, без сомнения, можно назвать роботами, мне кажется, стоит использовать более узкое определение. В противном случае роботом будет называться любая вещь с микропроцессором — а скоро такими будут почти все, — и слово «робот» потеряет всякий смысл, станет синонимом к словосочетанию «сделано человеком». Поэтому я думаю, что аспект коммуникации, который я добавил в определение «воспринимать, думать, действовать», очень важен для машины, которую мы хотим назвать роботом. Возможно, в этом смысле стоит даже использовать слово «договариваться» вместо «коммуницировать»: мы должны иметь в виду возможность продуктивного двустороннего взаимодействия. Итогом должно стать повышение качества работы, которая в результате такой кооперации станет выполняться лучше, чем если бы робот и человек занимались ею по отдельности. Такую машину мы с полным основанием можем назвать роботом.

Идея робота появилась задолго до того, как их стало возможным создать, — например, пражский Голем XVI века или «R.U.R» (Rosumovi Univerzální Roboti) Карела Чапека, придуманный в начале XX века.

Также есть довольно длинная традиция кукол и марионеток, выдаваемых за роботов, но таковыми не являющихся; я называю их «кукушками» (Cuckoo clock robot — робот из часов с кукушкой). Считается, что первым индустриальным роботом был Unimate, заработавший на заводе автозапчастей «Дженерал Моторс» в 1961 году.

Сложно сказать, на каком этапе развития робототехники мы находимся сегодня. Давайте представим прямую линию, на которой отмечена точка, обозначающая в самом общем смысле способности лучшего робота, и точка, обозначающая способности обычного человека, такого как я. Затем я спрашиваю: «Где на этой линии будет находиться точка, которая обозначит способности моей собаки Беллы?» Я бы сказал, что расстояние между роботом и мной в двадцать раз больше, чем расстояние между мной и Беллой. Если смотреть в общем, то Белла больше подходит на роль «воспринимающей, мыслящей, действующей и коммуницирующей» машины, чем самый лучший робот. Но здесь очень важна оговорка «в общем»! Когда мы говорим о конкретной задаче, для которой придуман и запрограммирован специальный робот, то он выполнит ее гораздо лучше, чем человек, занятый тем же. Например, робот может гораздо быстрее и точнее приклеивать автомобильное стекло в нужном месте, чем рабочий-человек.

Истоки современной робототехники следует искать в двух местах. Во-первых, их можно найти в общей автоматизации: конвейерные автоматы, выполняющие повторяющиеся работы на большой скорости и с высокой точностью. Во-вторых, в исследованиях искусственного интеллекта.

Цель программистов — создать компьютеры и программы, которые обладали бы «здравым смыслом».

В парадигме «воспринимать, думать, действовать и коммуницировать» автоматизация — это «действие», искусственный интеллект — это «мышление». «Коммуникативное» направление уже довольно хорошо развито на практике; «воспринимающее» — в теории, хотя, конечно, настолько развить эту сторону робототехники, используя воспринимающие устройства настолько малые и дешевые, насколько нам хочется, — цель пока далекая и труднодостижимая, равно как и обработка в реальном времени огромного количества данных, доступ к которым мы можем получить, удовлетворив свои запросы.

Когда меня спрашивают, какие области робототехники являются ведущими на сегодняшний день, я всегда вспоминаю историю о семи слепцах, которых попросили описать слона. Один пощупал хвост и сказал: «Слон похож на канат». Другой потрогал бок и сказал, что, по его мнению, слон похож на стену. Третьему попалась нога, его ответ был: «Слон — это как дерево» и так далее. Робототехника сейчас развита повсеместно, и сложно выделить наиболее перспективные векторы развития: любая область является для кого-то ведущей. В настоящий момент я вижу две «горячие точки» — это исследование беспилотных летательных аппаратов (их еще называют дронами) и беспилотные наземные аппараты, «беспилотные автомобили». Потребуется еще огромное количество исследований, прежде чем такие машины будут готовы к автономным операциям. Обе эти области объединяет более общая тема, которая на самом деле охватывает все возможные сферы развития робототехники, — взаимодействие людей и роботов.

Что такое робот?

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.

    Читать еще:  Новый мерседес спринтер 2018 год

    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

    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, роботы 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, если это не противоречит Первому и Второму законам.

    Законы для роботов сформулировал Айзек Азимов в своём произведении ” Три закона робототехники (Айзек Азимов) “.

    Другие робототехнические термины рассмотрены в словарике роботехника по роботам

    Что такое робот?

    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.

    Для чего нужны роботы?

    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

    • станки
    • производственные линии
    • манипуляторы и прочее.

    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.

    Какие бывают типы роботов:

    Промышленные роботы

    – 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.

    Медицинские роботы

    – 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.

    Бытовые роботы

    – облегчают жизнь человеку. Это роботы, выполняющие функции секретаря, уборки помещений, роботы животные. Например робот-собачка, способная выполнять некоторые команды, роботы-пылесосы и другие.

    Робот, которые обеспечивают безопасность.

    — 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.

    Боевые роботы

    – 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.

    Роботы учёные

    – 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.

    Робот учитель

    – 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.

  • Ссылка на основную публикацию
    Adblock
    detector