Инновационная технология - роботы. Как устроены роботы

Недавно в Японии открылся отель Henn-na (Henn-na Hotel), в котором 90% работ выполняют роботы и 10 человек справляются с оставшимися 10% всех дел. Роботов, выпущенных компанией Kokoro, называют актроидами. Они умеют приветствовать и заселять гостей, устанавливая с ними зрительный контакт и реагируя на движения. Некоторые могут общаться на иностранных языках.

Отель Henn-na, что дословно переводится с японского на английский как «странный отель», использует и других роботов, кроме актроидов, например человекоподобных роботов Нао (NAO) и Пеппер (Pepper) от компании Aldebaran Robotics. Роботы встречают гостей у входа и на стойке регистрации, помогают им снять пальто и относят сумки, убираются в комнатах.

Отель Henn-na не единственный в своём роде. В Нью-Йорке существует YOTEL, в котором роботы заботятся о вещах гостей, делают кофе, приносят бельё, убирают номера и выполняют ещё много другой работы.

А в прошлом году гостиничный гигант Starwood представил роботов, которых назвал Botlrs. Обслуживая гостей, эти роботы могут передвигаться по отелю и в лифтах без человеческой помощи. С 1992 года роботы помогают в больницах: разносят подносы с едой и лекарствами, стирают постельное бельё, выкидывают мусор. В сети гипермаркетов Lowe’s робот OSHbot помогает покупателям отыскать нужный товар.

Amazon использует более 15 000 роботов на своих складах, чтобы вовремя доставлять заказы. Даже армия США планирует заменить десятки тысяч солдат роботами. В прошлом году в Бирмингемском университете появился первый робот-охранник Боб высотой 1,8 метра, который сканирует комнаты и сигнализирует, если видит что-то необычное. Если Боб где-то застревает, он может позвать на помощь, а если разряжается - самоcтоятельно отправляется на подзарядку.

Роботы способствуют повышению продуктивности удалённых работников. В бизнес-школе Массачусетского технологического института те сотрудники, которые работают из дома, могут «разгуливать» по офису и общаться с коллегами при помощи роботов.

Как повсеместное внедрение роботов повлияет на нас

Роботы всё чаще появляются рядом с нами на работе, так не отнимут ли они совсем рабочие места? Некоторые считают, что из-за повсеместного внедрения роботов люди могут оказаться на улице. В 2013 году в Оксфорде провели исследование, согласно которому 47% существующих ныне работ повышенного риска будут вскоре автоматизированы. В течение 20 лет люди на этих местах будут заменены роботами.

Однако существует и другое мнение: отдав машинам тяжёлую работу, люди смогут посвятить себя более интересным и высокотехнологичным занятиям. Так считает и Дэвид Канн, глава Double Robotics, компании, которая создала роботов, используемых в Массачусетском технологическом институте.

Роберт Аткинсон, экономист аналитического центра Фонда технологического развития и инноваций, утверждает: выводы о том, что роботы отнимут рабочие места, основаны на крайне поверхностном анализе ситуации. По сути же происходит обратное: внедрение роботов снижается. Аткинсон объясняет это падение двумя причинами:

1. Тридцать лет назад США гораздо активнее инвестировали в развитие роботостроения и программного обеспечения, нежели сейчас.
2. Низко висящие фрукты вроде автоматов регистрации в аэропорту уже сорваны.

Третьей причиной, по мнению Аткинса, можно назвать то, что в США не существует политики развития продуктивности.

Они могли сделать многое, чтобы повысить уровень производительности в стране, но ничего даже не планируют. В отличие, например, от Австралии, где есть Национальная комиссия по повышению производительности, работа которой заключается в выявлении возможностей роста. А мы только предполагаем, что должно произойти…

А компаниям выгоднее нанимать людей с низкой заработной платой, нежели автоматизироваться. Стимула для замены сотрудников роботами нет никакого. Вот если бы людям нужно было платить больше, тогда компании задумались бы о роботизации.

Допустим, если большинство представителей низкооплачиваемых профессий потребуют повышения зарплаты, как это сделали в Нью-Йорке работники заведений фастфуда, тогда процесс автоматизации ускорится.

Вот что говорит по этому вопросу Гарри Матиасон, президент юридической компании Littler Mendelson, которая специализируется на вопросах трудового права в связи с роботизацией.

Прогресс есть. В Нью-Йорке работники фастфуда уже добились того, что минимальная зарплата теперь будет $15 в час. Вскоре работодателям будет экономически выгодно перекладывать часть работы на роботов. Соответственно, это ускорит процесс повсеместной автоматизации. Таким образом, увидеть роботов повсюду в ближайшие пять лет мы сможем, если будем сами проявлять экономическую активность.

Гарри Матиасон

Роботы могут отнять нашу работу, но это не плохо

Как и Аткинсон, Матиасон считает, что причин для беспокойства нет. Он объясняет, что автоматизация 47% рабочих мест повышенного риска не имеет ничего общего с безработицей.

Начнётся перемещение людей на те должности, которых нет сейчас, но они появятся в будущем. Если мы обратимся к истории, то увидим, что подобная ситуация уже была. Тогда всё происходило не так стремительно, как сейчас, но тем не менее прецеденты имелись. К слову, в 1870 году сельским хозяйством зарабатывало 70–80% населения, а сейчас всего 1%.

И, кстати, снова обращаясь к истории, можно увидеть, что при появлении новых технологий на производстве безработица всегда оставалась на прежнем уровне или даже уменьшалась. Мне очень хочется посмотреть, что произойдёт в течение ближайших 10 лет: для людей на первом месте будет стоять не угроза безработицы, а возможность научиться чему-то новому. И если человек 10 лет выполнял одну низкоквалифицированную работу, так, возможно, необходимость карьерного роста будет ему только в радость.

Гарри Матиасон

Матиасон обещает, что нас ждут увлекательные времена. Придётся вносить поправки в Трудовой кодекс, отвечая на вопросы, связанные с взаимодействием людей и роботов. Например, как регулировать распространение личной информации, ведь роботы будут записывать то, что слышат.

Несмотря на то что неизвестно, насколько быстро проникнет роботизация во все сферы, нет никаких сомнений в том, что это случится. И пока одни продолжают бояться потерять рабочее место, другие мечтают о том, как это улучшит экономику в целом и благосостояние каждого человека. Производительность компаний будет расти, они будут больше зарабатывать и смогут больше платить работникам.

Однако один из споров до сих пор не разрешён: каково это, когда на ресепшене отеля тебя встречает актроид, который жутко похоже имитирует человеческие жесты…

Роботы поисковой системы

Роботы поисковой системы, иногда их называют «пауки» или «кроулеры» (crawler) - это программные модули, занимающиеся поиском web-страниц. Как они работают? Что же они делают в действительности? Почему они важны?

Учитывая весь шум вокруг поисковой оптимизации и индексных баз данных поисковиков, вы, наверное думаете, что роботы должно быть великие и могущественные существа. Неправда. Роботы поисковика обладают лишь базовыми функциями, похожими на те, которыми обладали одни из первых броузеров, в отношении того, какую информацию они могут распознать на сайте. Как и ранние броузеры, роботы попросту не могут делать определенные вещи. Роботы не понимают фреймов, Flash анимаций, изображений или JavaScript. Они не могут зайти в разделы, защищенные паролем и не могут нажимать на все те кнопочки, которые есть на сайте. Они могут "заткнуться" в процессе индексирования динамических адресов URL и работать очень медленно, вплоть до остановки и безсилием над JavaScript-навигацией.

Как работают роботы поисковой машины?

Поисковые роботы стоит воспринимать, как программы автоматизированного получения данных, путешествующие по сети в поисках информации и ссылок на информацию.

Когда, зайдя на страницу "Submit a URL", вы регистрируете очередную web-страницу в поисковике - в очередь для просмотра сайтов роботом добавляется новый URL. Даже если вы не регистрируете страницу, множество роботов найдет ваш сайт, поскольку существуют ссылки из других сайтов, ссылающиеся на ваш. Вот одна из причин, почему важно строить ссылочную популярность и размещать ссылки на других тематических ресурсах.

Прийдя на ваш сайт, роботы сначала проверяют, есть ли файл robots.txt. Этот файл сообщает роботам, какие разделы вашего сайта не подлежат индексации. Обычно это могут быть директории, содержащие файлы, которыми робот не интересуется или ему не следовало бы знать.

Роботы хранят и собирают ссылки с каждой страницы, которую они посещают, а позже проходят по этим ссылкам на другие страницы. Вся всемирная сеть построена из ссылок. Начальная идея создания Интернет сети была в том, что бы была возможность перемещаться по ссылкам от одного места к другому. Вот так перемещаются и роботы.

"Остроумность" в отношении индексирования страниц в реальном режиме времени зависит от инженеров поисковых машин, которые изобрели методы, используемые для оценки информации, получаемой роботами поисковика. Будучи внедрена в базу данных поисковой машины, информация доступна пользователям, которые осуществляют поиск. Когда пользователь поисковой машины вводит поисковый запрос, производится ряд быстрых вычислений для уверенности в том, что выдается действительно правильный набор сайтов для наиболее релевантного ответа.

Вы можете просмотреть, какие страницы вашего сайта уже посетил поисковый робот, руководствуясь лог-файлами сервера, или результатами статистической обработки лог-файла. Идентифицируя роботов, вы увидите, когда они посетили ваш сайт, какие страницы и как часто. Некоторые роботы легко идентифицируются по своим именам, как Google"s "Googlebot". Другие более скрытые, как, например, Inktomi"s "Slurp". Другие роботы так же могут встречаться в логах и не исключено, что вы не сможете сразу их идентифицировать; некоторые из них могут даже оказаться броузерами, которыми управляют люди.

Помимо идентификации уникальных поисковых роботов и подсчета количества их визитов, статистика также может показать вам агрессивных, поглощающих ширину катала пропускания роботов или роботов, нежелательных для посещения вашего сайта.

Как они читают страницы вашего web-сайта?

Когда поисковой робот посещает страницу, он просматривает ее видимый текст, содержание различных тегов в исходном коде вашей страницы (title tag, meta tags, и т.д.), а так же гиперссылки на странице. Судя по словам ссылок, поисковая машина решает, о чем страница. Есть много факторов, используемых для вычисления ключевых моментов страницы «играющих роль». Каждая поисковая машина имеет свой собственный алгоритм для оценки и обработки информации. В зависимости от того, как робот настроен, информация индексируется, а затем доставляется в базу данных поисковой системы.

После этого, информация, доставленная в индексные базы данных поисковой системы, становится частью поисковика и процесса ранжирования в базе. Когда посетитель существляет запрос, поисковик просматривает всю базу данных для выдачи конечного списка, релевантного поисковому запросу.

Базы данных поисковых систем подвергаются тщательной обработке и приведению в соответствие. Если вы уже попали в базу данных, роботы будут навещать вас периодически для сбора любых изменений на страницах и уверенности в том, что обладают самой последней информацией. Количество посещений зависит от установок поисковой машины, которые могут варьироваться от ее вида и назначения.

Иногда поисковые роботы не в состоянии проиндексировать web-сайт. Если ваш сайт упал или на сайт идет большое количество посетителей, робот может быть безсилен в попытках его индексации. Когда такое происходит, сайт не может быть переиндексирован, что зависит от частоты его посещения роботом. В большинстве случаев, роботы, которые не смогли достичь ваших страниц, попытаются позже, в надежде на то, что ваш сайт в ближайшее время будет доступен.

Многие поисковые роботы не могут быть идентифицированы, когда вы просматриваете логи. Они могут посещать вас, но логи утверждают, что кто-то использует Microsoft броузер и т.д. Некоторые роботы идентифицируют себя использованием имени поисковика (googlebot) или его клона (Scooter = AltaVista).

В зависимости от того, как робот настроен, информация индексируется, а затем доставляется в базы данных поисковой машины.

Базы данных поисковых машин подвергаются модификации в различные сроки. Даже директории, имеющие вторичные поисковые результаты используют данные роботов как содержание своего web-сайта.

Собственно, роботы не используются поисковиками лишь для вышеизложенного. Существуют роботы, которые проверяют баз данных на наличие нового содержания, навещают старое содержимое базы, проверяют, не изменились ли ссылки, загружают целые сайты для просмотра и так далее.

По этой причине, чтение лог-файлов и слежение за выдачей поисковой системы помогает вам наблюдать за индексацией ваших проектов.

Под понятием интернет и школа я понимаю не только интернет, но и развивающиеся инновационные технологии. Так, скажем, технологии будущей и настоящей школы. В первую очередь это, конечно же, роботы. Люди очень увлечены идеей вдыхания жизни в другое существо. Возможно, все потому, что роботы - удивительные создания. На эту идею меня вдохновил мультфильм «Город героев», в котором рассказывается о Юном Хиро Хамада — прирожденном изобретателе и гении конструирования роботов. Вместе со старшим братом Тадаши они воплощают в жизнь самые передовые идеи в Техническом университете города будущего Сан-Франсокио. После серии загадочных событий друзья оказываются в центре коварного заговора. Отчаявшись, Хиро решает использовать веселого и добродушного экспериментального робота Бэймакса, перепрограммировав его в неуязвимую боевую машину. И ведь,вправду, Бэймакса - удивительный робот, Бэймакс был создан, чтобы заботиться о людях. Этот надувной робот-медбрат с помощью встроенного сканера может измерить температуру тела или давление, оценить уровень боли и вылечить практически любой недуг. Сконструированный Тадаши, Бэймакс стал настоящим прорывом в области прикладной медицины, а для Хиро — лучшим другом.

Я решила узнать как можно больше о роботах. И вот что у меня получилось.

Робот — 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. У роботов существует 3 закона:

1 - робот не может действием или бездействием принести вред человеку.

2 - робот обязан выполнять все команда человека, кроме тех, что противоречат 1 закону.

3 - робот обязан охранять себя в той мере, в какой это не противоречит 1 и 2 законам.

Раньше я никогда не понимала, почему люди ими так восхищаются? Обычная железяка делает различные функции. Но, разобравшись с внутренним строением роботов и функциями, которые они могут выполнять, я больше так не думаю.

Существует 3 основных типа роботов: механические, биороботы и нанороботы. Я нашла 20 видов роботов (которые происходят от основных): аптечный робот, андроид (человекообразный робот), промышленный робот, транспортный робот, подводный робот, бытовой робот, боевой робот, зооробот, летающий робот, медицинский робот, микроробот, персональный робот, робот-артист, робот-художник, робот-игрушка, робот-официант, робот-хирург, робот-экскурсовод, социальный робот, шаробот.

Всех их объединяет то, что все они человекоподобные. Одним словом, чем больше робот похож на живое существо, тем он лучше. Многие ученые пытаются создать из кучи проводов, железа, пластика и компьютера - живое существо. С каждым годом человечество все ближе подходит к завершению этой цели. Самым человекообразным роботом является андроид (к примеру, Asim).

Чтобы разобраться, как устроены роботы, я предлагаю сравнить его с человеческим строением.

И так человек состоит из:

• Структуры тела;
• Системы мышц (которые приводят тело в движение);
• Системы органов чувств (которая получает информацию о теле и окружающей среде);
• Источника энергии (который питает мышцы и органы чувств);
• Мозговой системы (которая обрабатывает информацию от органов чувств и дающая указания мышцам);

Робот состоит из:

• Подвижной физической структуры;
• Двигателя;
• Системой сенсоров (органов чувств);
• Блока питания;
• Компьютерного «мозга» (который контролирует все эти элементы);

Подвижной физической структурой у роботов, является система передвижения .

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). 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; соответственно, говорят о ползающих , инсектоморфных (от лат. Insecta ‘насекомое’) и других типах роботов бионического происхождения.

Так же в подвижную физическую структуру робота входят исполнительные органы - это манипуляторы, с помощью которых робот может воздействовать на окружающие его предметы. Причем по своей структуре это сложные технические устройства, по аналогии с живыми организмами - это руки и ноги робота.

Двигатели

В настоящее время обычно используются двигатели постоянного тока , двигатели внутреннего сгорания , 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.

Система сенсоров (органов чувств)

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).

Математическая база

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.

Навигация

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).

Внешний вид

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 способен открывать и закрывать глаза, двигать губами и бровями, использовать руки и ноги.

Датчики

Датчики - это системы технического зрения, слуха, осязания, датчики расстояний, локаторы. Устройства, которые позволяют получить информацию из окружающего мира.

Блок питания роботов - источник электропитания, предназначенный для снабжения узлов робота электрической энергией постоянного тока, путём преобразования напряжения до требуемых значений.

Технология подзарядки

Разработаны технологии, позволяющие роботам самостоятельно осуществлять подзарядку, находя и подсоединяясь к стационарной зарядной станции. В настоящий момент в разных лабораториях проходят испытания различных систем, обеспечивающих бесконтактную подзарядку аккумуляторов в помещениях (например, направленным мощным инфракрасным лазером или индукционным принципом).

Компьютерный мозг

Система управления (компьютерный мозг) - это мозг робота, который должен принимать информацию от датчиков и управлять исполнительными органами.

Интеллектуальность робота - это способность системы решать задачи, сформулированные в общем виде . Робот сам справляется с задачей, без помощи оператора.

Но не все компьютеры владеют подобной системой. Многими роботами управляет оператор (человек). Как радиоуправляемой машинкой - при помощи специального пульта для управления. Так же, робот может быть управляем с помощью компьютера. Оператор садится за компьютер, отправляет команды через компьютер к роботу, а робот выполняет ее.

• R2D2 и C-3PO : умные говорящие роботы с ярко выраженной индивидуальностью из фильмов серии «Звездные войны»
• AIBO от Sony: собака-робот, которая обучается в процессе взаимодействия с людьми
• ASIMO от Honda: робот, который может ходить на двух ногах
• Промышленные роботы : автоматизированные машины, работающие на сборочных конвейерах
• Дейта : почти человекоподобный андроид из «Звездного пути»
• Роботы-саперы
• Марсоходы NASA
• HAL : бортовой компьютер из «Космической Одиссеи 2001 года» Стэнли Кубрика
• MindStorm : популярный роботизированный комплект от LEGO

Все вышеперечисленное можно назвать роботами. Роботом, как правило, называется то, что люди считают роботом. Большинство робототехников (людей, которые делают роботов) использует более точное определение. Они указывают, что роботы обладают перепрограммируемым мозгом (компьютером), который движет тело.

Согласно этому определению, роботы отличаются от других подвижных машин вроде автомобилей, поскольку у них есть компьютерный элемент. У большинства новых автомобилей есть бортовой компьютер, но в него можно внести не так много нового. Вы управляете большинством элементов в автомобиле непосредственно при помощи механических устройств разного рода. Роботы отличаются от обычных компьютеров по своей физической природе - у обычных компьютеров нет физического тела, они могут существовать и без него.

Основы роботов

У подавляющего большинства роботов действительно есть общие черты. Прежде всего, почти у всех роботов есть подвижное тело. Некоторые обладают только моторизованными колесами, у других есть десятки подвижных сегментов, как правило, из металла или пластика. Как кости в вашем теле, отдельные сегменты соединяются вместе с помощью суставов.

Колеса робота и поворотные суставные сегменты активизируются при помощи приводов разного рода. Некоторые роботы используют электродвигатели и соленоиды в качестве актуаторов (приводов); некоторые используют гидравлическую систему; некоторые - пневматическую систему (на основе сжатых газов). Роботы могут использовать все эти типы приводов.

Робот нуждается в источнике питания, чтобы управлять этими приводами. Большинство роботов либо оснащены батареей, либо работают от розетки. Гидравлическим роботам нужен насос для создания давления в гидравлической системе, а пневматическим роботам нужен воздушный компрессор или баллоны со сжатым воздухом.

Все приводы подключаются к электрической цепи. Цепь напрямую питает электродвигатели и соленоиды, что активизирует гидравлическую систему при помощи электрических клапанов. Клапаны направляют сжатую жидкость через машину. Для перемещения гидравлической ноги, например, оператор робота должен открыть клапан, ведущий от жидкостного насоса к поршневому цилиндру, закрепленному на ноге. Жидкость под давлением будет двигать поршень, толкая ногу вперед. Чтобы двигать конечностями в обоих направлениях, роботы используют поршни, которые могут толкаться в обе стороны.

Компьютер робота управляет всем, что подключено к цепи. Чтобы передвигать робота, компьютер активирует все необходимые двигатели и клапаны. Большинство роботов можно перепрограммировать, чтобы изменить поведение - достаточно просто ввести новую программу в компьютер.

Не у всех роботов есть система сенсоров, и лишь некоторые обладают способностью видеть, слышать, чувствовать запах или вкус. Самая распространенная способность робота - способность ходить и наблюдать за своим перемещением. Стандартная конструкция использует колеса с щелью в суставах робота. Светодиод на одной стороне колеса пускает луч света через щель, чтобы подсветить датчик света на другой стороне колеса. Когда робот движет определенным суставом, колесо с щелью крутится. Щель разбивает луч света по мере вращения колеса. Световой датчик считывает поведение светового луча и передает данные на компьютер. Компьютер точно может сказать, как вращается сустав в определенной модели. По тому же принципу работает компьютерная мышь.

Это основы робототехники. Робототехники могут комбинировать эти элементы в бесконечное число способов создания роботов неограниченной сложности.

Роботизированный манипулятор

Термин «робот» пришел к нам от чешского слова «robota», что означает буквально «принудительный труд». В принципе, это слово отлично описывает большинство роботов. Чаще всего роботы делают тяжелую работу, монотонно трудятся на производстве. Также они решают задачи, которые сложны, опасны или скучны для людей.

Наиболее распространенный вид робота - это роботизированный манипулятор. Типичный манипулятор состоит из семи металлических сегментов, соединенных шестью суставами. Компьютер управляет роботом, вращая отдельные шаговые двигатели, подключенные к каждому суставу (некоторые крупные манипуляторы используют гидравлику или пневматику). В отличие от обычных двигателей, шаговые двигатели двигаются точными шажками. Это позволяет роботу перемещать руку очень точно, в точности повторяя одно и то же движение снова и снова. Робот использует датчики движения, чтобы убедиться, что совершает движения правильно.

Промышленный робот с шестью суставами напоминает человеческую руку - у него есть подобия плечу, локтю и запястью. Как правило, плечо установлено на неподвижной базовой структуре, а не на подвижном теле. У такого типа робота есть шесть степеней свободы, то есть он может поворачиваться в шести разных направлениях. Для сравнения, человеческая рука имеет семь степеней свободы.

Задача вашей руки - перемещаться с места на место. Аналогичным образом, задача манипулятора - перемещать концевой эффектор с места на место. Вы можете оснастить манипулятор разными концевыми эффекторами, предназначенными для конкретных задач. Один из распространенных эффекторов - упрощенная версия руки, которая может хватать и переносить разные объекты. Манипуляторы часто обладают встроенными датчиками давления, которые предписывают компьютеру, с какой силой захватывать конкретный объект. Это позволяет роботу не ломать все, что он хватает. Другие конечные эффекторы включают паяльные лампы, дрели и распылители порошка или краски.

Промышленные роботы предназначены для того, чтобы делать одни и те же вещи, в контролируемой среде, снова и снова. Например, робот может закручивать колпачки на тюбиках с зубной пастой. Чтобы научить робота делать это, программист описывает порядок движения, используя ручной контроллер. Робот записывает последовательность движений в память и делает это снова и снова, когда новый продукт поступает на конвейер.

Большинство промышленных роботов работает на конвейерах, собирая автомобили. Роботы делают это более эффективно, чем люди, поскольку более точны. Они всегда сверлят в одном и том же месте, затягивают болты с одной и той же силой, независимо от того, сколько часов проработали. Сборочные роботы также важны для компьютерной отрасли. Весьма сложно точно собрать крошечный микрочип силами человека.

Мобильные роботы

Манипуляторы весьма просто собрать и написать для них программу, поскольку они работают в ограниченном пространстве. Но все становится немного сложнее, если вы отправляете робота в мир.

Первое препятствие заключается в том, чтобы дать роботу рабочую систему передвижения. Если робот будет двигаться только по гладкой земле, колеса или гусеницы будут лучшим вариантом. Колеса или гусеницы также могут работать на грубой земле, если будут достаточно большими. Но чаще всего робототехники задумываются о ногах, поскольку их легче адаптировать. Строительство роботов с ногами также помогает ученым понимать естественное движение - полезное упражнение для биологов.

Как правило, гидравлические или пневматические поршни перемещают ноги робота вперед и назад. Поршни крепятся к разным сегментам ног так же, как мышцы крепятся к разным костям. Но заставить все эти поршни работать должным образом - сложная задача. Когда вы были ребенком, ваш мозг пытался выяснить, как нужно точно двигать мышцами, чтобы стоять на двух ногах и не падать. Аналогичным образом, конструктор робота должен определить правильную комбинацию поршневых движений, участвующих в ходьбе и запрограммировать эту информацию в компьютер робота. Многие мобильные роботы оснащены встроенной системой баланса (набором гироскопов, например), которая подсказывает компьютеру, когда нужно исправить движение.

Прямохождение (ходьба на двух ногах) - довольно нестабильно, поэтому ему сложно научить роботов. Чтобы создать стабильного робота-ходока, конструкторы часто наблюдают за миром животных, особенно насекомых. Шестиногие насекомые обладают невероятно хорошим балансом и адаптируются к широкому набору местностей.

Некоторые мобильные роботы управляются дистанционно - человек говорит им, что делать и когда. может осуществляться с помощью провода, радио или инфракрасных сигналов. Роботы с удаленным управлением часто называются кукольными роботами, и они полезны для работы в опасных или труднодоступных условиях - например, в глубокой воде или в жерле вулкана. Некоторые роботы управляются дистанционно лишь отчасти. Например, оператор может отправить робота в определенное место, а обратно робот уже сам найдет дорогу.

Как видите, роботы чертовски похожи на нас.

Слово робот происходит от чешского слова «робота», что означает «каторжный труд» или «работа». Сегодня мы используем слово «робот», чтобы обозначить любую искусственную машину, которая может выполнять работу или иные действия, обычно выполняемые людьми, либо автоматически, либо с помощью дистанционного управления.

Что делают роботы?

Представьте себе, если ваша работа состоит в том, чтобы закручивать один винт на тостере. И вы делаете это снова и снова, день за днем, в течение нескольких недель, месяцев или лет. Такая работа лучше подходит роботами, чем людям. Большинство роботов сегодня используются для выполнения повторяющихся действий или работ, которые считаются слишком опасными для человека. Например, робот идеально подходит для разминирования бомб. Роботы также используются на заводах, чтобы производить такие вещи, как автомобили, конфеты и электронику. Роботы в настоящее время используются в медицине, в военной технике, для обнаружения объектов под водой, или для исследования других планет и т.д. Роботизированные технологии помогли людям, потерявшим руки или ноги. Роботы являются отличным помощниками всего человечества.

Зачем использовать роботов?

Причина использования роботов достаточно проста и понятна. Дело в том, что использовать роботов часто бывает дешевле, чем людей. Для роботов проще оборудовать рабочие места, а иногда внедрение роботов является единственным возможным способом решения некоторых задач. Роботы могут исследовать изнутри топливные резервуары, вулканы, путешествовать по поверхности Марса или в других местах, слишком опасных для людей. Роботы могут делать одно и то же снова и снова, и им не станет скучно. Они могут сверлить стены, варить трубы, красить машины, обращаться с токсичными веществами. А в некоторых ситуациях роботы намного более точны и могут сократить издержки производства из-за человеческих ошибок. Роботы никогда не болеют, им не нужно спать, они не нуждаются в пище, обходятся без выходных и, что лучше всего, они никогда не жалуются!

Из чего состоят роботы?

Роботы могут быть сделаны из различных материалов: металл, пластмасса и многое другое. Большинство роботов состоят из 3-х основных частей:

1. Контроллер или «мозг» робота, работающий с помощью компьютерной программы. Здесь хранятся алгоритмы, с помощью которых робот выполняет различные манипуляции.
2. Механические части: двигатели, поршни, механизмы захвата, колеса и шестеренки, благодаря которым робот способен двигаться, перемещать предметы, поворачиваться и т.д.
3. Датчики преобразует полученную информацию в удобную форму для дальнейшей передачи. Датчики позволяют роботу ориентироваться на местности, определить размеры, форму, расстояние между объектами, направление и другие характеристики и свойства веществ. Часто на роботы устанавливают датчики давления, которые могут определять величину давления, необходимую для того, чтобы схватить предмет не повреждая его.

Искусственный интеллект

Изначально искусственный интеллект разрабатывался с целью воссоздания человеческого разума, однако в настоящее время большое количество исследований сфокусировано на так называемом . Принципы роевого интеллекта могут быть использованы, например, при создании нанороботов.

Изначально искусственный интеллект разрабатывался с целью воссоздания человеческого разума, однако в настоящее время большое количество исследований сфокусировано на так называемом роевом интеллекте - особом типе разума, который проявляется в совместной деятельности насекомых или в работе большого числа простых роботизированных механизмов. Принципы роевого интеллекта могут быть использованы, например, при создании нанороботов.

Ограничения роботов

К сожалению, роботы не могут, как в кино, думать или принимать решения. Роботы - это машины с запрограммированными движениями, которые позволяют им перемещаться в определенных направлениях с заданной последовательностью действий. ИИ позволяет роботам обрабатывать полученную информацию и даже обучаться. Но они все еще имеют существенные ограничения, так как способны понимать лишь определенные типы информации, и выполнять лишь ограниченный набор функций, заложенный в них при создании.