Каримов Мурат
Проведено исследование на тему: "Классификация роботов". В процессе работы изучена научная литература, большое количество разнообразных интернет ресурсов по данной теме. В работе рассмотрено понятие робот и его устройство, история появления и развития робототехники, а также проанализированы принципы строения роботов. На основе выявленных отличий проведена классификация указанных автоматических устройств.
По результатам проведённой работы можно сделать следующие выводы, что представленные в работе классификации не являются полными, исчерпывающими, в связи с тем, что робототехника и роботостроение предлагают все новые виды роботов, согласно запросам жизни и деятельности человека. А те виды автоматических устройств, которые представлены в работе достаточно оперативно усовершенствуются, отвечая на ежедневные запросы человека. Однако изобретение новых видов роботов и внедрение их в жизнь должно происходить с соблюдением всех норм нравственности и морали. Главное что должен помнить человек, ученый, изобретатель – робот – это творение с искусственным интеллектом, и то, как, где и в каких целях будет применяться подобное устройство полностью зависит от людей!
Чтобы пользоваться предварительным просмотром презентаций создайте себе аккаунт (учетную запись) Google и войдите в него: https://accounts.google.com
Классификация роботов
Фаросский маяк. Механический рыцарь по чертежу Леонардо да Винчи.
Четырех-копытный робот-мул LS3 создан компанией Бостон Динамикс Шагающий робот-андроид Asimo , созданный корпорацией Хонда
Летающий робот - американская крылатая ракета «Томагавк» Змееподобные ползающие роботы
Классификация роботов по типу управления. Биотехнический Автоматический Интерактивный
Американский армейский робот-собака « BigDog » от компании Бостон Динамикс Робот-разведчик в виде таракана Японский робот-трансформер WR-07 превращается из транспортного средства в человекоподобную форму Бионические муравьи от Festo умеют общаться между собой. Группа робомуравьёв работает сообща, решая даже самые запутанные задачи Классификация роботов по внешнему виду
Stanley: самоуправляемое транспортное средство, созданное гоночной командой Стэнфордского университета на базе автомобиля Фольксваген и доработанный до возможности управления только бортовыми компьютерами Робот-беспилотник (дрон) Lotus от Joby Aviation был разработан совместно с NASA и представлен на выставке «Беспилотные системы 2015» в Атланте, США Роботизированная рука Shadow Robot Hand . Этот робот максимально имитирует человеческую руку, включая сенсорные подушечки на пальцах и определение температуры воздуха и может использоваться как протез
Человекоподобные роботы – андроиды. Asimo Albert Hubo (Einstein Robot) Aiko
Классификация роботов по функциональному назначению Аптечный робот Промышленный робот
Подводный робот Бытовой робот Боевой робот
Медицинский робот Наноробот Робот-программа
Только человек отвечает за то, как он проектирует, строит, использует роботов и относится к ним и другим творениям с искусственным интеллектом.
МАОУ «Средняя общеобразовательная школа № 39 с углубленным изучением английского языка» Вахитовского района города Казани
Научно-исследовательская работа
в рамках XVII Всероссийского детского конкурса научно-исследовательских и творческих работ «ПЕРВЫЕ ШАГИ В НАУКЕ»
Тема: «Классификация роботов»
Работу выполнил:
Каримов Мурат Ирекович
ученик 1 «Д» класса
МАОУ «СОШ № 39» г. Казани
Научный руководитель:
Макарова Елена Ивановна
учитель начальных классов
I квалификационной категории
МАОУ «СОШ № 39» г. Казани
2015-2016 учебный год
Введение стр. 3
Заключение стр. 24
Список использованной литературы стр. 26
Введение.
Современный мир теперь сложно представить без роботов. Эти автоматические устройства, созданные человеком для различных целей – образовательных, производственных, развлекательных и др., прочно вошли в нашу жизнь. Теперь робот – это не фантастика, не мечта, а реальность. Робот-пылесос поможет вам с уборкой, летающий робот-беспилотник охраняет границы нашей страны, робот-программа помогает по запросу быстро найти нужную информацию в интернете. Для того, чтобы лучше понимать перспективы развития робототехники и применения роботов в будущем нужно освоить такое понятие как робот, узнать, как и из чего они собираются, как и кем управляются, какие возможности открываются перед человеком при использовании такой техники и с какими проблемами он сталкивается при этом.
Задачей данной работы было изучить понятие «робот», их устройство, проследить развитие робототехники во времени. В зависимости от строения и назначения роботов была проведена классификация этих автоматических устройств, что и было целью работы. В работе приведены классификации, доступные для понимания человека без специального технического образования. Роботы разделены по следующим основаниям: способ перемещения, тип управления, внешний вид и функциональное назначение.
В последующих работах планируется изучить роботов и классифицировать их не с точки зрения механики, а с позиции других наук – информатики и электроники.
I. Роботы. История создания и развития робототехники
Согласно Американскому институту по изучению роботической техники, робот представляет собой репрограммируемый мультифункциональный манипулятор, предназначенный для перемещения материалов, предметов с целью выполнения различных задач. В словаре Вебстера (Websters’ English Dictionary) робот определяется как «автономный аппарат или устройство, осуществляющий различные действия, свойственные человеку, и выполняющий их как будто под контролем человеческого разума». Вышеуказанные определения робота объединяют три основных функции – способность выполнять определенные действия, возможность решать различные задачи на запрограммированной основе, а также способность робота интерпретировать и модифицировать ответы на команды оператора.
Слово « ро́бот » происходит из словацкого языка (robot , от robota - подневольный труд) и означат автоматическое устройство. Такое устройство действует по заранее заложенной программе и получает информацию об окружающем мире через датчики, как живые организмы через органы чувств. Робот самостоятельно выполняет разнообразные операции, которые обычно выполняет человек. При этом робот может получать команды от человека или действовать самостоятельно (автономно).
Понятие «робот» впервые было использовано чешским писателем Карелом Чапеком в пьесе «Р. У. Р.» («Россумские универсальные роботы») в 1920 году.
Еще с древних времен человечество пыталось использовать машины для облегчения своего труда, выполнения наиболее тяжелой работы, требуемой значительных физических усилий.
Первые искусственные создания упоминаются еще в мифах Древней Греции. Миф о Кадме рассказывает, что он, убив огромного змея, разбросал его зубы по земле и запахал их, а из зубов выросли солдаты. Миф о скульпторе Пигмалионе повествует о том, как он вдохнул жизнь в созданную им статую - Галатею. Также в мифе про Гефеста рассказывается, как он выковал себе механических помощников, которые раздували огонь, качая мехи. Мифы и легенды о механических существах, созданных для помощи, есть и скандинавской культуре, и у восточных народов.
Первое практическое применение механических людей с автоматическим управлением - относятся к 3 веку до н.э.. На маяке на острове Фарос (одно из 7 чудес света), были установили механические статуи - фигуры. Например, одна из фигур всегда указывала рукой на солнце на всем его пути и опускала руку вниз, когда оно заходило, другая отбивала каждый час днем и ночью, по третьей можно было узнать направление
Прообразами роботов были также механические фигуры, созданные арабским учёным и изобретателем Аль-Джазари (1136-1206). 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. Его записи, 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 ученого. Неизвестно, пытался ли Леонардо построить такого робота.
В XVI-XVIII веках в Европе получило значительное распространение конструирование автоматонов - заводных механизмов, внешне напоминающих человека или животных и способных иногда выполнять достаточно сложные движения. Один из наиболее ранних образцов таких автоматонов - «испанский монах» (примерно 40 см в высоту), способный прогуливаться, ударять себя в грудь правой рукой, кивать головой, периодически он подносит находящийся в его левой руке крест к губам и целует его. Считается, что этот автоматон был изготовлен примерно в 1560 году.
С начала XVIII века начали появляться сообщения о машинах с «признаками разума», однако в большинстве случаев выяснялось, что это мошенничество. Внутри механизмов прятались живые люди или дрессированные животные.
В конце 19 в. русский инженер Пафнутий Чебышёв придумал стопоход – первый в мире шагающий механизм, обладающий высокой проходимостью. Также в конце 19 в. Никола Тесла разработал и продемонстрировал миниатюрное радиоуправляемое судно.
В 30-е годы 20 века - появились конструкции внешне напоминающих человека устройств, способных выполнять простейшие движения и воспроизводить фразы по команде человека.
В 1968 году - японская компания Kawasaki Heavy Industries, Ltd. собрала своего первого промышленного робота. С тех пор Япония начала неуклонное движение к тому, чтобы стать мировой столицей роботов - с более чем 130 компаниями, вовлеченных в их производство. В настоящее время на долю Японии приходится около 45 % функционирующих в мире промышленных роботов.
Робототе́хника (от робот и техника) - это наука, занимающаяся разработкой автоматизированных технических систем для производства. Эта наука основана на таких дисциплинах, как электроника, механика, телемеханика, информатика, а также радиотехника и электротехника. Выделяют строительную, промышленную, бытовую, авиационную, экстремальную – военную, космическую, подводную, и другие виды робототехники.
II. Устройство роботов
Внешний вид и устройство современных роботов разнообразны. В промышленном производстве используются роботы, которые совсем не похожи на человека. Это связано с тем, что создание человекоподобного рода не всегда экономически выгодно. А для некоторых производственных технических процессов в этом нет необходимости. При всем своем разнообразии, эти автоматические устройства имеют общие составляющие, и общий принцип работы устройств.
Приводы - это «мышцы» роботов . В настоящее время самыми популярными двигателями в приводах являются электрические, но применяются и другие, использующие химические вещества или сжатый воздух, например пьезодвигатели, когда крошечные пьезоэлектрические ножки, вибрирующие с частотой более 1000 раз в секунду, заставляют мотор двигаться по окружности или прямой. Воздушные мышцы - простое, но мощное устройство для обеспечения силы тяги. При накачивании сжатым воздухом мышцы способны сокращаться до 40% от своей длины. Причиной такого поведения является особый плетеный материал, который может растягиваться и сжиматься.
Однако, термин «робот» используют не только для автоматических устройств, но и для компьютерных программ , примерами которых могут служить, например, боты или поисковые роботы. Результатом работы поискового робота является большое количество ответов на поисковый запрос. Такая информационная система достаточно эффективна, так как способна обслужить большее количество людей, предоставив им необходимую информацию.
III. Основные виды роботов (классификация)
1. Манипуляционные и мобильные роботы
Основные классы роботов – это манипуляционные и мобильные роботы.
Манипуляционный робот - автоматическая машина (стационарная или передвижная), состоящая из исполнительного устройства в виде манипулятора , имеющего несколько степеней подвижности, и устройства программного управления, которая служит для выполнения в производственном процессе двигательных и управляющих функций. Такие роботы производятся в напольном, подвесном и портальном исполнениях. Получили наибольшее распространение в машиностроительных и приборостроительных отраслях.
Мобильный робот - автоматическая машина, в которой имеется движущееся шасси с автоматически управляемыми приводами. Такие роботы могут быть колёсными, шагающими и гусеничными (существуют так же ползающие, плавающие и летающие мобильные робототехнические системы).
Также роботы разделяются:
1. По способу перемещения
2. По типу управления
3. По внешнему виду
4. По функциональному назначению
Рассмотрим подробнее каждый вид роботов.
2. Классификация роботов по способу перемещения
По способу перемещения роботы делятся на колесные, гусеничные, шагающие, летающие, ползающие, плавающие.
Наиболее распространёнными роботами являются четырёхколёсные и гусеничные роботы . Есть также роботы, имеющие другое число колёс - два или одно. Такого рода решения позволяют упростить конструкцию робота, а также придать роботу возможность работать в более узких пространствах, где четырёхколёсная конструкция будет достаточно широкой и неудобной. Однако, для устойчивости двухколесных роботов требуются специальные балансирующие устройства. Одноколёсные роботы во многом представляют собой развитие идей, связанных с двухколёсными роботами. Для перемещения в пространстве в качестве единственного колеса может использоваться шар, приводимый во вращение несколькими приводами. Примером может служить шаробот. Для перемещения по неровным поверхностям, траве и каменистой местности разрабатываются шестиколёсные роботы, которые имеют большее сцепление, по сравнению с четырёхколёсными. Ещё большее сцепление обеспечивают гусеницы. Например, многие современные боевые роботы, а также роботы, предназначенные для перемещения по грубым поверхностям, разрабатываются как гусеничные.
Перемещение шагающего робота с использованием «ног» представляет собой сложную задачу динамики. Уже создано некоторое количество таких роботов, но они пока не могут достичь такого же устойчивого движения, какое присуще человеку. Роботы, использующие две ноги, как правило, хорошо перемещаются по полу, а некоторые конструкции могут перемещаться по лестнице. Также создано множество механизмов, перемещающихся на более чем двух конечностях, это например робот-собака, робот-мул ил робот-таракан. Такие конструкции легче в проектировании.
Большинство современных самолётов являются летающими роботами, управляемыми пилотами. Автопилот способен контролировать полёт на всех стадиях - включая взлёт и посадку. К летающим роботам относятся также беспилотные летательные аппараты, к ним относятся крылатые ракеты.
Существует ряд разработок ползающих роботов, перемещающихся подобно змеям или червям. Предполагается , что подобный способ перемещения может придать им возможность перемещаться в узких пространствах. Их, например, можно использовать для поиска людей под обломками рухнувших зданий.
Так же есть разработки плавающих роботов. Они передвигаются в воде подобно рыбам или медузам. Эти аппарат, достаточно бесшумны и манёвренны.
Роботы, задействованные в производстве на промышленных объектах, чаще всего передвигаются вдоль монорельсов, по напольной колее и т. д. Если есть необходимость перемещения по наклонным или вертикальным плоскостям то в промышленных роботах используются «шагающие» механизмы с вакуумными присосками.
3. Классификация роботов по типу управления
По типу управления робототехнические системы подразделяются на биотехнические, автоматические и интерактивные.
2. Автоматические:
3. Интерактивные:
Основные задачи управления роботами:
4. Классификация роботов по внешнему виду. Робот-андроид
Внешний вид и конструкция современных роботов могут быть весьма разнообразными. Как уже было отмечено выше, в промышленном производстве широко применяются различные роботы, внешний вид которых (по причинам технического и экономического характера) далёк от « человеческого ». Также роботами называют и некоторые программы – боты или поисковые системы.
В презентации, кроме промышленных видов, были показаны и другие роботы – робот-мул, робот-змея, роботы похожие на машину или танк. Вот еще несколько интересных видов – робот-собака, робот-разведчик в виде таракана, робот-трансформер, робот-муравей, самоуправляемый автомобиль, робот-беспилотник, роботизированная рука. Уже создан человекоподобный робот – андроид, который способен не только двигать руками и ногами, выполняя определенные функции, но и выражать свои эмоции - счастье, страх, удивление, грусть, гнев, отвращение - с помощью жестов и мимики.
Современные человекоподобные роботы.
ASIMO
- робот-андроид, созданный корпорацией
Хонда.
Ростом в 130 сантиметров и весом в 54 килограмма, робот похож на маленького астронавта, который несет рюкзак. Он умеет ходить на двух ногах, копируя человеческую походку скоростью в 6 км/ч
, использовать свои руки, говорить и слушать, видеть и узнавать людей и объекты.
Используя зрительную информацию, которую собирает вмонтированная в голову робота видеокамера, ASIMO распознает движения множества объектов, а также оценивает расстояние от них и их направление. С помощью комплекса этих технологий робот может следить за перемещениями людей камерой, следовать за человеком или поприветствовать его, когда он приближается. ASIMO умеет интерпретировать позиции и движения руки, распознавать позы и жесты. Благодаря чему робот может реагировать не только на голосовые команды, но и на естественные телодвижения людей. Таким образом, он, например, понимает, когда ему предлагают рукопожатие или когда человек ему машет, и отвечает взаимностью. Кроме того, он понимает, когда ему указывают направление движения.
ASIMO умеет анализировать окружающие объекты и ландшафт и действовать так, чтобы это было безопасно для него и находящихся рядом людей. Например, он узнает потенциально рискованные объекты, такие, как лестницы, а также останавливается или обходит людей и другие движущиеся объекты, чтобы не столкнуться с ними. Возможности робота распознавать род звуков углубились, и теперь он знает разницу между голосами и прочими звуками. Он отвечает на свое имя, поворачивается лицом к человеку, с которым разговаривает, реагирует на внезапные необычные звуки вроде упавшего предмета или столкновения, и поворачивает голову в этом направлении. ASIMO может узнавать человеческие лица, даже когда человек двигается. Он может отдельно различать 10 человеческих лиц. Когда их зарегистрируют в его памяти, он будет обращаться к ним по имени.
Робот Альберт Хубо (Albert HUBO) или
Einstein Robot
-
это андроидный робот. Его внешний вид составляет голова, которая копирует голову ученого Альберта Эйнштейна, и туловище довольно известного гуманоидного робота Хубо.
Модель для тестирования и воспроизведения роботом человеческих
Голова имеет 35 суставов, благодаря чему может выражать различные эмоции на лице, пользуясь независимыми движениями глаз и губ. Также в голове есть две камеры для визуального распознавания.
Робот-гиноид Aiko была создана канадским робототехником-любителем по имени Чунг Ле. Вес 30 кг, рост 151 см. Она умеет разговаривать, читать текст, распознавать предметы и цвета, решать математические задачи, реагировать на внешние раздражители . Поначалу Aiko не умела ходить, но сейчас этот вопрос практически решен. «Кожа» Aiko состоит из мягкого силикона и она способна «чувствовать боль». Главной целью создания проекта Aiko является помощь и уход за стариками и больными людьми, а также работа в офисе, уход за домом и развлечение детей. В данный момент Aiko знает два языка японский и английский. У первой модели Aiko был грубый и очень не похожий на человеческий голос. Однако ситуация улучшилась - голос стал больше похож на мягкий голос девушки, в большей степени благодаря уникальному органу - в точности скопированному с оригинала человеческому языку.
TOPIO - андроид, разработанный для игры в настольный теннис против человека. Обладает внешностью, напоминающей человеческую, перемещается на двух ногах. Робот разработан в 2005 году вьетнамской компанией TOSY, занимающейся разработками в области робототехники. TOPIO 3 имеет рост 1 метр 88 сантиметров и весит порядка 120 кг. Все версии робота используют самообучающуюся систему искусственного интеллекта, позволяющую роботу улучшать свои навыки в процессе игры.
EveR-1 - робот, похожий на 20-летнюю кореянку: её рост 1,6 метра, а вес - около 50 килограммов. Ожидается, что андроиды, вроде EveR, смогут служить гидами, выдавая информацию в универмагах или музеях.
Repliee R-1 - человекоподобный робот с внешностью японской пятилетней девочки, предназначен для ухода за пожилыми и недееспособными людьми
HRP-4C - робот-девушка, предназначенная для демонстрации одежды. Рост робота составляет 158 см, а вес вместе с батареями - 43 кг. У этого андроида достаточно хорошая мимика, позволяющая выражать эмоции.
Repliee Q2 - робот-девушка была показан на международной выставке World Expo, проходившей в Японии. На демонстрациях он исполнял роль телевизионного репортера-журналиста, при этом постоянно взаимодействуя с людьми. В роботе были установлены всенаправленные камеры, микрофоны и датчики, которые позволяли Repliee Q2 без особых трудностей определять человеческую речь и жестикуляцию.
Ибн Сина - андроид, названный в честь древнего персидского философа и врача Ибн Сины. Говорит на арабском языке, способен самостоятельно найти своё место в самолёте, общаться с людьми. Распознаёт выражение лица говорящего и прибегает к соответствующей ситуации мимике. Его губы двигаются довольно монотонно, однако отмечается, что особенно хорошо у него получается поднимать брови и прищуривать глаза.
Фрэнк - первый биоробот, созданный в 2011 году группой специалистов во главе с доктором Бертольтом Мейером, который является первым человеком с бионической рукой. «Bionic Man» как поясняют ученые, состоит из 28 искусственных частей человеческого тела, которые в настоящий момент освоены учеными и медиками. В их число входят сердце, селезенка, щитовидная железа, почки и легкие. Правда, воссоздать человеческий мозг ученым пока не удалось. Сейчас «мозгом» роботу служат электронные микросхемы и компьютер, который удаленно (через Bluetooth) управляет его действиями. Новый робот умеет дышать, ходить, видеть и даже вести беседу. Лицо робота изготовлено из силикона. Его «прототипом» послужил сам Бертольт Мейер.
5. Классификация роботов по функциональному назначению
В зависимости от функционального назначения, выделяют следующие типы роботов:
Аптечный робот.
Для автоматизации работы аптек немецкие инженеры разработали робота, позволяющего экономить время на поиск лекарства. В 1996 году был представлен первый в мире робот-фармацевт для автоматизации выдачи наиболее востребованных медикаментов в аптеке.
- Промышленный робот.
Промышленный робот - предназначен для выполнения различных технологических операций в производственном процессе. Такие роботы способны выполнять производственные операции по 24 ч в сутки. и способны заменить человека на опасных производствах, т.к. не подвержены воздействию газов и выбросу опасных химических веществ. При неизменном уровне качества работы такие механизмы позволяют увеличить производительность труда в целом.
Первые промышленные роботы начали создавать в середине 50-х годов XX века в США. Сначала были разработаны погрузочно-разгрузочные манипуляторы, затем появились роботы для сборочных и других работ.
- Транспортный робот.
Относится к промышленным роботам. Используется для погрузо-разгрузочных работ.
Подводный робот.
Существуют как российские, так и зарубежные разработки роботизированных подводных аппаратов, которые способны работать на различной глубине. Например, мобильный комплекс «Пантера Плюс» используется для прокладки кабеля по дну, обезвреживания мин и помощи в спасении затонувшей подлодки. Е го механические манипуляторы настолько чувствительны, что способны вязать из канатов узлы под километровой толщей воды. Он оборудован дисковой пилой для обреза тросов, тросорезом для перекусывания стальных проводов. Установленные на нем сонары и сенсоры найдут иголку в толще ила. Мощные прожекторы позволяют работать в полной темноте, а сверхчувствительные камеры передают на поверхность видео отличного качества.
Управление по передовым технологиям и программам американского ЦРУ разработало беспилотный подводный аппарат в виде робота-сома, который предназначен для изучения подводных обитателей и водоемов.
Бытовой робот.
Бытовой робот предназначен для помощи человеку в повседневной жизни. В 2007 году Билл Гейтс опубликовал статью «Робот в каждом доме» о значительном потенциале роботов в том числе домашних и бытовых роботов для социума. Наиболее распространены роботы в виде игрушек, роботы-няни, роботы-помощники в домашнем хозяйстве, роботы-экскурсоводы и роботы-официанты.
Роботы-игрушки весьма разнообразны. Это роботы в виде животных, кукол, динозавров. В серии развивающих игрушек LEGO есть набор конструктора LEGO Mindstorms для создания программируемого робота.
Социальный робот способен в автономном или полуавтономном режиме взаимодействовать и общаться с людьми в общественных местах или дома. Это роботы: няни и сиделки (Wakamura, RIBA, PaPeRo, Hubo), дворецкие (Pepper, Cubic), роботы телеприсутствия (Romo,Double, Даша, R.Bot, Webot, Promobot), роботы-учителя (андроид Пушкин) и помощники для детей с аутизмом (Nao) и другие виды. Такие роботы помогают молодым родителям укладывать детей спать. Они крепятся к детской кроватке с помощью специальных механизмов. Плач младенца улавливает микрофон. Затем в действие вступают специальные механизмы, которые начинают плавно качать кроватку. Также их используют для реабилитации маломобильных людей и инвалидов, давая им возможность общаться, удаленно работать и развлекаться.
Роботы-помощники в домашнем хозяйстве – это и весьма популярные роботы-пылесосы, полотёры, газонокосилки, а также роботы для чистки бассейнов и водосточных желобов. Как правило, эти роботы способны самостоятельно перемещаться в помещении, возвращаясь по мере необходимости на зарядную станцию.
- Робот для обеспечения безопасности и боевой робот.
В последнее время роботы всё чаще применяются силовыми структурами: военными, полицией, аварийно-спасательными службами.
Для оперативной разведки используют «летающих роботов» - беспилотные летательные аппараты. При проведении под водой обследования потенциально опасных объектов и поисково-спасательных работ службы МЧС России используют подводные роботы серии «Гном», роботизированные установки пожаротушения.
Боевые роботы заменяют человека в боевых ситуациях или при работе в условиях, несовместимых с возможностями человека в военных целях, например, разведка, боевые действия, разминирование. В настоящее время большинство боевых роботов являются устройствами телеприсутствия, и лишь очень немногие модели имеют возможность выполнять некоторые задачи автономно, без вмешательства оператора.
Разработка боевых роботов ведется с начала 20 в. В 1910 году в США возникла идея использовать летательные аппараты без человека. По замыслу управляемое часовым механизмом устройство в заданном месте должно было сбрасывать крылья и падать как бомба на врага. Получив финансирование армии США, были построены и испытаны такие беспилотные устройства. Но в боевых действиях они так и не применялись.
В Советском Союзе в начале 30-х годов 20 в. Сталиным был утверждён план реорганизации войск, в котором делалась ставка на танки. В связи с этим были построены телетанки - управляемые в боях по радио на расстоянии, без экипажа. Очень скоро у этих конструкций обнаружилась «ахиллесова пята»: однажды, в ходе учений, машины внезапно перестали выполнять команды операторов. После тщательного осмотра техники никаких повреждений обнаружено не было. Немногим позже было установлено, что высоковольтная линия передачи тока, проходящая вблизи учений, создавала помехи для радиосигнала. Также радиосигнал терялся на пересечённой местности. С началом Отечественной войны разработки по усовершенствованию телетанков прекратились.
После окончания Второй мировой войны стали появляться высокоточные интеллектуальные роботы, способные анализировать, видеть, слышать, чувствовать, различать некоторые химические вещества и производить химические анализы воды или почвы.В 1948 году в США был создан разведывательный беспилотный летательный аппарат и уже в 1951 году «беспилотник» был пущен в массовое производство.
В 1979 году, в техническом университете имени Н. Э. Баумана, по заказу Комитета Государственной Безопасности СССР был сделан сверхлёгкий мобильный робот для обезвреживания взрывоопасных предметов.
С начала XXI века многие страны увеличили инвестиции в разработки новых технологий в робототехнике. Разработаны и применяются роботы-разведчики (сухопутные и подводные), роботы-транспортировщики, роботы-часовые, предназначенные для охраны границ. Американцами разработаны боевые роботы, снабжённые крупнокалиберным пулемётом.
Из серийно производящегося вооружения известен также российский самоходный зенитный ракетно-пушечный комплекс Панцирь-С1 , который может работать в автоматическом режиме как в отдельной боевой единице, так и в составе подразделения из нескольких боевых машин. Правозащитники выступают против боевых роботов в связи с их возможной бесконтрольностью. Например, они могут убивать раненых и сдающихся в плен противников, им трудно отличить бойцов противника от мирных жителей).
Медицинский робот.
В последние годы роботы получают всё большее применение в медицине; в частности, разрабатываются различные модели хирургических роботов . Первая операция с применением хирургического робота была проведена в 1992 году. С 2000 года серийно выпускается робот Da Vinci, предназначенный для лапароскопических операций и установленный в нескольких сотнях клиник по всему миру.
Этот робот состоит из двух блоков, один предназначен для оператора, а второй - четырёхрукий автомат - выполняет роль хирурга. Одна из «рук» робота держит видеокамеру, передающую изображение оперируемого участка, две другие в режиме реального времени воспроизводят совершаемые хирургом движения, а четвёртая «рука» выполняет функции ассистента хирурга. Врач-хирург садится за пульт, который даёт возможность видеть оперируемый участок в 3D с многократным увеличением и использует специальные джойстики, для управления инструментами.
Стоимость системы Da Vinci около 2 млн. долл. США. В России установлено чуть менее тридцати таких хирургических систем.
Наноробот.
Нанороботы, или наноботы - это роботы, размером сопоставимые с молекулой, обладающие функциями движения, обработки и передачи информации, исполнения программ.
На данный момент, нанороботы находятся в научно-исследовательской стадии создания. Разработке компонентов наноустройств и непосредственно нанороботам посвящён ряд международных научных конференций.
В 2010 году были впервые продемонстрированы нанороботы на основе ДНК, способные перемещаться в пространстве.
Первое полезное применение наномашин, если они появятся, планируется в медицинских технологиях, где они могут быть использованы для выявления и уничтожения раковых клеток. Также они могут обнаруживать токсичные химические вещества в окружающей среде и измерять уровень их концентрации. Также нанороботы могут быть использованы как транспортеры для доставки лекарств, биомедицинский инструментарий, в качестве средств наблюдения и шпионажа, а также в качестве оружия, для космических исследований.
Так как нанороботы имеют микроскопические размеры, то их, вероятно, потребуется очень много для совместной работы в решении микроскопических и макроскопических задач.
Робот-программа.
Робот, или бот, а также интернет-бот, www-бот - это специальная программа, которая выполняет автоматически и/или по заданному расписанию какие-либо действия. При обсуждении компьютерных программ термин употребляется в основном в применении к Интернету.
Обычно боты предназначаются для выполнения работы, однообразной и повторяемой, с максимально возможной скоростью (очевидно, намного выше возможностей человека).
Заключение.
Представленные в работе классификации не являются полными, исчерпывающими, в связи с тем, что робототехника является одной из динамично развивающихся наук, а роботостроение – одной самых перспективных отраслей производства. И в своем сочетании они будут предлагать все новые виды роботов, согласно запросам жизни и деятельности человека.
Те же виды роботов, которые рассмотрены в данной работе, постоянно усовершенствуются с помощью технологий. Так человекоподобные роботы – андроиды становятся способными к решению логических задач, обретают искусственную кожу, снабженную сенсорами по подобию человеческой тактильной памяти, которая позволяет нам помнить ощущения при прикосновении даже после контакта с предметами.
Изобретен робот способный ездить по вертикальной стене. Благодаря своей конструкции VertiGo способен передвигаться по стене даже с неровной поверхностью, например, по кирпичной кладке. Устройство длиной около 60 сантиметров представляет собой четырёхколесную платформу, которая имеет два независимых меняющих угол наклона пропеллера. Они работают аналогично спойлерам на автомобилях, создавая силу, прижимающую колёса конструкции к полу или стене. Пропеллеры меняют вектор тяги, изменяя угла наклона, поэтому робот способен переезжать с горизонтальной поверхности на вертикальную.
Однако при всей перспективности роботостроения существует ряд проблем, возникающих при использовании роботов. Это и проблемы этики – например, проблема использования военных роботов, проблема продления жизни людей на земле за счет внедрения в организм молекулярных роботов, предотвращающих старение клеток. Решать подобные проблемы призвана робоэтика - «этика робототехники». Это понятие используется, чтобы обозначить отношение этики именно к роботам (так как это понятие связано с поведением человека). Данная сфера описывает, как люди проектируют, строят, используют роботов и относятся к ним и другим творениям с искусственным интеллектом.
На январском экономическом форуме в Давоссе одной из официальных тем станет так называемая «четвертая технологическая революция». В числе тем, которые будут обсуждаться на форуме, будут гипотетическое участие роботов в войнах и замена роботами специалистов, принадлежащих к среднему классу.
Представленная работа станет моим первым шагом к изучению роботостроения, использования роботов и проблем распространения робототехники.
Список использованной литературы:
Боголюбов А.Н., Никитин Д.А. Популярно о робототехнике/ Отв. ред. В.Д. Новиков. Киев: Наук, думка, 1989. 200 с.
Василенко H.B., Никитин К.Д., Пономарёв В.П., Смолин А.Ю. Основы роботехники. / под ред. К.Д. Никитина – Томск: МГП «РАСКО», 1993.
Кобринский А.Е. Вот они - роботы. М.: Наука, 1972. 113 с.
Макаров И. М., Топчеев Ю. И. Робототехника: История и перспективы. - М.: Наука ; Изд-во МАИ, 2003. 349 с.
Отряшенков Ю. М. Юный кибернетик. - Детская литература, 1978.
Электронные ресурсы:
http://aviadron.ru/
http://edurobots.ru/
http://geektimes.ru/hub/robot/
http://gizmod.ru/roboty/
https://kantiana.ru/news/143/161510/
http://novate.ru/blogs
http://postnauka.ru/
http://potustorony.ru
Http://roboting.ru/
http://robot-ex.ru
http://robo-hunter.com/
http://techvesti.ru/robot
https://ru.wikipedia.org/wiki/Робототехника
https://ru.wikipedia.org/wiki/робот
Использование роботизированной техники и роботов сейчас является жизненной необходимостью, а не только показателем прогресса или наступления напророченного фантастами будущего. Увеличение объемов производства, усложнение процессов, необходимость в автоматизации – это лишь поверхностные причины, по которым роботы смогут занять значимое место в жизни человека. Кроме того, есть также необходимость исключения человеческого фактора (например, при произведении сложных вычислений или опасных манипуляций), защита человеческих жизней.
Впрочем, можно не только для помощи, но и ради развлечения и получения прибыли.
Основные направления развития сегодня – полная автоматизация и интеллектуальный алгоритм работы. От самоочищающихся туалетов для домашних животных и роботов-пылесосов до 3D печатных роботов, которые способны самостоятельно собирать себя, когда его детали нагреты до определенных температур.
Внедрение искусственного интеллекта позволило добиться разработки машинного зрения, автоматизированной работы, алгоритма самообучения и усложнения функций. Даже простой современный робот-пылесос уже способен произвести сильное впечатление способностью ориентироваться в пространстве, применением алгоритма решений для каждой отдельной задачи.
Одно только машинное зрение позволило развить новое поколение роботов-манипуляторов, способных обнаружить и распознать объект, подобрать соответствующий ему механизм взаимодействия. Развитие рынка робототехники в мире позволит сократить расходы на конвейеры и процессы перемещений, совершенствуя рабочий процесс производителей, операторов складов.
В данном контексте стоит упомянуть и стартапы вроде Fetch Robotics , Clearpath Robotics , и зрелые проекты Kuka/Swisslog , Adept Technologies .
Достаточно сложно ответить на вопрос - для чего нужны роботы в современном мире. Учитывая приоритетные направления развития , нельзя не упомянуть об уже сложившейся в мире ситуации: кроме вышеописанного концерна БМВ существует огромное количество фирм и компаний, где количество механических сотрудников примерно равно или даже превышает число живых рабочих.
Так, например, в японской автомобильной индустрии используют рекордное количество промышленных роботов – на каждый десяток тысяч работников приходится более полутора тысяч машин.
Современные военные роботы выпускаются в почти массовых масштабах – только в 2016 году на вооружение американской армии поступило более 5 тысяч роботов-грузчиков и манипуляторов, 25 тысяч дронов и разведывательных аппаратов. Если говорить языком денег, то развитие роботизированных военных систем в США в 2014-2018 годах уже потребовало 23,8 миллиардов долларов, из которых 21 миллиард ушел на БПЛА.
Внедряется современная робототехника в таких известных компаниях, как Адидас (перенос производства в Германию в 2017 году планируется сопроводить массовым внедрением роботов), вышеупомянутые BMW, Shenzhen Evenwin Precision Technology Co. Китайские и вовсе выстроили завод, рассчитанный исключительно на роботов, оставив людей лишь в управленческом аппарате.
В целом стоит выделить несколько основных направлений прогресса, интереса и востребованности подобных технологий:
Няньки, уборщики, обслуживающий персонал, грузчики, сиделки, газонокосильщики, учителя – спрос на таких роботов будет огромен, а их потенциал практически не ограничен.
Особенно интересны роботы-уборщики . Вернее, трио однотипных механизмов – уборщика, охранника и сиделки, созданных по схожему принципу и стоящих сейчас около 10 тысяч долларов. Их планируют совместить в единый многофункциональный технический организм. Ожидается, что к 2025 объем производства такой техники будет превышать 50 миллиардов долларов.
Домашние животные – достаточно старая категория роботов, которая раньше воспринималась лишь как дорогая игрушка. Сейчас функционал таких механизмов значительно расширился – от помощи детям с проблемами с координацией до банальной защиты дома и охоты за грызунами.
Мойщик окон – учитывая, что мойщики окон чаще всего требуются на многоэтажные небоскребы, профессия эта опасна для человека, а вот для механизма – самое оно. Сегодня рынок предлагает два вида таких роботов: двумодульные (навигация и чистка) и одномодульные. В России они доступны под именем Hobot 168.
Промышленные роботы в современном производстве составляют сегодня наибольший процент среди всех видов роботов. В качестве примера можно привести компанию BMW, которая использует более 8 тысяч роботов только в процессе создания и сборки машин и мотоциклов. Кроме того, концерт также выпускает роботизированные автомобили, способные самостоятельно ориентироваться в окружающей обстановке (еще один пример – гуглмобиль), применяет в краш-тестах сложных сенсорных роботов. Но лидером на данный момент, пожалуй, пока еще является Китай.
Кроме сборщиков, широко используются такие виды современных роботов, как роботы-разнорабочие , сварщики , укладчики , совместные роботы.
Робот разнорабочий выполняет типовые операции вроде сортировки, разгрузки, упаковывания, шлифования и так далее. Последние модели самообучающиеся и могут быть настроены под нужную модель поведения. Всего предлагается две версии – непосредственно для производства и для обучения, исследований.
Робот сварщик . В сварке задействовано почти 20% всех промышленных роботов. Позволяют быстро и качественно осуществлять электродуговую, точечную, аргонно-дуговую сварку. Кроме того, они многофункциональны и могут менять режимы сварки только за счет замены горелки.
Робот-укладчик . Такие компании как Möllers North America, KUKA, Frain Industries и многие другие используют роботизированных укладчиков. Они просты в своей кинематике, способны ориентировать грузы в 4 горизонтальных плоскостях, более мобильны и удобны, чем простые погрузчики.
К моменту начала 2017 года доля «коллективных» роботов составляет 6% общего роботорынка, но этот процент неуклонно растет. Вероятно, в числе лидеров по их производству может оказаться компания ABB (после того, как она приобрела gomTec с их роботом Робертой). Специалисты прогнозируют падение стоимости таких изделий до 10 тысяч долларов и, как следствие, резкое увеличение их использования в различных отраслях.
Киберпротезы и нанотехнологии, роботизированные интегрированные элементы, 3D-биопринтеры для воссоздания жизнеспособных внутренних органов используются уже сейчас.
Робот-экзоскелет . Как и протезы, очень востребованы роботизированные медицинские экзоскелеты. В качестве примера можно привести Hybrid Assistive Limb, благодаря которому прикованный к инвалидному креслу пациент сможет научиться подниматься по лестнице. Или NEUWalk, стимулирующий током поврежденный спинной мозг, позволяющий почти парализованным людям ходить. Роль роботов в медицинской сфере практически невозможно переоценить. Нанороботы. Так, например, ученые из Германии в данный момент создают нанороботов для перемещения глазной либо кровяной жидкостей, восстановления поврежденных клеток, адресной доставки лекарств.
Большие надежды на использование роботов в современном мире возлагаются на роботов-хирургов, медсестер, симуляторов пациентов.
Робот-медсестра . Не совсем пока полноценная медицинская сестра, Hospi берет на себя роль идеального помощника. Она переносит и доставляет медицинскую технику, образцы анализов (с защитой доступа), загружает карты больничных зданий и помещений. Робот полностью автономен и умеет использовать лифты.
Робот-хирург . Вряд ли человек будет способен часами сохранять такую нереальную точность проведения операций, как робот Да Винчи. В США одних только операций простатэктомии он выполняет более 80% - более 73 тысяч процедур в год. Существуют и менее популярные (пока) аналоги для точных процедур, лазерных вмешательств, коррекции зрения, мозга, клеток, извлечения костного мозга и так далее.
Врач на расстоянии . Особенно хорошо удается роботам работа терапевта. Они анализируют все данные о болезни и особенностях организма пациента и подбирают оптимальные способы лечения. В США в некоторых больницах (в том числе и дистанционно) работают такие суперкомпьютеры, как, например, Watson, ориентированный на борьбу с раком.
Симулятор пациента . Учиться на полностью реалистичном роботе пациенте куда безопаснее и, вместе с тем, куда ближе к реальности, чем использовать для этих целей труп. Популярный сегодня симулятор HPS проявляет все реакции больного – сужение зрачков на свет, имеет сложную дыхательную систему, анализатор введенного лекарства и его дозировки.
Еще их принято называть андроидами. Нынче робототехника практически не имеет ограничений по применению. Кроме чисто практических задач, она способна реализовывать и эстетические цели, развлекать и привлекать внимание. Так, например, можно упомянуть такие современные роботы-андроиды, как Альберт Эйнштейн , Geminoid F , Робот-модель , Робот-телеведущая, BINA48 . Существует целый сегмент роботов актеров театра, музыкантов, художников, моделей, игроков в шахматы или прочие игры.
Актеры театра . Театр Варшавского центра науки «Коперник» прославился тем, что стал использовать специальных коммуникационных роботов Robothespians в качестве постоянных актеров. И хотя роботы пока мало двигаются, они отменно жестикулируют, пользуются мимикой и голосом. Ожидается, что в дальнейшем постановки станут сложнее и зрелищнее.
Музыканты . Роботы-музыканты с искусственным интеллектом способны не только играть разученные композиции, но и импровизировать, подстраиваться под других исполнителей. Некоторые из них обладают композиторскими навыками и способны создавать впечатляющие мелодии.
Роботы-художники . Коллекция этих ребят пополняется практически ежегодно. Портретист Paul выполняет шикарные портреты людей с помощью шариковой ручки, робот Бенджамина Гроссера реагирует на звуки и рисует свою на них реакцию, Robo-Rainbow специализируется на воссоздании радуги, Senseless создает абстрактные граффити. Есть даже роботы, профессионально раскрашивающие яйца.
Крайне перспективным направлением последний десяток лет является роботизация армии. Ассортимент таких механизмов чрезвычайно широк – от автономных миниатюрных разведывательных дронов и шпионов до экзоскелетов. Разрабатываются и современные боевые роботы, способные полностью заменить солдат на поле боя.
Особенно эффектным из последних новинок выглядит бронированный экзоскелет TALOS , создающий защиту для солдат от пуль и осколков, увеличивающий их грузоподъемность почти на 50 килограмм, заботящийся о здоровье бойцов – он способен остановить кровь при ранении (его обещают предоставить американской армии к 2018 году).
Самые современные роботы с максимально высоким КПД конструируются именно для этой сферы человеческой жизни.
Огромные перспективы развития робототехники наблюдаются также в сфере развлечений. Используя прогрессивные впечатляющие , производители и владельцы роботов могут комбинировать развлекательный и коммерческий элементы одновременно.
Широко используются такие достижения современной робототехники, как квадрокоптеры, обслуживающие роботы, промоутеры.
Как и экзоскелеты, квадракотеры – это роботы, которые наглядно демонстрируют, насколько могут быть универсальными современные разработки и достижения. Рекламная, коммерческая, военная, медицинская, геолокационная, разведывательная, спасательная, журналистская – всего лишь часть областей, в которых может быть использована подобная механика. Квадракоптеры стоят от 50 долларов и способны осматривать территорию, делать видео и фотосъемку, раздавать интернет, осуществлять видеотрансляции, доставлять грузы. «Белгазпромбанк», к примеру, использует их даже для того, чтобы проводить инкассацию денег.
Промоутеры . Продающая робототехника в современном мире – уже не редкость. Через интернет можно арендовать R-bot, KIKI (производства Россия) или другие модели, способные распространять флаеры, общаться с прохожими, вести видеосъемку, демонстрировать рекламную информацию на встроенных экранах, давать консультации, вести экскурсии или концерты.
Роботы в обслуживании . Самый известный пример использования роботов в сфере В2С - роботы-официанты, изготовливаемые как США, так и на китайском и российском рынке (стоимость от 4,5 до 12 тысяч долларов). Такой агрегат способен встречать клиентов, фиксировать их уход, подавать меню и принимать заказы, убирать стол, запоминать лица, общаться в голосовом режиме. Кроме чисто практического удобства и экономии на зарплате живых сотрудников, такой робот привлекает дополнительный приток посетителей одним фактом своего существования. Одни из самых дешевых роботов на сегодня – рикши. Они доступны в среднем за тысячу долларов. Могут быть использованы по прямому назначению или дополнены функциями гида, консультанта.
Еще из блога:
Расскажите о нас вашим друзьям в социальных сетях:
Машины на службе у человека? Когда-то об этом только мечтали, а сегодня мы даже не замечаем того многообразия роботов, которое нас окружает. Роботы-слуги, роботы- няньки, роботы-игрушки. Первый раз я собрал робота из конструктора «Лего», и тогда задумался: «А что такое робот? Откуда появилось само это слово?» Оказывается, так называют «высокоорганизованную техническую систему, которая может самостоятельно решать поставленные перед ней задачи».
Роботы сегодня стали близкими друзьями жизни человека. Их изготавливают на заводе. Роботы выполняют ту работу, которую нельзя делать людям (связано с радиацией или с температурой и. т. п.). Они исследуют планеты в космосе, и постепенно проникают и в дома людей, пока в основном в качестве безобидных игрушек. Однако развитие роботов не останавливается ни на минуту, и наиболее интересной задачей является создание роботов - игрушек, о чем и рассказано в моем реферате. Через игру ребенок познает мир.
Разработчики роботов – игрушек для детей уже добились серьезных успехов в этой области.
Робототехника постоянно находится в развитии. То, что сегодня нам кажется новым, совершенным, интересным, завтра может устареть.
Я понимаю, что только начал изучать эту науку, поэтому мне необходимо постоянно углублять и совершенствовать свои знания, чтобы в будущем применить их, создавая своего робота- игрушку.
2. 1 Из истории.
Робот, управляемая компьютером машина, способная заменять человека при выполнении (как правило, повторяющихся) операций с целью повышения производительности. Часто используются на работах в опасных для жизни условиях (повышение радиации, температуры и т. п.), а также при относительной недоступности человеком (под водой или в космосе). Обычно работают по определенной, заранее заданной программе. Возможно также дистанционное управление роботом.
Впервые слово робот было сказано в 1921 году в Чехии. Талантливый писатель Карел Чапек пишет пьесу о роботах. Писатель убеждает что не надо бояться того, что роботы подчинят себе людей.
Однако первое упоминания об этих интеллектуальных машинах было ещё в середине III тыс. до н. э. , когда египтяне изобрели идею думающих машин: внутри статуй прячутся жрецы, чтобы давать предсказания и советы.
Чертежи робота, которого мы привыкли видеть, были сделаны в 1495 году Леонардо да Винчи. Именно он разрабатывает детальный проект механического человека, способного двигать руками и поворачивать голову. Механизм выглядит как бронированный рыцарь.
К сожалению, истории не известно пытался ли да Винчи сконструировать этого робота.
Первые достоверные достижения в этой области зарегистрированы в 18 веке. В то время на пике популярности были домашние куклы. Эти механические устройства представил широкой публике, французский ученый Жаком де Викасон, на примере куклы – музыканта. Она могла воспроизводить на флейте 12 разнообразных мелодий. Какое-то время спустя к флейте присоединились бубен и барабан, что позволило механически организовать подобие настоящего оркестра.
Но Ж. де Викасон не остановился на достигнутом и удивил публику следующим уникальным и поразительным для тех времен изобретением - механической улиткой, которая была способна на несколько разных действий (передвижение, взмахи крыльями, кряканье, вращение головой).
Современная робототехника, известная, сегодня, всему миру робототехника четко сформировалась лишь к 50-м годам прошлого века, когда Дж. Диро и Дж. Энжилбергером был сконструирован робот Ultimat, представляющий собой гигантский механизм похожий на человеческую руку.
Также проходят и спортивные соревнования среди роботов, к примеру, РобоКап - это чемпионат мира среди роботов по футболу. 1-ый РобоКап1997 прошёл не очень роботы плохо пасовали, а некоторые даже забивали мяч в собственные ворота. Но с каждым годом технологий растут и РобоКап становится всё популярнее. Также проводятся олимпийские игры среди роботов.
2. 2 Какие бывают роботы.
Принято различать три вида роботов: программные, управляемые человеком и интеллектуальные, действующие самостоятельно независимо от человека.
Простейший робот - это манипулятор с дистанционным управлением, имеющий одну или две «руки», ограниченную зону действия, закреплен на неподвижном или
Полуподвижном основании. Манипуляторы встречаются в медицине при проведении операций, на атомных станциях, для различных исследований морских глубин и космоса.
Другой вид роботов, более сложных, предназначенных для выполнения различных заданий, определяемых заложенной в них программой. Как правило, программа может быть выполнена в цикле (т. е. повторяется через равные промежутки времени) для того чтобы робот выполнял одни и те же повторяющиеся операции без остановки. В другом случае программа выполняется однократно, и после завершения заменяется другой. Примером использования таких роботов могут служить автоматы по разливу и упаковке бутылок, развешиванию, фасовке или упаковке пакетированных продуктов или товаров.
Третья группа роботов - интеллектуальные роботы, воспринимающие внешние изменения с помощью различных датчиков, имеющие блок управления.
В своем реферате я хочу рассказать о роботах- игрушках.
Встречаются следующие виды роботов- игрушек: робособаки, робозавры, дроиды, конструкторы, андроиды и т. д.
Роботы-игрушки - это вид механической игрушки, которые можно запрограммировать и играть с ними.
Робособаки - это всем известные нам четвероногие друзья. Они играют в разные игры, например в футбол. Самая знаменитая собака " Sony Aibo PC " - эта собака понравится каждому ребёнку.
Робозавры. Динозавры возвращаются! Это древние рептилии, которые вымерли уже стали роботами. Динозавры бывают и добрые как, например Pleo это детёныш камарозавра. Pleo знает, когда надо подзаряжаться он сам идёт к зарядке ему достаточно попросить хозяина о том чтобы вставить в его провод.
Дроиды. Все знают знаменитых "Звёздных воинов". Изобретатели разработали нового робота - дроида R2-D2. В зависимости от модели, комплектации и фирмы производителя, цена на робот разнится на порядок: от 200 до 2500 долларов. А последняя модель ещё не добралась до России. В неё входят: видеопроектор, DVD, FM-радио, динамики мощностью 20W, разъемами для подключения к внешнему телевизору, LCD-панели, акустики и т д.
Андроиды - это роботы, которые похожи на человека, т. е. они, могут делать то, что умеет делать человек. Есть Андроид, который похож на Элвиса Пресли: он одет, поет и танцует как Элвис Пресли и такого же размера, как он. Этот робот так и называется:
Конструкторы. Компания Lego производит не только знакомые всем обычные блочные конструкторы, но и конструкторы-роботы. Как, например: Лего Маиндштормс (о нём поподробнее я расскажу в следующей части реферата).
2. 3 О моём роботе.
У меня есть робот "Lego Mindstorms NXT". Эта современная детская игрушка прошла серьезные испытания специалистами - разработчиками и может решать любые поставленные перед ней, даже взрослые задачи. Также при тестировании активное участие принимали военные. Поэтому можно сказать, что конструктор Mindstorms NXT тестировали в реальных военных условиях.
Мой робот имеет 4 базовые модели. Самая первая - это учебная модель, вторая - погрузчик, третья - скорпион и четвертая - модель, которую я вам продемонстрирую - это "человек", называется Alpha Rex .
У робота есть интеллектуальный блок, в нем содержится вся информация. Программирование осуществляется с обычного персонального компьютера под управлением Windows. Когда все готово либо через USB порт, либо через Bluetooth, программу передаю на робота. Так же мой робот имеет три сервомотора. С помощью этих моторов робот может передвигаться и совершать какие-то действия. Робот имеет 4 датчика. Первый датчик или сенсор - это тач-сенсор. С помощью него у робота появляется первый орган чувств - осязание. Следующий датчик - саунд-сенсор, звуковой сенсор. Робот воспринимает звуки, у него появляется слух. Так же есть ультрасоник - сенсор. Внешне это похоже на глаза робота, а на самом деле - датчик предназначен для того чтобы измерять расстояние. Последний сенсор - лайт - сенсор. Вот этот сенсор и имитирует еще один орган чувств - зрение. Таким образом, робот различает цвета, реагирует на голосовые команды, чувствует прикосновения.
Для того, чтобы написать программу требуется изобразить последовательность иконок, которые демонстрируют то или иное действие. Элементарные настройки инстинктивно понятны и графически оформлены, что дает возможность программировать робота достаточно просто и увлекательно и заставить делать его то, что вам хочется.
На рисунке изображен фрагмент окна редактора "Lego Mindstorms NXT". Программа выполняется слева направо и, если нужно, содержит ветвления, циклы и другие параметры. В этом примере робот начинает работу с ожидания звукового сигнала, а затем определяет ночь сейчас или день, используя лайт - сенсор. Если сейчас ночь (нижняя ветка на рисунке) то робот говорит Good Night и рисует на экране изображение обозначающее сон. Верхняя ветка рисунка включается, если сейчас день и светло. Прежде всего, днём робот приветствует нас фразой Good morning и широко улыбается. Затем робот отправляется в путешествие, а как до какой-то преграды остается 20 см, робот разворачивается и снова идет в путешествие.
2. 4 Зачем нужны роботы.
Роботы нужны для облегчения жизни человека. Они помогают нам в делах, когда нужно поднять тяжелый груз, тысячи раз повторить одинаковую монотонную работу, обезоружить террористов или провести тончайший анализ органов человека.
Без роботов жизнь будет не такая, которую мы привыкли видеть. Это почти то же самое, что и невидимые нити, вот посмотрите: не будет роботов, затем не будет ещё чего-нибудь.
Зачем нужны роботы – игрушки? Важно отметить, что многие игрушки - роботы сделаны подобием героев мультфильмов. Они помогают развиваться не только ребенку, но человеку. Играя с ними, малыш может выдумывать собственный сценарий и исход любимого мультфильма, что в значительной степени помогает развить его творческие способности.
3 Заключение
Чешский писатель Карел Чапек в 1921 году опубликовал необычную пьесу. В ней рисовалась картина будущего, где искусственные рабочие помогают человеку на производстве и в быту, и даже ведут за него войны. А один из героев пьесы решает построить супер-робота, по своим возможностям равным человеку: чтобы он не только выполнял разные работы, но и обладал чувствами и желаниями, мог испытывать любовь и счастье, боль и ненависть. Хотя и сегодня такого робота до сих пор не построили, все же мы уже не можем себе представить мир без роботов. Они помогают нам везде. С помощью роботов собирают автомобили, исследуют далекие планеты и глубины океанов и даже ведут домашнее хозяйство. И если бы не было роботов, то человек не полетел бы в космос, не высадился бы на Луне, не знал бы, что находится глубоко под водой и в кратерах вулканов. Мы не могли бы предсказывать погоду, магнитные бури и землетрясения. А труд на заводах и фабриках был бы очень тяжелым и изматывающим. В общем, если бы не достижения в робототехнике, то технический прогресс оставался бы на уровне позапрошлого века!
Из всех изобретений, когда-либо придуманных человеком, управляемые роботы – самые могущественные и многосторонние. И только от нас зависит, как мы воспользуемся этим инструментом: на пользу человеку или против него.
Итак, роботы нужны и важны для развития человечества.
Роботы для игр и развлечений появились не так давно, но уже успели стать популярными и полезными для обучения.
Лего - конструктор подходит для начального обучения основам робототехники.
Существует множество способов определения различных типов и видов роботов. Как мы видим, возможные разногласия сильно различаются. Основная причина этих различий заключается в том, что разные ученые и преподаватели часто имеют разные взгляды на то, что следует преподавать в рамках «робототехники».
Например, некоторые преподаватели, которые преподают робототехнику, обычно сосредоточены в основном на промышленной робототехнике, полностью игнорируя сервисные роботы. Поэтому, говоря о типах и видах роботов, они обычно говорят о типах промышленных роботов. Для этого есть веская причина: огромное большинство инженеров-роботологов придется заниматься преимущественно промышленными роботами в своей карьере.
Тем не менее, промышленные роботы не единственные. Поэтому, как мы видим, при разделении роботов на типы это разделение должно быть достаточно широким, чтобы включать все, что можно понимать как робот.
Есть два возможных способа, как это можно сделать. Во-первых, вы можете разделить роботов на типы по их приложению, а во-вторых - по пути их перемещения (или нет). Мы признаем, что существуют и другие возможные способы разделения роботов на типы, но, на наш взгляд, эти два являются лучшими. Кроме того, мы предпочитаем использовать обе эти классификации вместе. Таким образом, на два вопроса о роботе уже будет дан ответ: «Что он делает?» и «Как это происходит?»
В настоящее время роботы выполняют множество различных задач во многих областях, и количество заданий, возложенных на роботов, неуклонно растет. Вот почему, на наш взгляд, одним из лучших способов разделить роботов на типы является разделение по их приложению.
Промышленные роботы - это роботы, используемые в промышленной производственной среде. Обычно это шарнирные рычаги, специально разработанные для таких применений, как сварка, обработка материалов, окраска и другие. Если мы судим исключительно по спросу, этот тип может также включать некоторые автоматизированные управляемые транспортные средства и другие роботы.
Бытовые роботы - это роботы, используемые дома. Этот тип роботов включает в себя множество совершенно разных устройств, таких как роботизированные пылесосы, роботизированные очистители для бассейна, подметальные машины, очистители желобов и другие роботы, которые могут выполнять различные обязанности. Кроме того, некоторые роботы наблюдения и телеприсутствия могут рассматриваться как бытовые роботы, если они используются в этой среде.
Медицинские роботы - это роботы, используемые в медицине и медицинских учреждениях. В первую очередь - хирургические роботы. Кроме того, некоторые автоматизированные управляемые транспортные средства и, возможно, подъем помощников.
Сервисные роботы - это роботы, которые не попадают в другие типы по использованию. Это могут быть разные роботы сбора данных, роботы, созданные для демонстрации технологий, роботов, используемых для исследований и т.д.
Военные роботы - это роботы, используемые в армии. Этот тип роботов включает роботы для уничтожения бомб, различные транспортные роботы, разведывательные беспилотники. Часто роботы, первоначально созданные для военных целей, могут использоваться в правоохранительных органах, поисково-спасательных и других смежных областях.
Развлекательные роботы - это роботы, используемые для развлечения. Это очень широкая категория. Он начинается с игрушечных роботов, таких как robosapien или работающего будильника, и заканчивается настоящими тяжеловесами, такими как шарнирные рычаги робота, используемые в качестве симуляторов движения.
Мы бы хотели выделить роботов, используемых в космосе, как отдельный тип. Этот тип будет включать в себя роботы, используемые на Международной космической станции, Canadarm, которая использовалась в «Шаттлах», а также марсоходы и другие роботы, используемые в космосе.
Теперь, как вы можете видеть, есть примеры, которые вписываются в более чем один из этих типов. Например, может быть глубоководный исследовательский робот, который может собрать ценную информацию, которая может использоваться в военных целях.
Как вы понимаете, приложение робота не предоставляет достаточной информации, когда речь идет о конкретном роботе. Например, промышленный робот - обычно, говоря о промышленных роботах, мы думаем о стационарных роботах в рабочей ячейке, которые выполняют определенную задачу. Все в порядке, но если на заводе есть AGV (Automated Guided Vehicle)? Это также роботизированное устройство, работающее в промышленной среде. Поэтому мы предлагаем использовать обе эти классификации вместе.
Итак, есть:
1. Стационарные роботы (в том числе роботизированные рукава с глобальной осью движения)
1.1 Картезианские / козловые роботы
1.2 Цилиндрические роботы
1.3 Сферические роботы
1.4 роботы SCARA
1.5 Сочлененные роботы (роботизированные руки)
1.6 Параллельные роботы
2. Колесные роботы
2.1 Одноколесные (шаровые) роботы
2.2 Двухколесные роботы
2.3 Три и более колесных роботов
3. Легкие роботы
3.1. Двуногие роботы (роботы-гуманоиды)
3.2 Роботы-роботы
3.3 четвероногих роботов
3.4 гексаподобные роботы
3.5 другое количество ножек
4. Плавающие роботы
5. Летающие роботы
6. Мобильные сферические роботы (роботизированные шарики)
7. Рой-роботы
8. Другие..
Хотите узнать о других? Да, есть и другие. Например, змееподобные роботы. Есть много областей исследований, которые занимаются различными инновационными типами роботов. Когда-нибудь они будут очень полезны. Тем не менее, теперь мы будем использовать их под типом «другие».
Конечно, ничего из этого не вырезано в камне, особенно в робототехнике, где все меняется почти ежемесячно в наши дни. Тем не менее, по-нашему, эти типы классификации делают свою работу достаточно хорошо.
Все без исключения инженеры-робототехники считают, что в производстве и продаже домашних роботов. Можно , но ведь и большинство экономистов пророчат этой отрасли небывалый подъём. Рассмотрим, что же сегодня заставляет многих людей быть столь уверенными в скором всплеске популярности роботов для дома. Какие из них уже сегодня пользуются стабильным спросом и интересом со стороны потенциальных покупателей?
1
На сегодняшний день есть один абсолютный лидер продаж – это робот-пылесос. Современные уборщики вашего жилья способны на многое: пылесосы выколачивают и высасывают пыль из ковров, чистят пол под мебелью и плинтусы, а главное — анализируют степень загрязнения пола, особенно тщательно чистя именно эти участки. Большинство моделей сами подъезжают к розетке на подзарядку и т.д. Стоимость этих помощников варьируется от 300 до 3000 долларов США в зависимости от марки робота.
2 Робот — помощник
В данном случае мы говорим о модели «HelloSpoon» — это робот, предназначенный для кормления детей и людей с ограниченными возможностями. Подобные модели уже продаются, но именно эта выгодно отличается ценой всего в 200 долларов США. Робот внешне напоминает слонёнка и, помимо кормления, способен также «общаться» с человеком. Модель помощника очень компактна и проста в использовании, а основное управление осуществляется со смартфона.
3
Маленький «Rovio» — один из множества своих собратьев, призванных вести наблюдение за определённой территорией. Полноприводная колёсная база позволит этому крохе находиться там, куда вы его отправите, без особых проблем. Веб-камера с Wi-Fi и фотоаппарат, микрофоны с высокой звукопередачей – всё это поможет вам осуществлять полный контроль за домом, двором или офисом. Роботы-шпионы выполняют команды дистанционно, отлично ориентируясь в пространстве даже в полной темноте. Если аккумулятор разряжен, то робот сам отправится на подзарядку. Стоимость «Rovio» колеблется в районе 300 долларов.
4
Как ни удивительно звучит, но моделей роботов для одиноких пожилых людей в мире уже несколько десятков. Мы остановимся на модели «Care – O – bot 3». Он разработан для предотвращения изоляции или одиночества, предлагая одиноким людям стимулирующую деятельность, автономию и некоторую независимость от посторонних. Его внушительную стоимость в 275 тыс. долларов разработчики обещают уменьшить в ближайшие год-два.
Модель робота по имени «Valerie» вызывает массу споров между потребителями и разработчиками. С одной стороны, все ждут робота, который максимально похож на человека, с другой, когда такой появляется, он сразу же многих смущает или даже пугает. Робот -домработница, тем не менее, умеет многое: почти все виды уборки, включая мытьё посуды, общение с хозяином дома на массу различных тем, а если понадобится, она может вызывать и экстренные службы. Но всё же схожесть с обычным манекеном пока что не на стороне антропоморфных андроидов. Стоимость этого робота составляет от 55 до 60 тыс. долларов.
6
Гостеприимные люди всего за 20 тыс. долларов могут приобрести собственного официанта. Как и самый обычный, он способен подавать на стол блюда, сопровождая их различными комментариями. Робот максимально аккуратен, ничего не прольёт и тем более не уронит – это гарантирует компания производитель. Он ловко лавирует среди большого количества людей и, работая без подзарядки целые сутки, способен обслуживать большие компании. Особенно удачна модель американских разработчиков – «Serving Cart».
7 Робот — газонокосильщик
Эти машины намного тише своих обычных собратьев, а это уже огромный плюс. Такие роботы экологически чисты и абсолютно безопасны для детей. Они сами передвигаются по участку, сами заряжаются, а многие модели мульчируют газон (делают из срезанной травы удобрения). Отходы с газона, который обрабатывает робот, нет необходимости дополнительно убирать. Такие помощники стоят от 1300 до 5000 долларов.
8 Робот — кошачий туалет
Многие слышали о нашумевшем роботе «Litter – Robot», ухаживающем за кошками (в гигиеническом смысле). Модель за 350 долларов способна несколько дней подряд держать туалет вашего питомца в чистоте. Устройство абсолютно безопасно для кошки, и главная задача хозяев – это приучить питомца именно к роботу-туалету.
Подобные модели создаются для развития детей в техническом плане. К примеру, модель «HEXY» за 250 долларов ребёнок сможет собрать сам. Сборка робота не только проста и увлекательна, но и очень познавательна для малыша. В дальнейшем, управляя роботом или играя с ним, любознательные дети могут приобщиться к робототехнике.
10 Робот — таракан
Похожие на маленькие детские машинки, роботы-тараканы изобретены для избавления от настоящих тараканов. Как известно, эти насекомые склонны к «стадному» поведению, и микророботы, «пахнущие» как настоящие тараканы, заманивают их в специальные ловушки. На самом деле у подобных роботов большое будущее в санитарной обработке помещений от различного вида вредителей!
Как и было сказано в начале, робототехнику ждёт небывалый подъём, конечно, благодаря новейшим технологиям и научным разработкам. А значит, возрастающий спрос на домашних роботов – прямое следствие происходящего прогресса. Будем ждать новых помощников, которые когда-то были обитателями только научно-фантастических романов…
