Как работает робот пылесос: устройство и принципы уборки. Как работает робот пылесос, как он устроен и производит уборку

Что общего у человека, изучающего мехатронику и высшую математику, с программистом андроидов, интересующегося бихевиористикой и психологией? Правильно: оба занимаются робототехникой. Что это за зверь такой? Почему эта отрасль в последнее время является самой востребованной и высокооплачиваемой?

Итак, начинаем цикл статей по профессиям. И первой в списке идет робототехника - работа мечты!

Ситуация сегодня

На сегодняшний день эта отрасль на просторах стран бывшего СНГ совершено не развита. А развиваться есть куда, притом не только в области промышленности, но и в домашней, мобильной, боевой, антропоморфной отрасли.

Если хотите найти работу мечты и стать инженером-робототехником (работа не из легких, следует сказать), нужно знать, что, кто, где и как предлагают в этой сфере, а также с чего нужно начинать.

Создание роботов: тонкости дела

Создание роботов имеет 2 важные составляющие: железо и инженерные задумки с одной стороны, и софт и обработка данных – с другой. И чтобы стать робототехником, придется разбираться в обоих вопросах, причем одинаково хорошо.

Робот – это тот же компьютер, только снабженный сенсорами и моторами. Роботы – это воплощенная в жизнь информатика. И чтобы начать в них разбираться, придется сначала вникнуть в особенности разработки ПО, а значит – изучить языки программирования.

Кстати! Для наших читателей сейчас действует скидка 10% на

С чего начинать?

Если с самого начала – то купите себе конструктор LEGO. Он поможет развить конструкторские способности, выстраивать причинно-следственные связи и развивать логическое мышление.

Тем, кто с этими направлениями уже дружит, рекомендуется познакомиться с Robotics Bioloid или LEGO EV3. Они идеально подходят для погружения в детали и тренировок приобретенных навыков.

Как только у вас выработаются основные алгоритмы, можно искать место стажера в робототехнической компании. Здесь вас научат всему, что нужно.

Робота создать не сложно. Сложно создать такого робота, который решил бы реальную проблему. Найдите проблему, а уж потом создавайте робота.

Как изучить робототехнику самостоятельно?

Чтобы получить эту специальность, придется получить знания во многих отраслях науки: инженерные конструкции, схемотехника, работа с реле и светодатчиками, программирование, электроника, биология, механика, эстетика.

А вообще, заниматься робототехникой стоит. И не только потому, что это очень перспективное занятие. Просто эта отрасль представляет собой непаханое поле для специалистов всех мастей – даже для психологов и биологов.

Кстати, а вот список некоторых мест, где можно выучиться на робототехника и найти работу мечты:

МИРЭА,
МГТУ им. Баумана,
МЭМ НИУ ВШЭ, Лаборатория «Робототехника».

Существуют также определенные курсы по обучению этой тематике. Правда, все они англоязычные. Так что если у вас нет проблем с английским языком, дерзайте:

Introduction to Robotics | Mechanical Engineering | MIT
Artificial Intelligence: How To Build A Robot – Udacity
Robotics courses – Plymouth
Artificial Intelligence: Principles and Techniques
Computer Science: Artificial Intelligence - Courses | Coursera
UC BerkeleyX: CS188.1x: Artificial Intelligence | edX

Ну а пока вы будете стремиться найти работу мечты, штудировать кучу специализированной литературы, учебный сервис поможет вам учиться по вашей основной специальности путем

Есть люди, которые занимаются уборкой полов только раз в неделю, а есть и другие, кто делает эту работу значительно чаще. Привлекательной характеристикой роботов-пылесосов становится тот факт, что они отвечают нуждам обоих категорий. Так или иначе, с ними дом становится безупречней, практически не требуя человеческого фактора.

Современные лучшие роботы пылесосы далеки от первых моделей, которые приходилось искать под каждым предметом мебели в доме, пока вы не услышите сигнал нехватки энергии. Последние модели, направленные на уборку домов, предлагают разительное повышение эффективности, способность к самоочищению, а также умение находить дорогу к зарядной станции самостоятельно.

В этой статье мы подробнее разберемся как работает робот пылесос. Помогать нам понять как устроен робот пылесос будет iRobot Roomba Red, а также проверим несколько других роботов-пылесосов на рынке.

Принцип работы робота пылесоса

Современный рынок предлагает огромный выбор роботов-пылесосов , цены на которые варьируются от 3.500 рублей до 100.000 рублей. Эти пылесосы для клининговых услуг характеризуются низкой посадкой и компактными размерами, чтобы сохранить возможность проникать под мебель, что недоступно традиционным пылесосам.

Большинство производителей скажет вам, что робот пылесос предназначен для дополнения к стандартной уборке пылесосом, но не может заменить эту работу. Они предназначены для выполнения ежедневной уборки , которая становится важным штрихом в поддержании чистоты, таким образом, робот-пылесос призван поддерживать чистоту между ручной уборкой пылесосом. Тем не менее, если вы из тех людей, кто никогда не пылесосит, роботизированный помощник сможет сделать полы и ковры чище, чем они есть сейчас, а вам не придется и палец о палец ударить.

Самым популярным производителем роботов-пылесосов в России остается iRobot , который предлагает на рынке разнообразные модели, начиная с базовой модели Roomba Red и заканчивая технологически продвинутыми Roomba Scheduler. Для того, чтобы разобраться с тем, как работает робот пылесос, мы заполучили в свои руки iRobot Roomba Red, который станет нашим проводником в мир роботизированной уборки. Давайте начнем с того, что у него внутри.

iRobot Roomba Red имеет размеры, приблизительно, 13-ю дюймами (33 см) в диаметре и 3,5 дюймами (9 см) в высоту. Внешний осмотр робота пылесоса позволяет выявить следующие детали:

Большинство роботов Roomba работают на аккумуляторах NiMH. Аккумулятор Roomba Red, для примера, рассчитан на 3 ампер-часа, а его полная зарядка занимает порядка семи часов / 18 вольт. Некоторые из последних моделей роботов-пылесосов iRobot, конечно, сократили это время до 2-3 часов. Полная зарядка равна приблизительно 2-3 часам времени уборки, что в мире пылесосов Roomba означает 2-3 комнаты, прежде чем роботу потребуется зарядка. За мобильность робота-пылесоса отвечают два моторизованных колеса. Roomba управляется переменной подачей мощности на каждое колесо.

Пылесос Roomba оборудован пятью моторами:

Один за каждым колесом (Итого: 2);
Третий управляет пылесосом;
Четвертый вращает боковой щеткой;
Пятый управляет комплектом щеток;

Если рассматривать её отдельно, то именно навигационная система делает роботы-пылесосы роботизированными. И основная разница в моделях за 3.500 рублей и за 80.000 рублей, скрывается в точности навигационных датчиков. Подопытный Roomba Red использует AWARE Robotic Intelligence System от iRobot, систему, призванную сократить вмешательство человека в работу робота максимально. Система осведомления включает несколько датчиков, которые собирают данные из окружающей среды, отправляют их на микропроцессор робота-пылесоса, после чего поведение Roomba регулируется должным образом. Согласно iRobot, система может реагировать на новые вводные данные до 67 раз в секунду. Далее мы разберемся с навигацией роботов-пылесосов детально и поймем как работает робот пылесос более детально.

Первое, что Roomba делает при нажатии на кнопку «Clean», рассчитывает размеры комнаты. Компания iRobot была весьма туманна, когда речь зашла о том, как робот это делает, но мы считаем, что робот посылает инфракрасный сигнал и проверяет, сколько времени требуется на возврат сигнала до приемника, расположенного на бампере робота-пылесоса. После того, как робот устанавливает размеры комнаты, он знает, как долго и далеко ему нужно двигаться в процессе уборки.

Ну а пока робот-пылесос убирает, он избегает ступенек и других видов перепадов высоты, используя четыре инфракрасных датчика на передней нижней части робота. Это «Датчики Обрыва», которые постоянно посылают инфракрасные сигналы и, получив отрицательный сигнал, Roomba незамедлительно остановится. Если робот приближается к обрыву, сигнал пропадет. Старшие модели, как Roomba Red, просто разворачиваются и двигаются в другую сторону, современные же модели способы почистить край обрыва. Когда Roomba Red врезается во что-то, его бампер активирует механические датчики, которые сообщают системе робота, что он столкнулся с препятствием. Затем используется определенный алгоритм действий, вовлекающих поворот и попытку движения вперед до тех пор, пока робот не сможет двигаться вперед.

Есть ещё один инфракрасный датчик, который мы назовем «Датчиком Стены», он расположен на правой стороне бампера и позволяет роботу-пылесосу Roomba очень внимательно двигаться вдоль стены и вокруг других объектов (например, мебели), не касаясь их. Это значит, что робот может пройтись вдоль плинтусов, не натыкаясь на них. Он также может самостоятельно рассчитать себе путь уборки, что, согласно iRobot, подключает предварительно заданный алгоритм, который позволяет роботу полностью охватить полы.

Ежедневно в интернете появляется огромное количество новых материалов: создаются сайты, обновляются старые веб-страницы, загружаются фотографии и видеофайлы. Без невидимых поисковых роботов невозможно было бы найти во всемирной паутине ни один из этих документов. Альтернативы подобным роботизированным программам на данный момент времени не существует. Что такое поисковый робот, зачем он нужен и как функционируют?

Что такое поисковый робот

Поисковый робот сайтов (поисковых систем) - это автоматическая программа, которая способна посещать миллионы веб-страниц, быстро перемещаясь по интернету без вмешательства оператора. Боты постоянно сканируют пространство находят новые интернет-страницы и регулярно посещают уже проиндексированные. Другие названия поисковых роботов: пауки, краулеры, боты.

Зачем нужны поисковые роботы

Основная функция, которую выполняют поисковые роботы, - индексация веб-страниц, а также текстов, изображений, аудио- и видеофайлов, находящихся на них. Боты проверяют ссылки, зеркала сайтов (копии) и обновления. Роботы также осуществляют контроль HTML-кода на предмет соотвествия нормам Всемирной организации, которая разрабатывает и внедряет технологические стандарты для Всемирной паутины.

Что такое индексация и зачем она нужна

Индексация - это, собственно, и есть процесс посещения определенной веб-страницы поисковыми роботами. Программа сканирует тексты, размещенные на сайте, изображения, видео, исходящие ссылки, после чего страница появляется в результатах поиска. В некоторых случаях сайт не может быть просканирован автоматически, тогда он может быть добавлен в поисковую систему вручную веб-мастером. Как правило, это происходит при отсутствии на определенную (часто только недавно созданную) страницу.

Как работают поисковые роботы

Каждая поисковая система имеет собственного бота, при этом поисковый робот Google может значительно отличаться по механизму работы от аналогичной программы "Яндекса" или других систем.

В общих чертах принцип работы робота заключается в следующем: программа «приходит» на сайт по внешним ссылкам и, начиная с главной страницы, «читает» веб-ресурс (в том числе просматривая те служебные данные, которые не видит пользователь). Бот может как перемещаться между страницами одного сайта, так и переходить на другие.

Как программа выбирает, какой Чаще всего «путешествие» паука начинается с новостных сайтов или крупных ресурсов, каталогов и агрегаторов с большой ссылочной массой. Поисковый робот непрерывно сканирует страницы одну за другой, на скорость и последовательность индексации влияют следующие факторы:

внутренние : перелиновка (внутренние ссылки между страницами одного и того же ресурса), размер сайта, правильность кода, удобство для пользователей и так далее;
внешние : общий объем ссылочной массы, которая ведет на сайт.

Первым делом поисковый робот ищет на любом сайте файл robots.txt. Дальнейшая индексация ресурса проводится, основываясь на информации, полученной именно от этого документа. Файл содержит точные инструкции для "пауков", что позволяет повысить шансы посещения страницы поисковыми роботами, а следовательно, и добиться скорейшего попадания сайта в выдачу "Яндекса" или Google.

Программы-аналоги поисковых роботов

Часто понятие «поисковый робот» путают с интеллектуальными, пользовательскими или автономными агентами, "муравьями" или "червями". Значительные отличия имееются только по сравнению с агентами, другие определения обозначают схожие виды роботов.

Так, агенты могут быть:

интеллектуальными : программы, которые перемещаются от сайта к сайту, самостоятельно решая, как поступать дальше; они мало распространены в интернете;
автономными : такие агенты помогают пользователю в выборе продукта, поиске или заполнении форм, это так называемые фильтры, которые мало относятся к сетевым программам.;
пользовательскими : программы способствуют взаимодействию пользователя со Всемирной паутиной, это браузеры (например, Opera, IE, Google Chrome, Firefox), мессенджеры (Viber, Telegram) или почтовые программы (MS Outlook или Qualcomm).

"Муравьи" и "черви" больше схожи с поисковыми "пауками". Первые образуют между собой сеть и слаженно взаимодействуют подобно настоящей муравьиной колонии, "черви" же способны самовоспроизводиться, в остальном действуют так же, как и стандартный поисковый робот.

Разновидности поисковых роботов

Различают множество разновидностей поисковых роботов. В зависимости от назначения программы они бывают:

«Зеркальными» - просматривают дубликаты сайтов.
Мобильными - нацелены на мобильные версии интернет-страниц.
Быстродействующими - фиксируют новую информацию оперативно, просматривая последние обновления.
Ссылочными - индексируют ссылки, подсчитывают их количество.
Индексаторами различных типов контента - отдельных программ для текста, аудио- и видеозаписей, изображений.
«Шпионскими» - ищут страницы, которые еще не отображаются в поисковой системе.
«Дятлами» - периодически посещают сайты, чтобы проверить их актуальность и работоспособность.
Национальными - просматривают веб-ресурсы, расположенные на доменах одной страны (например, .ru, .kz или.ua).
Глобальными - индексируют все национальные сайты.

Роботы основных поисковых систем

Существуют также отдельные роботы поисковых систем. В теории их функциональность может значительно различаться, но на практике программы практически идентичны. Основные отличия индексации интернет-страниц роботами двух основных поисковых систем состоят в следующем:

Строгость проверки. Считается, что механизм поискового робота "Яндекса" несколько строже оценивает сайт на соответствие стандартам Всемирной паутины.
Сохранение целостности сайта. Поисковый робот Google индексирует сайт целиком (в том числе медиаконтент), "Яндекс" же может просматривать страницы выборочно.
Скорость проверки новых страниц. Google добавляет новый ресурс в поисковую выдачу в течение нескольких дней, в случае с "Яндексом" процесс может растянуться на две недели и более.
Частота переиндексации. Поисковый робот "Яндекса" проверяет наличие обновлений пару раз в неделю, а Google - один раз в 14 дней.

Интернет, конечно же, не ограничивается двумя поисковыми системами. Другие поисковики имеют своих роботов, которые следуют собственным параметрам индексации. Кроме того, существует несколько "пауков", которые разработаны не крупными поисковыми ресурсами, а отдельными командами или веб-мастерами.

Распространенные заблуждения

Вопреки распространенному мнению, "пауки" не обрабатывают полученную информацию. Программа только сканирует и сохраняет веб-страницы, а дальнейшей обработкой занимаются совершенно другие роботы.

Также многие пользователи считают, что поисковые роботы оказывают негативное воздействие и «вредны» интернету. Действительно, отдельные версии "пауков" могут значительно перегружать сервера. Имеет место и человеческий фактор - веб-мастер, который создавал программу, может допускать ошибки в настройках робота. Все же большинство действующих программ хорошо спроектированы и профессионально управляются, а любые возникающие неполадки оперативно устраняются.

Как управлять индексацией

Поисковые роботы являются автоматическими программами, но процесс индексации может частично контролироваться веб-мастером. В этом значительно помогает внешняя и ресурса. Кроме того, можно вручную добавить новый сайт в поисковую систему: крупные ресурсы имеют специальные формы регистрации веб-страниц.

Тем не менее многие из нас не имеют ни малейшего представления о том, как их делают, из чего, с какими проблемами сталкиваются инженеры и как их преодолеть. В этой статье мы подробно разберем, как устроены роботы и как они работают. На самом базовом уровне люди состоят из пяти основных компонентов:

структура тела;

система мышц, которая движет телом;

система органов чувств, которая получает информацию о теле и окружающей среде;

источник энергии, питающий мышцы и органы чувств;

мозговая система, которая обрабатывает информацию от органов чувств и дающая указания мышцам.

Конечно, у нас есть ряд нематериальных атрибутов вроде интеллекта и морали, но на чисто физическом уровне список выше включает это. Роботы делаются из аналогичных компонентов. Обычный робот обладает подвижной физической структурой, электродвигателем определенного рода, системой сенсоров (датчиков, органов чувств), блоком питания и компьютерным «мозгом», который контролирует все эти элементы. По существу, роботы - это техногенные версии животной жизни. Это машины, которые копируют поведение людей и животных. Джозеф Энгельбергер, пионер промышленной робототехники, однажды заметил: «Я не могу дать определение роботу, но я точно узнаю его, когда увижу». Если вы задумаетесь обо всех возможных машинах, которые люди называют роботами, вы поймете, что невозможно придумать всеобъемлющее определение. У каждого есть свое представление о том, что представляют собой роботы. Вам наверняка известны эти роботы:

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.

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.