Научно-технический прогресс на месте не стоит. Новейшие технологии всё больше размывают границы между фантазией и реальностью.
Роботы уже давно перестали быть научной фантастикой. Сегодня они наши незаменимые помощники во многих отраслях деятельности. В этой статье мы посмотрим как выглядят и что умеют самые совершенные на сегодняшний день роботы.
Самый совершенный на сегодняшний день марсоход третьего поколения. На его разработку NASA потратили 10 лет и 2,5 млрд. долларов. По сути это автономная химическая лаборатория на колёсах, размером с небольшой автомобиль. Его создали специально для исследования кратера Гейла. Curiosity буквально напичкан всевозможными приборами и датчиками, которые умеют делать практически всё от съёмки фото в выском разрешении до спектрального анализа твёрдых грунтовых пород.
Это один из самых реалистичных человекоподобных роботов. Его построил Хироши Исигуро вместе со своими коллегами из Japan’s Advanced Telecommunications Research Institute International. Внешность этого робота является точной копией профессора Хенрика Шарфе из Aalborg University. Geminoid DK может управляться дистанционно, с помощью передовой технологии захвата движений. Она позволяет машине имитировать выражение лица и точно повторять движения.
Бакстер - необычный промышленный робот, хоть и выглядит вполне заурядно. Такие модели можно встретить практически на всех более-менее современных машиностроительных предприятиях. Главная его особенность заключается в повышенной безопасности. Обычные промышленные роботы такой чертой совсем не отличаются. Если человеку непосчастливится попасть под их механические руки-клещи, то всё может кончиться достаточно печально. Но только не в случае с Бакстером. В его «голове» находится камера, которая следит, чтобы в поле деятельности не было инородных предметов. Если таковые попадаются, то ультразвуковые моторы, контролирующие захваты механических «рук» автоматически отпускают «клещи».
Paul, пожалуй, меньше всего похож на робота в привычном нам понимании. Но то, что он делает - просто потрясающе. Это настоящий робот-художник, который состоит из одной лишь механической руки, которая держит карандаш или авторучку. Процесс рисования предельно прост: человек садиться напротив камеры, которая сканирует его лицо, а затем «рука» Paul начинает рисовать портрет. Причём рисует робот не по шаблону, каждый портрет даже одного и того же человека, получается уникальным. В его рисунках действительно есть какой-то стиль.
Разработка знаменитой компании Boston Dynamics. Это робот-разведчик, который способен передвигаться по пересечённой местности, а в режиме галопа может разгоняться до 25,7 км/ч. Да-да, этот робот умеет скакать галопом. А ещё резко останавливаться и разворачиваться. Кроме того WildCat невероятно устойчивый «уронить» его - настоящая проблема.
Робот-спасатель от японской компании Schaft, которую в итоге купила Google (также как и Boston Dynamics, кстати). S-One небольшой, коренастый, крайне устойчивый и очень сильный робот. Он может поднимать тяжести, орудовать дрелью, легко справляется с вентилями и дверными ручками. Благодаря особым новейшим разработкам создателям робота удалось добиться невероятной быстроты и плавности выполнения поставленных задач.
Этого робота создали двое разработчиков программного обеспечения из США Джей Флэтлэнд и Пол Роуз. Робот состоит из 6 шаговых двигателей, 4 веб-камер и небольшого числа общедоступных деталей. А основная его задача - собирать кубик Рубика. И делает он это, вы только вдумайтесь, менее, чем за одну секунду. Среди людей рекорд по скоростной сборке кубика Рубика принадлежит сейчас американскому подростку Лукасу Эттеру. Осенью 2015 года он собрал кубик за 4,9 секунды. Роботу Sub1 понадобилось всего 0,887 секунды.
Новейшая разработка учёных из Бристольского университета. Row-bot - это прототип робота, который предназначен для того, чтобы передвигаться по поверхности загрязнённых водоёмов и поедать микробы, которые, собственно и делают воду грязной. Примечательно, что «съеденных» микробов Row-bot использует как биотопливо для выработки энергии и продолжения работы.
Японская компания FANUC разработала самого сильного робота в мире. Название у него, конечно, не очень благозвучное, но зато возможности поистине впечатляющие. Робот-силач с «размахом руки» 4,7 метра, может поднимать предметы весом до 1700 кг. Предыдущий самый сильный робот планеты Titan, мог манипулировать предметами весом до 1 тонны, но и «рука» у него была чуть длиннее - 6,5 метров.
Компания Boston Dynamisc не так давно представила широкой публике новое поколение своего робота под название Atlas. B его способности просто поражают воображение. Двуногий человекоподобный робот легко гуляет по зимнему лесу с очень сложным рельефом. При этом он сохраняет равновесие даже тогда, когда его ноги проваливаются в снег. Но если всё-таки упадёт, робот способен самостоятельно подняться практически из любого положения.
Восстание роботов-дворецких, собак и роботов-пылесосов
РОБОТЫ СЕЙЧАС ВЕЗДЕ, от виртуальных помощников до автоматизированных дворецких и роботов уборщиков; эра машин происходит уже здесь и сейчас и назад пути уже нет.
В то время как Facebook, Google и подобные создают помощников по искусственному интеллекту (AI), а Boston Dynamics строит научно-фантастических четвероногих роботов, которые пугаются от настоящих собак, есть огромное количество умных роботов, которых может купить рядовой обыватель.
Тем кто интересуется новинками роботов, мы представляем список лучших роботов и андроидов, которые вы можете купить сегодня.
Пятое место занимает робот Asus Zenbo - бот-смотритель, который выглядит как плод сношения смартфона и модной лампа от IKEA. Он разработан для того, чтобы взять под свой контроль Ваш умный дом и помочь с домашними развлечениями.
Робота Asus Zenbo можно купить за $ 599, и вы получите псевдо робота-дворецкого с распознаванием голоса. Так что Вы сможете кричать на него, чтобы он играл музыку через домашнюю развлекательную систему или читал интерактивные истории для надоедающих и отвлекающих Вас от более важных, чем игра с ними, дел, детей.
Он может раздавать щедрые напоминания о различных встречах и включать тревогу, если один из членов семьи случайно упал. Такой робот, возможно, не впечатлит технологические амбиции Железного Человека от Марка Цукерберга, но Zenbo может стать ботом для менее требовательных поклонников на рынке robo помощников.
С грустью в глазах Sony слила свою очень симпатичную собачку-робот Aibo, поэтому мы с нетерпением ожидаем нечто такого, что может заменить компьютеризированного барбоса. И вот мы наткнулись на Zoomer, собаку-робота из собачьего патруля с колесами вместо лап.
Zoomer можно около £ 55. Zoomer намного дешевле, чем Aibo. Но ему не хватает умственных способностей производителя Sony.
Тем не менее, Zoomer все еще можно научить отвечать на голосовые команды на трех языках и он может выполнять трюки, такие как игра «умри» и «дай лапку». Когда его оставляют в покое, он будет весело крутиться на колесных лапах и гавкать, что звучит немного раздражающе, но должно легко отвлечь детей от игры с выдиранием Ваших волос.
Zoomer - не самый продвинутый робот, но, до тех пор, пока Sony не начнет делать дорогих, но умных собачьих андроидов снова, это один из лучших домашних животных-роботов, которого значительно легче содержать, чем настоящую собаку.
На третьем месте продажа роботов Robotis Mini - это робот для мастеров и технологов. Младший брат продвинутого и привлекательно дорогостоящего DARwin-OP, Robotis Mini представляет собой набор роботов-гуманоидов с открытым исходным кодом с деталями, которые могут быть напечатаны в формате 3D, что делает его идеальной платформой для экспериментов.
Robotis MiniAt - это встроенная плата контроллера OpenCM9.04, которая действует как мозг робота и предлагает порты для поддержки добавления других модулей, таких, например, как ультразвуковые датчики.
Вы также получаете мобильное приложение Android R+ для программирования и управления роботом со смартфона, в то время как программное обеспечение R + Task и R + Motion позволяет запрограммировать более сложные задачи и движения в мозг робота с ПК.
Robotis Mini предлагает купить довольно приличного робота и программный пакет за 499 долларов США (мы нашли его в Великобритании примерно за 440 фунтов стерлингов), что должно понравиться людям, которые любят заниматься робототехникой, не требуя передовых навыков программирования и широких карманов.
Мы можем заниматься уборкой с любовью, особенно когда на рынке можно купить серьезного высокотехнологичного робота пылесоса, но иногда мы просто не можем успевать беспокоиться о всех процессах жизнедеятельности.
Вот почему нам нравится Mopet, робот-пылесос, которого можно купить за 24,99 фунта стерлингов. Он бродит по дому пытаясь очистить пыль и волосы до шести часов без подзарядки, что нельзя не посчитать мега очаровательным.
Его провокационный дизайн и небольшой размер означает, что он может попасть в укромные уголки и трещины, хотя мы надеемся, что ему также хватит электронных извилин выбраться обратно:).
В Mopet также есть емкость с ароматизирующим веществом и подушечка, которая наносит приятные запахи за подметаемую поверхность. Разве это не восхитительно?
Конечно, он не выиграет никаких больших призов для инженерии или робототехники, но когда речь заходит о необходимости беспокоиться о подметании по очень разумной цене, можно без сомнения сказать, что этот бот пылесос на первом месте.
Робот Pepper продвигает идею покупки устройства, которое не считается доступным для покупки простому обывателю и открывает класс экспериментальных роботов по цене 1600 долларов США, а еще 200 фунтов в месяц за подписку на облачную поддержку и плату за обслуживание.
Те, кто хочет разобраться с роботом, особенно если они управляют бизнесом, в котором есть робот-помощник, могут извлечь очень много пользы из работы этим умным ботом.
Pepper - это сотрудничество между Aldebaran и японским коммуникационным гигантом SoftBank и напоминает немного жуткого ребенка-робота. Благодаря его 25 приводам он перемещается по траектории довольно странным образом.
Но пусть это Вас не испугает и не оттолкнёт - у Пеппера есть серьёзный искусственный интеллект в форме естественного распознавания языка и способности понимать человеческий речевой тон. Кроме того, он использует 25 датчиков и камер, чтобы учиться ориентироваться в окружающей среде и иметь возможность взаимодействия с людьми.
И Pepper недавно получил мощный импульс в области интеллекта благодаря IBM и технологии Watson по когнитивным вычислениям. Это позволяет ему запрограммировать множество вещей, которые обычные компьютеры не могут сделать, например, сделать вывод из видео, изображений и неструктурированного текста.
Машина может быть чем угодно от робота-дворецкого до бота службы поддержки или, возможно, даже подойдёт тем, кто проводит слишком много времени на форумах в более узких уголках Интернета.
Pepper демонстрирует текущие масштабы робототехники и потенциал роботов, которые могут помогать каждый день и дополнять рабочую сферу до того момента, как они станут слишком умными и убьют всех нас, как считают различные технологические светила.
Ни одно человеческое творение не вызывает такой смеси восхищения и страха: мы хотим, чтобы благодаря роботам наша жизнь стала легче и безопаснее, но не можем полностью им довериться. Мы создаем их по своему подобию, но боимся, что они нас заменят. Издание Wired собрало всю информацию о роботах: об истории их развитии, основных принципах работы и дальнейшем будущем.
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 .
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 - 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 , 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 , 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 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.
МатериалыРобототехника - прикладная наука, занимающаяся разработкой автоматизированных технических систем.
Слово «робототехника» (в его английском варианте «robotics») было впервые использовано в печати Айзеком Азимовым в научно-фантастическом рассказе «Лжец», опубликованном в 1941 году.
Робот (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.
“Современные роботы, созданные на базе самых последних достижений науки и техники, применяются во всех сферах человеческой деятельности. Люди получили верного помощника, способного не только выполнять опасные для жизни человека работы, но и освободить человечество от однообразных рутинных операций.” И. М. Макаров, Ю. И. Топчеев. “Робототехника: История и перспективы”
Внешний вид и конструкция современных роботов могут быть весьма разнообразными. В настоящее время впромышленном производстве широко применяются различные роботы, внешний вид которых (по причинам технического и экономического характера) далёк от «человеческого».
Сведения о первом практическом применении прообразов современных роботов - механических людей с автоматическим управлением - относятся к эллинистической эпохе.
Тогда на маяке, сооружённом на острове Фарос, установили четыре позолоченные женские фигуры. Днём они горели в лучах солнца, а ночью ярко освещались, так что всегда были хорошо видны издалека. Эти статуи через определённые промежутки времени, поворачиваясь, отбивали склянки; в ночное же время они издавали трубные звуки, предупреждая мореплавателей о близости берега.
Прообразами роботов были также механические фигуры, созданные арабским учёным и изобретателем Аль-Джазари (1136-1206). Так, он создал лодку с четырьмя механическими музыкантами, которые играли на бубнах, арфе и флейте.
Чертежи Леонардо да Винчи
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.
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».
Промышленные роботы
Появление станков с числовым программным управлением привело к созданию программируемых манипуляторов для разнообразных операций по загрузке и разгрузке станков.
Появление в 70-х гг. микропроцессорных систем управления и замена специализированных устройств управления на программируемые контроллеры позволили снизить стоимость роботов в три раза, сделав рентабельным их массовое внедрение в промышленности. Этому способствовали объективные предпосылки развития промышленного производства.
Несмотря на их высокую стоимость, численность промышленных роботов в странах с развитым производством быстро растёт. Основная причина массовой роботизации такова:
«Роботы выполняют сложные производственные операции по 24 ч в сутки. Выпускаемая продукция при этом имеет высокое качество. Они… не болеют, не нуждаются в обеденном перерыве и отдыхе, не бастуют, не требуют повышения заработной платы и пенсии. Роботы не подвержены влиянию температуры окружающей среды либо воздействию газов или выбросов агрессивных веществ, опасных для жизни человека».
Медицинские роботы
В последние годы роботы получают всё большее применение в медицине; в частности, разрабатываются различные модели хирургических роботов.
Ещё в 1985 году робот Unimation Puma 200 был использован для позиционирования хирургической иглы при выполнении биопсии головного мозга, проводившейся под управлением компьютера.
В 1992 году разработанный в Имперском колледже Лондона робот ProBot впервые осуществил операцию на предстательной железе, положив начало практической роботизированной хирургии.
Робот Da Vinci
С 2000 года компания Intuitive Surgical серийно выпускает робот Da Vinci, предназначенный для лапароскопических операций и установленный в нескольких сотнях клиник по всему миру.
Одним из первых примеров удачной массовой промышленной реализации бытовых роботов стала механическая собачка AIBO корпорации Sony.
Робот-пылесос iRobot
В сентябре 2005 в свободную продажу впервые поступили первые человекообразные роботы «Вакамару» производства фирмы Mitsubishi. Робот стоимостью $15 тыс. способен узнавать лица, понимать некоторые фразы, давать справки, выполнять некоторые секретарские функции, следить за помещением.
Всё большую популярность набирают роботы-уборщики (по своей сути - автоматические пылесосы), способные самостоятельно прибраться в квартире и вернуться на место для подзарядки без участия человека.
Боевым роботом называют автоматическое устройство, заменяющее человека в боевых ситуациях или при работе в условиях, несовместимых с возможностями человека, в военных целях: разведка, боевые действия, разминирование и т. п.
Беспилотник
Боевыми роботами являются не только автоматические устройства с антропоморфным действием, которые частично или полностью заменяют человека, но и действующие в воздушной и водной среде, не являющейся средой обитания человека (авиационные беспилотные с дистанционным управлением, подводные аппараты и надводные корабли).
В настоящее время большинство боевых роботов являются устройствами телеприсутствия, и лишь очень немногие модели имеют возможность выполнять некоторые задачи автономно, без вмешательства оператора.
В Технологическом институте Джорджии под руководством профессора Хенрика Кристенсена разработаны напоминающие муравьёв инсектоморфные роботы, способные обследовать здание на предмет наличия там врагов и мин-ловушек (доставляются к зданию «главным роботом» - мобильным роботом на гусеничном ходу).
Получили распространение в войсках и летающие роботы. На начало 2012 года военными во всём мире использовались около 10 тысяч наземных и 5 тысяч летающих роботов; 45 стран мира разрабатывало или закупало военных роботов.
Первые роботы-учёные Адам и Ева были созданы в рамках проекта Robot Scientist университета Аберистуита и в 2009 году одним из них было совершено первое научное открыти.
К роботам-учёным безусловно можно отнести роботов, с помощью которых исследовались вентиляционные шахты Большой Пирамиды Хеопса. С их помощью были открыты т. н. «дверки Гантенбринка» и т. н. «ниши Хеопса». Исследования продолжаются.
Для передвижения по открытой местности чаще всего используют колёсный или гусеничный движитель (примерами подобных роботов могут служить Warrior и PackBot).
Реже используются шагающие системы (примерами подобных роботов могут служить BigDog и Asimo).
Роботы BigDog
Для неровных поверхностей создаются гибридные конструкции, сочетающие колёсный или гусеничный ход со сложной кинематикой движения колёс. Такая конструкция была применена в луноходе.
Внутри помещений, на промышленных объектах роботы передвигаются вдоль монорельсов, по напольной колее и т. д. Для перемещения по наклонным или вертикальным плоскостям, по трубам используются системы, аналогичные «шагающим» конструкциям, но с вакуумными присосками.
Также известны роботы, использующие принципы движения живых организмов - змей, червей, рыб, птиц, насекомых и других типах роботов бионического происхождения.
Робот Tuna
Системы распознавания уже способны определять простые трехмерные предметы, их ориентацию и композицию в пространстве, а также могут достраивать недостающие части, пользуясь информацией из своей базы данных (например, собирать конструктор Lego).
В настоящее время в качестве приводов обычно используются двигатели постоянного тока, шаговые электродвигатели и сервоприводы.
Существуют разработки двигателей, не использующих в своей конструкции моторов: например, технология сокращения материала под действием электрического тока (или поля), которая позволяет добиться более точного соответствия движения робота натуральным плавным движениям живых существ.
Робот Aibo
Помимо уже широко применяющихся нейросетевых технологий, существуют алгоритмы самообучения взаимодействию робота с окружающими предметами в реальном трёхмерном мире: робот-собака Aibo под управлением таких алгоритмов прошел те же стадии обучения, что и новорожденный младенец, самостоятельно научившись координировать движения своих конечностей и взаимодействовать с окружающими предметами (погремушками в детском манеже). Это дает ещё один пример математического понимания алгоритмов работы высшей нервной деятельности человека.
Системы построения модели окружающего пространства по ультразвуку или сканированием лазерным лучом широко используются в гонках роботизированных автомобилей (которые уже успешно и самостоятельно проходят реальные городские трассы и дороги на пересечённой местности с учётом неожиданно возникающих препятствий).
В Японии не прекращаются разработки роботов, имеющих внешний вид, на первый взгляд неотличимый от человеческого. Развивается техника имитации эмоций и мимики «лица» роботов.
В июне 2009 года ученые Токийского университета представили человекоподобного робота «KOBIAN», способного выражать свои эмоции - счастье, страх, удивление, грусть, гнев, отвращение - с помощью жестов и мимики.
Робот KOBIAN
Робот способен открывать и закрывать глаза, двигать губами и бровями, использовать руки и ноги.
Существуют компании, специализирующиеся на производстве роботов (среди крупнейших - iRobot Corporation). Роботов также выпускают некоторые компании, работающие в сфере высоких технологий: ABB, Honda, Mitsubishi, Sony, World Demanded Electronic, Gostai, KUKA.
Проводятся выставки роботов, напр. самая крупная в мире International robot exhibition (iRex) (проводится в начале ноября раз в два года в Токио, Япония).
Робототехника завоевывает сегодня все большие отрасли промышленности и все плотнее внедряется в различные сферы человеческой жизни. И если раньше роботы могли выполнять роль человека, замещая его на заводах, где часто требуются однообразные действия при конвейерном производстве, например при производстве автомобилей, то теперь наступили времена, когда роботы способны оказаться и в каждом доме, чтобы помогать человеку решать насущные задачи, и способствовать экономии наших времени и сил.
Бытовые роботы, предназначенные для помощи человеку в его повседневной жизни, набирают все большую популярность, что вовсе не удивительно, ведь разнообразие роботов растет с каждым годом. Уже сегодня это и пылесосы, и газонокосилки, и мойщики окон, и чистильщики бассейнов, и даже снегоуборочные роботы.
Кстати, еще в 2007 году Билл Гейтс обратил внимание на значительный потенциал данного технологического направления, опубликовав статью «Робот в каждом доме», где он отразил перспективы, которые откроются обществу, благодаря внедрению бытовых роботов.
Предметом данной статьи будет краткий обзор набирающих популярность типов бытовых роботов. Мы рассмотрим несколько роботов, предназначенных для различных бытовых применений, посмотрим как они работают, что могут, как их нужно использовать, и насколько легко с ними обращаться.
Поскольку робот-пылесос является устройством автономным, то он обязательно оснащен не только аккумулятором, но и камерой, помогающей ему ориентироваться в помещении, чтобы два раза не убирать одно и то же место.
Робот просто предварительно выстраивает оптимальную карту уборки, опираясь на данные с камеры, затем приступает непосредственно к уборке, по окончании которой возвращается на место старта, связанное с зарядным устройством.
На борту пылесоса имеются все необходимые датчики (включая гироскоп), позволяющие прибору измерять расстояние до препятствия, оценивать высоту основания мебели над полом (сможет ли он под нее заехать), фиксировать столкновение, определять наличие на месте пылесборника и т.д. Интеллектуальная электроника позволяет роботу нормально ориентироваться среди мебели и стен в процессе работы.
Пылесборник компактен, и располагается недалеко от щеток. Для движения робот использует два колеса, при помощи которых он может поворачивать. Две направляющие щетки заметают мусор в направлении турбощетки, которая в свою очередь направляет мусор в пылесборник, где всасывающее устройство окончательно захватывает мусор. Питается все это оборудование от емкостью в несколько ампер-часов.
Благодаря наличию гироскопа, робот-пылесос всегда «знает» угол своего наклона, и поэтому вероятность того, что он застрянет исключается. Единственный недостаток таких роботов-пылесосов — малая сила всасывания. Они подойдут для уборки гладких напольных покрытий, таких как линолеум или ламинат, но с уборкой сильно загрязненного коврового покрытия справятся вряд ли.
В любом случае, робот-пылесос способен сильно облегчить нашу жизнь. Человеку уже не придется каждый раз, когда он увидит на полу пыль, бежать за веником, чтобы подмести. Достаточно запрограммировать робота на регулярную уборку, и он будет самостоятельно осуществлять профилактику по всей квартире, по дому или даже офису.
Есть два типа роботов для мойки окон. Первый тип — робот из двух частей, в одной из которых находится управляющая электроника, а в другой — чистящий механизм. Две части крепятся к оконному стеклу с разных сторон, и держатся на нем за счет постоянных магнитов.
Сначала робот задает себе карту для работы, предварительно доезжая до каждого из краев стекла, измеряя таким образом размер поверхности которая должна быть вымыта, затем начинает мыть ее, двигаясь зигзагом.
В качестве инструментов для мытья служат четыре подушечки из микрофибры, а перемещение достигается благодаря взаимодействию постоянных магнитов и управляющего модуля.
В центре между подушечками расположено отверстие, из которого подается моющее средство. Питается устройство от встроенного литиевого аккумулятора. Человеку достаточно запустить аппарат, и он сам все сделает, используя предварительно заправленное в специальный резервуар моющее средство.
Второй тип робота-мойщика окон — робот с креплением вакуумными присосками. Такой робот имеет только один и только рабочий модуль для одной стороны окна.
Робот по сути протирает стекло, перемещаясь влево и вправо по его поверхности, без использования вращающихся подушечек. Здесь используется сменная салфетка, которую необходимо предварительно смочить моющим средством вручную.
Робот питается от сети, хотя и выполняет работу автономно, стоит его включить и установить на стекло. Есть резервный аккумулятор на случай отключения электричества в доме. Пользователю остается установить робота на стекло и включить его.
Принцип работы данных роботов заключается в следующем. Первым делом прокладывают кабель-ограничитель, по которому течет постоянный ток, и который определяет собой границу рабочей зоны робота-газонокосилки. Такая автономная газонокосилка оснащена всеми необходимыми датчиками, включая датчики препятствий, как и у роботов-пылесосов, чтобы газонокосилка могла бы объехать дерево, бордюр или клумбу.
Кабель-ограничитель необходим для того, чтобы газонокосилка не упала в водоем или не стала бы пытаться косить камни садовой дорожки, тем самым нанося себе вред. Кабелем ограждают периметр, клумбы, каменные дорожки, водоемы.
В процессе работы газонокосилка хаотично движется по площади в пределах периметра, срезая ножами траву. Некоторые модели двигаются не хаотично, а по спирали или зигзагом, это зависит от производителя.
Параметры роботов-газонокосилок отличаются. В первую очередь — шириной захвата. Согласитесь, при ширине захвата в 56 см, по сравнению с 24 см, дело пойдет и будет завершено быстрее. Мощность также имеет значение.
Газонокосилка мощностью 500 ватт и с шириной захвата в 56 см гораздо быстрее пройдет ту же площадь, что 100 ваттная модель. Аккумулятор здесь, безусловно определяет площадь, которую сможет обслужить робот на одной подзарядке. Есть роботы-газонокосилки, рассчитанные на 4 сотки, а есть — на все 30 соток.
Имеется ли в комплекте база для подзарядки, чтобы газонокосилка могла самостоятельно подъехать, подзарядиться и продолжить работу? На это потребителю необходимо обратить внимание при выборе модели, иначе придется самостоятельно носить робота на подзарядку, что не всегда удобно.
Если есть зарядная базовая станция, то человек сможет запрограммировать газонокосилку на весь сезон и не беспокоиться о графике выполнения работ по стрижке газона.
Робот имеет шнур питания и пару колес для перемещения по дну и по стенкам бассейна. В зависимости от длины провода нормируется размер бассейна, с которым сможет справиться робот. Щетки робота вращаются независимо от колес, и легко удаляют слизь и грязь, направляя ее через фильтр.
Вода вместе с грязью всасывается в фильтрующий отсек робота, затем вода выбрасывается обратно в бассейн, а грязь оседает на фильтре. Фильтр потом нужно будет просто вытащить и промыть под водой.
Робот для чистки бассейна сначала очищает дно, затем движется по стенкам, присасываясь к ним. Так, 70% времени уходит на чистку дна, а 30% - на чистку стен бассейна. Типичный бассейн площадью дна 28 кв.м. средний робот очистит за 2-3 часа.
Несмотря на то, что вода проходит через фильтр робота, всасываясь его насосом, хозяину бассейна необходимо будет как всегда использовать систему очистки воды бассейна, робот не заменит ее собой, он только очистит поверхности, но не саму воду. Тем не менее, робот избавит своего хозяина не только от необходимости чистить бассейн вручную, но и от надобности наблюдать за процессом чистки.
Наконец, робот-снегоуборщик, - актуальнейшее для наших широт решение. Вместо того, чтобы размахивать лопатой там, где не может проехать габаритная снегоуборочная техника, поможет снегоуборочный робот. Управление роботом осуществляется со смартфона по wi-fi, и выглядит это как интерактивная игра.
Поднимать и опускать ковш, перемещаться на гусеницах назад и вперед, разворачиваться, - все это может делать робот, которым оператор управляет удаленно, даже находясь дома в тепле за компьютером.
Глазами робота является видеокамера, через которую пользователь может оценивать обстановку, чтобы затем направлять робота для выполнения снегоуборочных работ.
Емкий аккумулятор, заряженный от розетки, позволит осуществлять уборку снега в течение нескольких часов без необходимости таскать снег вручную, особенно если речь идет об уборке больших территорий, вблизи строений, куда снегоуборочная техника проехать просто не может.
Как видите, ассортимент бытовых роботов сегодня довольно широк, и каждый человек наверняка найдет среди доступных сегодня на рынке именно то, что облегчит быт именно ему. Кому-то нужно регулярно чистить летний приусадебный бассейн, а кто-то замучился зимой чистить снег.
Каждый имеющий в доме животных задумается о приобретении робота-пылесоса, некоторые из которых с животными отлично ладят. Живете в районе с сильно загрязненным воздухом и окна часто становятся пыльными — робот поможет вам вымыть окна. Что уж говорить о роботе-газонокосилке, который позволит своему хозяину заниматься другими более важными делами или просто отдыхать, пока газоном занимается робот.
Андрей Повный
