Робот что делает: Что такое робот? / Хабр

Все, что вы хотели знать о роботах

История роботов

Значение слова «робот» с самого начала было непонятным. Этот термин впервые появился в 1921 году в пьесе чешского драматурга Карела Чапека R.U.R («Россумские универсальные роботы»). Слово «робот» происходит от чешского слова, обозначающего «тяжелая работа» или «каторга». Правда у Чапека роботы были не из металла, а из искусственных тканей. Выглядели они как люди и были гораздо эффективнее обычного человека. В итоге они восстали против своих создателей.

Благодаря этой пьесе появился популярный образ «машины, которой нельзя доверять», который используется в литературе и кино до сих пор (например, в «Терминаторе», «Бегущем по лезвию» и других произведениях). Но в поп-культуре есть и добрые роботы — например, робот-домработница Рози из мультсериала «Джетсоны» и главный герой фильма «Двухсотлетний человек» в исполнении Робина Уильямса.

«Россумские универсальные роботы». Фото: Alamy

Реальное определение слова «робот» неоднозначно, как и все эти вымышленные образы. Каждый инженер-робототехник даст вам свое значение этого термина. Но все специалисты сходятся в одном: робот — это умная машина, которая может самостоятельно выполнять задания и взаимодействовать с окружением.

Управляемый дрон не является роботом. Но если он умеет сам взлетать, подниматься и избегать преграды, то он становится ближе к роботам. Главное в роботах — их автономность и умение ориентироваться в пространстве.

Первые роботы, отвечавшие этим принципам, появились только в 1960-х годах. Компания SRI International разработала первого мобильного робота Shakey, который мог анализировать окружение. Робот был медленным и неуклюжим, однако благодаря своей камере и датчикам столкновения мог навигировать в сложном пространстве. Машина выглядела довольно неуверенно, но обозначила революцию в сфере робототехники.

Так выглядел Shakey. Фото: Ralph Crane/Getty Images

Примерно в это же время роборуки начали менять сферу производства. Одной из первых была роборука Unimate, которая занималась сборкой автомобилей. Сейчас ее потомки работают на автомобильных заводах, выполняя скучные и опасные задачи быстрее и точнее людей. Хоть они стоят на месте, они все равно попадают под определение робота, потому что представляют собой умные машины, которые умеют анализировать и взаимодействовать с окружением.

В основном роботы продолжали оставаться в лабораториях и на фабриках, где либо катались туда-сюда, либо поднимали тяжелые предметы. Затем в середине 1980-х Honda запустила программу разработки гуманоидных роботов. Компания сделала робота P3, который мог неплохо передвигаться на двух ногах, а также махать и пожимать руку. Затем появился знаменитый двуногий робот Asimo, который однажды сыграл в футбол с бывшим президентом США Бараком Обамой.

Asimo. Фото: Redux

Как устроены роботы

В основе большинства роботов лежат три технологии: сенсоры, приводы и искусственный интеллект.

Для начала поговорим о сенсорах. Роботы, работающие в доставке еды, могут перемещаться по улицам во многом благодаря гонке беспилотных автомобилей Darpa Grand Challenge 2004. Как и автомобили, такие роботы используют технологию лидаров, которая выстраивает 3D-карту окружения с помощью лазеров. Частные компании стараются обогнать друг друга в разработке беспилотных автомобилей, из-за чего стоимость такой технологии упала до такого уровня, что сейчас создание робота, умеющего ориентироваться в пространстве, требует относительно мало затрат.

Технология лидаров часто используется вместе с машинным зрением, которое обеспечивается за счет 2D и 3D-камер. Вспомните, как Facebook автоматически распознает лица пользователей на фотографии. Точно так же работает и машинное зрение у роботов. Сложные алгоритмы позволяют им распознавать определенные объекты и не врезаться в людей.

Марсоходы катаются по Марсу с 1997 года. Разумеется, с тех пор они стали более продвинутыми. Сейчас, например, марсоход Curiosity (справа на фото) может раскалывать камни лазером. Фото: NASA

Внутри каждого робота есть еще один секретный ингредиент — привод. Этим словом называют комбинацию электрического мотора и коробки передач. От привода зависят силы робота и плавность его движений. Он есть как в маленьких роботах-уборщиках Roomba, так и в мощных роборуках и беспилотных автомобилях.

В некоторых роботах — а именно в мягких — привод работает совсем иначе. Мягкие роботы двигаются благодаря перемещениям накачанного в них воздуха или масла. Такая технология создает более плавные и естественные движения.

Фото: Roomba

Говоря о роботах, нельзя не упомянуть работы стартапа Boston Dynamics. Одной из их работ был робот-гуманоид Atlas, разработанный в рамках конкурса Darpa Robotics Challenge в 2013 году. Сначала ученые смогли научить его выполнять только совсем примитивные задачи, например, поворачивать вентили или открывать двери. Спустя годы, Atlas превратился в настоящее чудо инженерии, которое умеет делать сальто лучше обычного человека. Boston Dynamics также работает над роботом SpotMini, который пугающе ловко может вставать на четыре лапы после того, как его пнул человек. А все благодаря хорошему приводу.

Роботы начинают не только увереннее держаться на ногах, но и становятся умнее. Интеллект важен для роботов так же, как и для людей. Если вы видите яблоко и не можете определить, настоящее оно или искусственное, пока не сунете его себе в рот, то значит, что вы не очень умны. Робототехники стремятся научить роботов осязанию, например, компания SynTouch разработала механические пальцы, которые умеют определять самые разные тактильные ощущения — от температуры до шероховатости.

Сенсоры становятся дешевле, как и процессоры необходимые для работы ИИ. Благодаря развитию игровой индустрии и VR графические процессоры помогают роботам выполнять сложные вычисления не в облаке, а локально. Благодаря им роботы вроде Kuri могут использовать машинное зрение и узнавать вас в лицо. Разумеется, чтобы вам помочь, а не выследить.

Словарь терминов робототехники

• Человеко-машинное взаимодействие — раздел робототехники, изучающий взаимодействия между людьми и машинами. Если беспилотный автомобиль увидит знак стоп и нажмет на тормоза в последний момент, он напугает и пешеходов, и пассажиров. Изучение человеко-машинного взаимодействия помогает инженерам создавать мир, где люди и машины живут в гармонии и не мешают друг другу.

• Сингулярность — гипотеза о том, что однажды машины станут настолько умнее людей, что настанет экзистенциальный кризис.

• Мультипликативность — идея, согласно которой искусственный интеллект не заменит людей, а будет их дополнять.

• Привод — обычно комбинация электрического двигателя и коробки передач. Большинство роботов работает на приводе.

• Мягкие роботы — вид роботов, сделанных не из традиционных, а более мягких материалов. Двигаются такие роботы благодаря закачке воздуха или масла.

• Лидар — специальная система, которая создает 3D-карту окружения с помощью лазеров и позволяет роботу ориентироваться в пространстве. Крайне важна как для беспилотных автомобилей, так и для рабочих роботов.

• Гуманоидный робот — классический робот из научной фантастики. Сделать такого робота, пожалуй, сложнее всего, из-за того что подобной конструкции тяжело ходить и балансировать на двух ногах. Однако гуманоидные роботы могут пригодиться при выполнении спасательных операций в опасных для людей зонах, например, внутри ядерного реактора.

Будущее роботов

В нашем мире появляется все больше продвинутых машин, но на самом деле, чтобы роботы были действительно полезными, им нужно стать более самодостаточными. Невозможно научить домашнего робота правильно обращался с любым объектом, который ему может попасться. Для этого нужно, чтобы робот мог учиться всему сам, а значит развивать его искусственный интеллект.

Возьмем, к примеру, робота по имени Brett. Ученые из лаборатории Калифорнийского университета в Беркли научили его решать детские головоломки, где нужно подбирать предметы нужной формы. Никто не объяснял ему, что квадратная деталь помещается только в квадратное отверстие. Робот научился выполнять эту задачу методом проб и ошибок. Да, этот метод очень медленный, но позволяет роботам приобретать новые навыки и адаптироваться к меняющимся условиям.

Фото: Boston Dynamics

Пока что людям приходится приглядывать за роботами, чтобы те, например, не утопились в фонтане. Возможно, роботов нужно научить звать на помощь людей. Кстати, некоторые уже умеют это делать, например, медицинский робот Tug, совершающий обход в больницах по ночам. Он может сообщить оператору, что на его пути попалось препятствие, которое не может обойти.

Быстро развивающиеся отношения между людьми и роботами породили собственный раздел робототехники, посвященный человеко-машинному взаимодействию. Можно научить роботов жить с людьми, но сложнее приучить последних ладить с машинами.

Человечество фактически вывело новый вид и начинает немного о нем жалеть. Что если роботы заберут у нас работу? Особенно это касается офисных работников, которым не потягаться со сверхразумным искусственным интеллектом.

Многие люди боятся сингулярности — гипотетического момента, когда машины превзойдут людей и человечество устареет. Пока что эта проблема кажется надуманной, но сейчас самое время о ней поразмыслить. Пока что роботы обладают ограниченными возможностями, но стоит задуматься, сколько власти им стоит давать. В Сан-Франциско, например, уже обсуждают идею налога на роботов, который придется платить компаниям, где роботы заменили живых работников.

Роботы могут изменить буквально каждый аспект человеческой жизни — от здравоохранения и транспорта до труда. Должны ли роботы помогать нам водить машину? Непременно. Должны ли они заменить медсестер и полицейских? Вряд ли — некоторые профессии лучше доверить людям.

Одно совершенно ясно — машины уже среди нас. Осталось разобраться, как быть с ответственностью за создание нового вида существ.

Источник.

Материалы по теме:

Как роботы помогают ликвидировать последствия аварии на Фукусиме-1

Роботы предпочитают, чтобы им грубили

Человек нам не ровня: девять главных роботов-убийц в истории кинематографа

Как мягкие роботы захватывают рынок

Немецкие ученые научили робота приносить пиво из холодильника

Роботы-бариста в современной кофейной индустрии

Олимпийские игры в Пекине в 2022 году запомнились не только коронавирусными ограничениями и дипломатическим бойкотом. На международном спортивном событии также впервые появился робот-бариста. Его установили на железнодорожной станции Тайцзычэн в Чжанджайкоу. Машина дозировала зерно, заваривала кофе в пуровере V60 и разливала напитки.

Электронного бариста использовали не только для того, чтобы удивлять гостей Олимпиады. Он стал вынужденной мерой в период пандемии COVID-19: сокращал количество физических контактов между людьми.

Но еще до Олимпиады и пандемии владельцы кофеен по всему миру оценили преимущества этой разработки. Она позволяет экономить на персонале и повышать скорость обслуживания. Поэтому за последние годы такие роботы появились во многих странах.

В материале рассказываем, где распространилось это нововведение и станет ли она со временем конкурентом человеку.

Роботизированные кофейни в мире

В 2017 году в Токио появилась киберкофейня Henn na Cafe. В ней работает робот Сойер, которого сконструировала американская компания Rethink Robotics. Он может приготовить до 5 чашек за один раз. Умеет спрашивать у посетителей «Какой вкусный кофе вы хотите?» и даже заявляет, что делает этот напиток лучше людей.

Гости выбирают позицию из меню, затем робот считывает QR-код заказа и начинает работу. Электронный бариста Сойер сам смалывает зерна и управляет 6 автоматическими устройствами, которые готовят чай, горячий шоколад и любые кофейные напитки.

В том же году в США появилась роботизированная кофейня Café X. Она открылась в аэропорту Сан-Франциско. Робот-манипулятор выполняет 100 заказов в час и по производительности труда заменяет четырех человек. Электронный бариста даже умеет танцевать под хип-хоп.

В Мельбурне в 2017 году компания Once Alike запустила роботизированную кофейню со спешелти кофе. Робот Rocky работает с кофемашиной, готовит и подает напитки для гостей. Технически он полностью заменяет бариста. Единственное, что не умеет делать — отвечать на вопросы и поддерживать беседу.

В 2018 году в Сингапуре открылась роботизированная кофейня Ratio Cafe & Lounge. Днем в ней пьют чай или кофе, а вечером — коктейли в лаундж-зоне. Всего в меню 60 напитков, за приготовление которых отвечает робот Ratio. Он способен принимать индивидуальные заказы с разным соотношением эспрессо, воды и молока. А для коктейлей робот собирает лед и ингредиенты в шейкер, встряхивает и выливает смесь в стакан. Затем украшает напиток перед подачей гостю. В 2020 году открылась вторая локация этой робокофейни с гастробаром.

Также в 2020 году в Сингапуре в кафе-баре Crown Coffee заработал робот Элла. Это шестиосевая машина, которая функционирует как полноценный бариста и администратор кофейни. Аппарат принимает заказы через приложение, готовит 200 чашек кофе в час, подает напиток, рисует латте-арт, выставляет счет и принимает оплату. Пока Элла работает, LED-экран развлекает гостей рекламой или интерактивными играми, а также делает фото посетителей.

У разработчиков большие планы на свое изобретение. К концу 2022 года в сингапурском метро установят 30 таких роботов-бариста. Также Эллу хотят усовершенствовать для доставки еды.

В России также можно встретить роботизированных бариста. Разработки постепенно внедряют в крупных городах и уже привлекли постоянных клиентов.

Роботы-бариста в России

За последние 5 лет стало известно про две масштабные разработки для кофейной индустрии в России.

В 2019 году на десятой международной промышленной выставке ИННОПРОМ Ростех представил робота-бариста Rozum Robotics. Он готовит эспрессо на кофемашине Simonelli Appia, а также еще пять видов напитков, и работает с зерном на кофемолке Mazzer. На приготовление одной порции ему требуется менее 3 минут. Вся конструкция на момент презентации стоила 50 000 $. Белорусская компания использовала эту машину для открытия своей первой киберкофейни Rozum Café.

Кафе Monty Cafe в торговом центре Москвы знаменита своим одноименным роботом-бариста. Он готовит кофе, молочные коктейли и подает сладости. А в ожидании заказов всегда танцует, поэтому часто собирает возле себя много детей. Внешне Monty напоминает богомола. Внутри робота есть камера, по которой разработчики постоянно отслеживают его работу. В их планах внедрить Monty новые функции: добавление сахара и рисование на молочной пене изображений или фото клиентов.

Электронные бариста доступны для бизнеса по всему миру. Достаточно приобрести робота у компании-производителя или открыть роботизированную кофейню по франшизе.

Киберкофейня по франшизе

Посетить киберкофейни можно пока не во всех городах России. Это создает дополнительный интерес инвесторов и бизнесменов к созданию таких мест. Рынок предлагает несколько вариантов роботов-бариста и мини-кофеен с манипуляторами:

• Monty Cafe — робот-бариста, о котором мы рассказывали выше. Продукция этого бренда доступна в четырех вариантах: киоски с роботом-манипулятором 1,8*1,8 м и 2*2 м; решения для улицы и роботизированные кафе 25–40 м2. Всего по франшизе Monty Cafe открыли 10 объектов в России и один — в Дубае.

• KIKI Robo Cafe — интерактивный робот-бариста. Умеет готовить кофе, подавать мороженое и выпечку. Кики обрабатывает заказы голосом, поддерживает диалог с посетителями и принимает оплату. Выдает 408 порций в сутки. Франшиза этого бренда внедрена в России, Китае и Израиле.

• Cafe X — роботизированная мини-кофейня от компании Robotic Coffee Bar, которую можно встретить в аэропортах Сан-Франциско, а также в Дубае. Обслуживает одновременно до 10 заказов. В перерывах между работой робот двигается под музыку хип-хоп.

• Fibbee — киберкофейня, где напиток выдает манипулятор. Внутри — кофемашина швейцарского бренда Eversys. Клиенты оформляют заказы через интерфейс Fibbee возле стойки или мобильное приложение. Аппарат работает с пропускной способностью до 80 напитков в час. Заложенных ингредиентов хватает на 350 чашек. На сегодняшний день в Москве работает 9 точек этого бренда.

Также существует специальный сервис по аренде кибермашин. С его помощью можно взять электронного бариста в аренду на час, несколько часов, на месяц и несколько месяцев. Компания принимает индивидуальные заказы на создание роботов, сотрудничает с другими разработчиками и поставщиками.

В связи с популяризацией киберкофеен кажется, что профессия бариста уходит на второй план. Но это не совсем так.

Робот-бариста — увлекательное зрелище, но он не заменит искреннюю человеческую улыбку и теплое общение

Что будет с профессией бариста

Если рассматривать роботов с точки зрения бизнеса, то это значительно сокращает затраты на оплату сотрудникам и аренду, а также повышает производительность труда. Особенно востребованы такие машины в местах с большой проходимостью: в аэропортах, на вокзалах, в торговых центрах и метро. Также роботы могут обеспечить безопасность посетителей во время пандемии COVID-19.

Самих клиентов автоматические манипуляторы не всегда привлекают. Ведь люди в большинстве случаев приходят в кофейню за атмосферой. Робот не сможет поддержать общение и подать напиток с искренней человеческой улыбкой.

Также у гостей бывают индивидуальные запросы: иногда они заказывают кофе с нестандартными пропорциями ингредиентов. В этом случае роботу сложнее объяснить, что в напиток нужно добавить, например, немного меньше молока или смесь карамельного и орехового сиропов.

Кроме того, популяризация кофе происходит именно благодаря бариста. Посетители узнают от него много нового об индустрии спешелти. Например, интересуются факторами, которые влияют на качество зерна. Спрашивают о ведущих производителях кофе на рынке, ценностях и традициях приема напитка в разных странах. Бариста часто помогает с выбором позиций из меню, рассказывает о новинках. Подскажет, какой сорт точно не будет кислотным или чем капучино отличается от латте.

Приготовление мы уже и так частично доверили кофемашинам, а контроль, подачу и общение с гостями лучше оставить человеку.

А как вы относитесь к внедрению киберразработок в кофейной индустрии?

Титульное фото ©unsplash. com

Что такое роботы и как они работают?

По

• Участник TechTarget

Робот — это тип автоматизированной машины, которая может выполнять определенные задачи практически без вмешательства человека, быстро и точно. Область робототехники, которая занимается проектированием, проектированием и эксплуатацией роботов, значительно продвинулась вперед за последние 50 лет.

IDC определяет робототехнику как один из шести акселераторов инноваций, стимулирующих цифровую трансформацию. Другие включают 3D-печать, когнитивные вычисления, безопасность следующего поколения и виртуальную реальность или дополненную реальность.

Что умеют роботы?

По сути, существует столько различных типов роботов, сколько и задач, которые они должны выполнять. Роботы могут выполнять некоторые задачи лучше, чем люди, но другие лучше оставить людям, а не машинам.

Следующие вещи роботы делают лучше, чем люди:

• Автоматизируйте ручные или повторяющиеся действия в корпоративных или промышленных условиях.
• Работайте в непредсказуемых или опасных условиях, чтобы выявлять такие опасности, как утечки газа.
• Обрабатывать и доставлять отчеты для обеспечения безопасности предприятия.
• Заполнение фармацевтических рецептов и подготовка капельниц.
• Доставляйте онлайн-заказы, обслуживание номеров и даже пакеты с едой в экстренных случаях.
• Помощь во время операций.
• Роботы также могут воспроизводить музыку, отслеживать береговую линию в поисках опасных хищников, помогать в поиске и спасении и даже помогать в приготовлении пищи.

Несмотря на растущую повсеместность, использование роботов имеет ряд недостатков.

Могут, например:

• проводить операции, но не успокаивать испуганных пациентов;
• чувствуют скрытые шаги в закрытой зоне, но не принимают мер против незваных гостей;
• проводить занятия для пожилых людей, но не облегчить их одиночество;
• помогают медикам с диагнозами, но не сопереживают больным; и
• учиться на данных, но неправильно реагировать на непредвиденные ситуации.

Все более сложные возможности роботов в конечном итоге устранят некоторые человеческие задачи, но не все. Современные технологии робототехники могут автоматизировать только 25% задач в непредсказуемых, зависящих от человека областях, таких как строительство и уход за больными. Но роботы зависят от человеческого программирования — и (скорее всего) так будет всегда.

Типы роботов

Существует столько различных типов роботов, сколько и задач.

1. Андроиды

Андроиды — это роботы, похожие на людей. Они часто мобильны, передвигаются на колесах или гусеничном ходу. По данным Американского общества инженеров-механиков, эти роботы-гуманоиды используются в таких областях, как уход и личная помощь, поиск и спасение, исследование и исследование космоса, развлечения и образование, связи с общественностью и здравоохранение, а также производство. По мере роста количества вариантов использования и приложений рынок Android к 2026 году достигнет 13 миллиардов долларов9. 0014

2. Телечир

Телехир — это сложный робот, которым дистанционно управляет человек-оператор системы телеприсутствия. Это дает этому человеку ощущение присутствия в удаленной, опасной или чужой среде и позволяет ему взаимодействовать с ней, поскольку телехир постоянно обеспечивает сенсорную обратную связь.

3. Робот телеприсутствия

Робот телеприсутствия имитирует опыт и некоторые возможности физического присутствия в определенном месте. Он сочетает в себе удаленный мониторинг и управление с помощью телеметрии, передаваемой по радио, проводам или оптическим волокнам, и позволяет проводить удаленные бизнес-консультации, здравоохранение, домашний мониторинг, уход за детьми и многое другое.

Роботизированная хирургическая система da Vinci позволяет хирургам управлять миниатюрными хирургическими инструментами, установленными на роботизированных руках, с помощью другой руки с увеличенной 3D-камерой. Камера позволяет врачам видеть участок, когда они манипулируют инструментами с помощью основных элементов управления, управляемых пальцами.

4. Промышленный робот

IFR (Международная федерация робототехники) определяет промышленного робота как «перепрограммируемый многоцелевой манипулятор с автоматическим управлением, программируемый по трем или более осям». Пользователи также могут адаптировать этих роботов для различных приложений. Сочетание этих роботов с искусственным интеллектом помогло предприятиям перейти от простой автоматизации к более сложным задачам более высокого уровня.

По данным IFR, в 2019 году во всем мире было установлено более 390 000 промышленных роботов, причем лидируют Китай, Япония и США.

В промышленных условиях такие роботы могут делать следующее:

• оптимизировать производительность процесса;
• автоматизировать производство для повышения производительности и эффективности;
• ускорить разработку продукта;
• повысить безопасность; и
• более низкие затраты.

5. Рой роботов

Роевые роботы

(также известные как роботы-насекомые) работают группами от нескольких до тысяч, и все они находятся под наблюдением одного диспетчера. Эти роботы аналогичны колониям насекомых в том, что они демонстрируют простое поведение по отдельности, но демонстрируют более сложное поведение со способностью выполнять сложные задачи в целом.