Роботы в нашем мире: Современные роботы в нашем мире

Современные роботы в нашем мире

Зачастую роботы ассоциируются с будущим, с высочайшим уровнем развития и совершенными технологиями.

Однако существует мнение, что первый известный проект робота, способный осуществлять функции человека, разработал еще Леонардо да Винчи. В его эскизах были найдены чертежи робота, способного воспроизводить человеческие движения, а именно: шевелить руками, ногами, двигать головой, приседать, и подпрыгивать. Такое устройство позволяло имитировать присутствие человека в рыцарских доспехах.

А уже в наше время, даже на бытовом уровне, многие люди используют роботов самого разнообразного назначения: начиная от робота который пылесосит, и заканчивая роботом который пишет картины. К примеру на сайте roboroom.ru широко представлены роботы-пылесосы, мойщики окон iRobot, роботы для бассейна и газонокосильщики. Таким образом, уже сейчас практически любой человек может облегчить свою жизнь, купив помощника-робота для дома или дачи.

Преимущественное направление в изготовлении робототехники, это производство бытовых роботов помогающих по хозяйству. В принципе, робот – это механизм с человекоподобным поведением. Само слово “робот” в первый раз упоминалось в постановке писателя-фантаста Карела Чапека «Р. У. Р.» , и происходит от слова чешского происхождения “robota”, это слово значит —принудительный труд. Выходит, что именно служение людям, и есть их главная задача. Вот например mahru-z – робот корейского производства, умеет убираться в доме, стирать, готовить пищу и доставлять её хозяину.

Естественно, все механизмы, созданы прежде всего, для облегчения труда и жизни человека. Разработчики и учёные со всех стран, уделяют много внимания на создание микророботов для медицины, которые способны исследовать и лечить человеческий организм, различных механизированных конечностей и т.д. Например в Японии, учёными сконструирован образец полностью самостоятельного кресла для инвалидов, которое способно самостоятельно передвигаться. В этом, креслу помогают множественные лазерные датчики, которые на расстоянии до двадцати сантиметров оценивают ландшафт, и составляют маршрут согласно с полученной информацией.

В японских клиниках уже на протяжении нескольких лет существуют роботы медсёстры и роботы медбратья, в будущем планируется, что они будут способны носить пациентов на руках. Робот весом в сто восемьдесят килограмм с покрытием из мягких материалов, будет подхватывать больного, и основываясь на данные полученные с сенсоров, доставит пациента в нужное место. Также этот механизм имеет функции распознавания лиц и голоса.

Не обойтись без роботов и в изучении мира животных. Вот например японская рыба-робот способна совершенно незаметно для других обитателей морей совершать наблюдение за косяками рыб. Рыба-робот имеет оболочку из силикона, в точности в точности повторяющею внешний вид любого вида рыбы. Под этой оболочкой спрятан сложный механизм, типа механизма балластов, использующегося на подводных лодках. Эти балласты нужны что бы осуществлять всплытие и погружение. Ну а само передвижение “чудо рыбы” осуществляется с помощью хвостовой части.

В помощь экологическим службам будут создаваться небольшие роботы типа АПИ (автономные подводные исследователи). Их задача будет состоять в том, чтобы собираясь в стаи по пять или шесть машин размером не более футбольного мяча, патрулировать глубины морей и океанов, рек и озёр собирая информацию о течении, загрязнении, давлении и вообще состоянии воды в целом.

Роботы-тараканы, способны будут уничтожать целые популяции бытовых вредоносных насекомых изнутри. Научные работники разных стран, таких как Франция и Швейцария построили прототип робота, который двигается, пахнет и смотрится как таракан, он оснащён камерами и специальными инфракрасными датчиками, которые влияют на сознание других тараканов, выводя их на свет. В недалёком будущем исследователи собираются создавать более серьёзные модели, к примеру для управления стадами животных.

Компанией Honda (Хонда) уже много лет разрабатывается удивительный человекоподобный робот-андроид Asimo (сокр. Advanced Step in Innovative Mobility), созданный для помощи людям с ограниченными возможностями.

Еще одним из чудес робототехники является робот-хирург «da Vinci». Этот аппарат для проведения хирургических операций установлен сотнях клиник по всему миру.На видео ниже показано как робот–хирург зашивает виноградину в бутылке.

С каждым днём роботы становятся всё совершеннее и лучше, и недалеком будущем человек не будет представлять своей жизни без роботов.

Роботы в современном мире: фантазия, ставшая реальностью

https://ria.ru/20110827/424738475.html

Роботы в современном мире: фантазия, ставшая реальностью

Роботы в современном мире: фантазия, ставшая реальностью — РИА Новости, 26.08.2011

Роботы в современном мире: фантазия, ставшая реальностью

Роботы в первую очередь ассоциируются с высокими технологиями будущего. Однако считается, что первый проект машины, способной заменить человека, принадлежит. .. РИА Новости, 27.08.2011

2011-08-27T10:55

2011-08-27T10:55

2011-08-26T18:37

/html/head/meta[@name=’og:title’]/@content

/html/head/meta[@name=’og:description’]/@content

https://cdnn21.img.ria.ru/images/sharing/article/424738475.jpg?1314369431

РИА Новости

1

5

4.7

96

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

2011

РИА Новости

1

5

4.7

96

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

Новости

ru-RU

https://ria.ru/docs/about/copyright.html

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/

РИА Новости

1

5

4.7

96

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

РИА Новости

1

5

4. 7

96

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

РИА Новости

1

5

4.7

96

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

Роботы в первую очередь ассоциируются с высокими технологиями будущего. Однако считается, что первый проект машины, способной заменить человека, принадлежит Леонардо да Винчи. Среди его бумаг был найден эскиз робота, который мог приподниматься, садиться, двигать руками и крутить головой. Правда, до сих пор неизвестно, была ли задумка претворена в жизнь. Более того, уже сегодня в быту люди используют множество роботов различного назначения: от робота-пылесоса до робота-художника.

Роботы на службе у человека

Одно из самых популярных направлений в роботостроении – создание помощников по хозяйству. Вообще, робот – это машина с антропоморфным поведением. Слово это впервые появилось в пьесе чешского писателя Карела Чапека «Р. У. Р», сам термин происходит от чешского слова robota – подневольный труд. Получается, что прислуживание людям – их основная задача. Вот и корейский Mahru-Z умеет убираться, загружать стиральную машину, подогревать пищу в микроволновке и приносить ее хозяину.

Конечно, любые механизмы, прежде всего, призваны облегчить жизнь человеку. Ученые постоянно создают медицинских микророботов, способных проникать в организм человека, механизированные руки и т.д. А американские специалисты, например, разработали прототип инвалидного кресла, которое может самостоятельно двигаться. Лазерные детекторы оценивают особенности ландшафта на расстоянии 20 см и прокладывают маршрут.

 

В Японии в больницах уже трудятся механизированные медсестры и медбратья, а в будущем они еще и смогут носить больных на руках. Устройство весом до 180 кг с покрытыми мягким материалом руками подхватит больного и, руководствуясь данными, получаемыми с сенсоров, перенесет пациента с места на место. Робот реагирует на голос и распознает лица.

 

Роботы, конечно, станут незаменимыми помощниками в изучении животного мира. Так, японская робот-рыба сможет незаметно для морских обитателей вести наблюдение за стаями. Под силиконовой оболочкой, повторяющей внешний вид красного луциана, спрятана система балластов наподобие тех, что используются в подводных лодках для всплытия и погружения. В действие устройство приводится движениями хвостовой части.

На помощь экологам и океанологам придут небольшие автономные роботы AUE (Autonomous underwater explorers). Они будут работать «стаями» (по 5-6 машин размером с футбольный мяч и 20 устройств поменьше), патрулируя морские глубины и собирая данные о состоянии воды, течениях, давлении, уровне загрязненности и т.д.

А тараканороботы смогут уничтожать популяции вредных домашних насекомых изнутри. Ученые Франции, Бельгии и Швейцарии создали модель, которая выглядит и пахнет как таракан, передвигается на колесиках, оснащена камерами и инфракрасными сенсорами и воздействует на коллективное сознание насекомых, увлекая их на свет. В будущем изобретатели намерены создать модели посерьезнее, например, для управления овечьим стадом.

Ученые учат роботов распознавать запахи. Например, сенсор модели Ubiko распознает запах дыма и пепла, затем устройство посылает сигнал на пульт охраны, которая уже и принимает меры по ликвидации возгорания. Другой прибор с помощью инфракрасного спектрометра определяет химический состав продукта, его свежесть и состав.

Российские изобретатели говорят, что  уже совсем скоро в продаже появится робот-чемодан. Устройство будет само ездить за хозяином, точнее, за обладателем карточки-маяка. Оно способно преодолевать препятствия и учитывать особенности ландшафта, например, умеет останавливаться перед лестницами и замедляет ход по наклонной плоскости. Заряда аккумулятора хватает на два часа работы, выполнен он из ударопрочного и влагонепроницаемого материала.

Микрочип вместо мозга

В восточных странах популярны верблюжьи бега. Управлять верблюдом жокею совсем несложно, поэтому решающее значение имеет вес – чем легче жокей, тем больше преимущества у пары. Это привело к повсеместной эксплуатации мальчиков от 4 лет в качестве наездников, которых, к тому же, часто морили голодом, чтобы они набирали меньше веса. Несколько лет назад в ОАЭ и Катаре детский труд запретили, что способствовало развитию миниатюрных роботов-жокеев, управляемых оператором дистанционно.

Российские ученые разработали робота-шахматиста. Трехпалым механическим щупом он самостоятельно передвигает фигуры по электрической шахматной доске. Разработчик Константин Костенюк рассказал, что робот уже обыграл нескольких именитых гроссмейстеров, но, по его мнению, нуждается в доработке, он, например, должен говорить и мыть посуду. Пока же устройство может всего-навсего одновременно играть с тремя соперниками и бесконечно сам с собой.

Творчество тоже перестало быть прерогативой человека. Современные роботы умеют играть на музыкальных инструментах и писать картины. Модель WF-4RIV, придуманная специалистами университета Васседа, виртуозно играет на флейте, при этом она «прислушивается» к аудитории и музыкантам оркестра. Робот Haile, подобно живому барабанщику, подстраивается под звучащую мелодию и сам импровизирует. А созданная в Харбине четырехпалая рука играет на электронном органе.

Швейцарец Salvador DaBot с усами и в берете на голове – робот, который рисует портреты. Сначала он делает снимок лица, а затем по специальному алгоритму делает рисунок. При этом он может «общаться».

Робота-фотомодель разработали японские специалисты. Механическая девушка грациозно передвигается по подиуму, принимает различные позы и умеет выражать различные эмоции. Модель HRP-4C ростом 158 см весит 43 кг.

Согласно футуристическим фильмам, в будущем роботы будут трудиться наравне с людьми во всех сферах деятельности. Так, в японской школе несколько лет назад успешно протестировали робота-учителя. Он владеет разными языками, может устраивать перекличку, давать задания и выражать эмоции.

Первый робот-повар был сконструирован в 2006 году в Китае. Модель AIC-AI готовит самые разные блюда китайской кухни. Она умеет жарить, парить, варить, кипятить, печь и т.д. А Robo Waiter 1 работал в гонконгском ресторане. Робот курсировал между столиками и принимал заказы.

Самые необычные роботы

Изобретатели Австрии создали робота-алкоголика. Bar Bot сидит в баре, выискивая «жертву». Поймав на себе любопытный взгляд, он начинает просить монетку, собрав необходимую сумму, принимается крутиться вокруг своей оси, приговаривая: «Пожалуйста, одно пиво». Бармен вставляет банку пива в «руку». «Большое спасибо», – благодарит Bar Bot и не спеша выливает напиток в напоминающий раковину «рот». Затем швыряет банку на пол, и процесс начинается снова.

Робот – не обязательно металлический терминатор. Американский скульптор Майкл Ри изготовил деревянный «робокостюм». Называется модель «костюм-протез для Стивена Хокинга» – британского физика-теоретика, страдающего боковым амиотрофическим склерозом. Внешне костюм похож на боевого робота: одна рука представляет собой гигантский кулак, другая – клещи, а за спиной крепится огромный меч.

По мере развития роботостроения модели становятся все более эмоциональными. Роботы-гуманоиды все больше и больше уподобляются человеку. Они могут не просто выполнять определенные функции, но и выражать восхищение, удивление, печаль, антипатию, радость и другие чувства. Улавливая с помощью камеры изменение в человеческом лице, робот соответствующим образом реагирует на них. В будущем его планируется использовать как сиделку.

Американец Дэвид Хэнсон пошел немного дальше в деле создания эмоциональных роботов. Он создал механизированную голову, похожую на Эйнштейна. Устройство хмурится, улыбается, подмигивает, смеётся – и все это совсем как гениальный ученый. При этом мимика головы зависит от реакции окружающих, которая фиксируется с помощью двух камер-глаз.

 

Перед тем, как решиться стать родителями, заведите дома робота-симулятора ребенка, предлагают японские ученые. Называется он Yotaro и способен доставить все трудности, которые ждут молодых родителей. Он может выражать эмоции и даже умеет плакать.

Самый маленький робот собрали, естественно, в Японии в 1992 году. Длина механизма составила всего один сантиметр. А самым маленьким человекоподобным роботом является модель BeRobot высотой чуть более 15 сантиметров. Он может ходить, танцевать, отжиматься и владеет нехитрыми приемами восточной борьбы тай-чи. Управлять механизмом можно голосом или пультом.

Будущее робототехники: Как роботы изменят мир?

В этом введении в робототехнику мы рассмотрим, что такое роботы, как они используются в настоящее время и как они могут изменить мир в будущем.

Поделиться этой публикацией

Когда мы думаем о роботах, мы можем представить себе человекоподобных автоматов, вдохновленных научной фантастикой. Хотя эти типы машин все еще в основном вымышлены, сегодня в мире существует множество других типов роботов. Но что такое роботы? И как они изменят мир?

Здесь мы исследуем историю и типы роботов, некоторые плюсы и минусы их использования и то, как они могут повлиять на будущее. Мы также расскажем о некоторых навыках, которые вам понадобятся, чтобы начать работу с робототехникой, и выделим некоторые курсы, которые помогут вам развить свои навыки.

Что такое роботы?

Начнем с некоторых определений. Большинство из нас знакомы с концепцией роботов, но могут затрудниться определить их как отдельную сущность от других типов машин.

В ходе нашего открытого этапа мы исследуем природу роботов. Роботы отличаются от других машин тем, как они взаимодействуют с миром. Они могут вносить изменения в свое окружение в зависимости от своих действий и реагировать на окружающий мир.

Более подробное определение поясняет, что: 

‘ Роботизированные системы можно определить как взаимосвязанные, интерактивные, когнитивные и физические инструменты, способные воспринимать окружающую среду с помощью датчиков, рассуждать о событиях, составлять планы с помощью алгоритмов, реализованных в компьютерных программах. , и выполнять действия, разрешенные исполнительными механизмами ’.

Роботы — это инструменты, которые могут автономно ощущать, рассуждать, планировать и действовать. Помимо самостоятельного выполнения задач, они также могут расширять человеческие возможности и имитировать действия человека. В конечном счете, слово «робот» происходит от чешского слова robota , означающего принудительный труд.

  • Университет Рединга

    Начать робототехнику

  • Университет Шеффилда

    Строим будущее с роботами

  • Университет Лидса

    MedTech: искусственный интеллект и медицинские роботы

Что такое робототехника?

Робототехника — это наука о создании роботов. Это междисциплинарная область, в которой встречаются компьютерные науки, инженерия и технологии. Те, кто занимается робототехникой, занимаются проектированием, строительством, эксплуатацией и использованием роботов в самых разных условиях.

Традиционно область робототехники сосредоточена на создании роботов для выполнения простых или повторяющихся задач в масштабе или для работы в опасных условиях, в которых люди в противном случае не смогли бы работать.

Однако недавние разработки в области машинного обучения и искусственного интеллекта означают, что в будущем мы можем увидеть увеличение взаимодействия человека с роботом.

Ожидается, что в ближайшие годы индустрия робототехники значительно вырастет. По оценкам, к 2030 году этот сектор может стоить до 260 миллиардов долларов. Большая часть этого роста будет приходиться на роботов, оказывающих профессиональные услуги, которые выполняют полезные для людей задачи, такие как уборка, доставка и транспортировка.

Для тех, кто хочет получить более полное представление о робототехнике, наш онлайн-курс Университета Рединга посвящен истории, анатомии и интеллекту роботов.

Типы роботов 

Хотя концепция роботов существует уже много лет, только в последние несколько десятилетий их сложность и использование выросли. В настоящее время существует множество практических приложений для роботов в самых разных областях.

Как обсуждалось в нашем открытом шаге по применению роботов, некоторые из этих типов роботов включают: 

  • Промышленный . Возможно, наиболее распространенное использование роботов — это выполнение простых и повторяющихся промышленных задач. Примеры включают процессы сборочной линии, комплектование и упаковку, сварку и аналогичные функции. Они обеспечивают надежность, точность и скорость.
  • Военный . Недавние разработки означают, что вооруженные силы во всем мире используют роботов в таких областях, как БПЛА (беспилотные летательные аппараты), UGV (беспилотные наземные транспортные средства), сортировка и наблюдение.
  • Служба . Одной из основных областей роста робототехники является индустрия персональных услуг. Использование включает в себя ручные задачи, такие как раздача еды и уборка.
  • Разведка . Мы часто используем роботов, чтобы добраться до враждебных или иным образом недоступных областей. Хорошим примером исследовательских роботов является исследование космоса, например, марсоход Curiosity на Марсе.
  • Опасные среды . Опять же, некоторые среды могут быть опасны для людей, например, зоны стихийных бедствий, места с высоким уровнем радиации и экстремальные условия.
  • Медицинский . В мире здравоохранения роботы medtech используются самыми разными способами. Будь то работа с лабораторными образцами или помощь в хирургии, реабилитации или физиотерапии.
  • Развлечения . Все чаще (особенно во время пандемии) люди покупают роботов для удовольствия. Есть несколько популярных игрушечных роботов, есть даже роботизированные рестораны и гигантские статуи роботов.

  • Институт творческих вычислений UAL

    Введение в диалоговые интерфейсы

  • Фонд малины Пи

    Робототехника с Raspberry Pi: соберите и запрограммируйте свой первый робот-багги

  • CloudSwyft Global Systems, Inc.

    Прикладной искусственный интеллект: обработка естественного языка

Преимущества и недостатки роботов

Область робототехники предлагает решения многих различных проблем. Как мы увидим, будущее роботов может изменить мир, в котором мы живем. Однако это не означает, что у технологии нет недостатков.

Как было показано на нашем открытом шаге из Университета Рединга, существуют различные плюсы и минусы использования роботов в современном мире: 

Преимущества роботов

  • определенные настройки.
  • В отличие от людей, роботы не скучают.
  • Пока они не изнашиваются, они могут непрерывно повторять один и тот же процесс.
  • Они могут быть очень точными, вплоть до долей дюйма, что делает их особенно полезными в производстве микроэлектроники.
  • Роботы могут работать в среде, небезопасной для человека, например, с опасными химическими веществами или в зонах с высоким уровнем радиации.
  • У них нет физических или экологических потребностей, как у людей.
  • Некоторые роботы имеют датчики и приводы, которые более эффективны, чем люди.

Недостатки роботов 

  • В некоторых отраслях роботы заменяют человеческие рабочие места, что может создать экономические проблемы.
  • В целом роботы могут делать только то, что им говорят, то есть они не могут импровизировать (хотя ИИ и машинное обучение меняют это).
  • Современные технологии робототехники означают, что большинство машин менее ловки, чем люди, и не могут конкурировать с людьми в способности понимать то, что они видят. Хотя специалисты работают над созданием роботов, способных лучше чувствовать мир.
  • Роботы с практическим применением, как правило, дороги с точки зрения начальной стоимости, обслуживания, потребности в дополнительных компонентах и ​​необходимости программирования для выполнения задачи.

Будущее робототехники: захватят ли роботы мир?

Роботы уже повсюду вокруг нас, будь то автоматизированные машины, которые собирают наши автомобили, или виртуальные помощники, которые используют диалоговые интерфейсы, чтобы помочь нам по дому. Однако, как мы видели, в настоящее время они подходят не для всех сфер жизни. Но изменится ли это в будущем?

Несмотря на опасения по поводу захвата власти ИИ, когда машины заменят людей в качестве доминирующего разума на планете, такой сценарий кажется маловероятным. Тем не менее, бизнес-сеть PwC прогнозирует, что к середине 2030-х годов роботы смогут автоматизировать до 30% рабочих мест.

Другие отчеты предполагают, что количество роботов во всем мире может достичь 20 миллионов к 2030 году, а автоматизированные работники займут до 51 миллиона рабочих мест в следующие 10 лет. Таким образом, хотя они, возможно, и не захватят мир, мы можем ожидать, что в нашей повседневной жизни будет больше роботов.

Как роботы изменят мир

Согласно отчету McKinsey, автоматизация и машины изменят то, как мы работаем. Они предсказывают, что по всей Европе работникам могут потребоваться разные навыки для поиска работы. Их модель показывает, что количество видов деятельности, требующих в основном физических и ручных навыков, к 2030 году сократится на 18%, а тех, которые требуют базовых когнитивных навыков, — на 28%.

Рабочим потребуются технологические навыки, и еще больше будет потребность в специалистах в области STEM. Точно так же многие роли потребуют социально-эмоциональных навыков, особенно в тех ролях, где роботы не могут быть хорошей заменой, например, в уходе и обучении.

Мы также можем рассматривать роботов как неотъемлемую часть нашей повседневной жизни. В наших домах многие простые задачи, такие как приготовление пищи и уборка, могут быть полностью автоматизированы. Точно так же с роботами, которые могут использовать компьютерное зрение и обработку естественного языка, мы можем увидеть машины, которые могут больше взаимодействовать с миром, такие как беспилотные автомобили и цифровые помощники.

Робототехника также может определить будущее медицины. Хирургические роботы могут выполнять чрезвычайно точные операции, а благодаря достижениям в области искусственного интеллекта в конечном итоге могут выполнять операции самостоятельно.

Способность машин и роботов к обучению может дать им еще более разнообразное применение. Роботы будущего, способные адаптироваться к окружающей среде, осваивать новые процессы и изменять свое поведение, будут подходить для более сложных и динамичных задач.

В конечном счете, роботы могут улучшить нашу жизнь. Помимо того, что они берут на себя бремя физически сложных или повторяющихся задач, они могут улучшить здравоохранение, сделать транспорт более эффективным и дать нам больше свободы для творческой деятельности.

Как начать работу с робототехникой

Если вы начинающий робототехник, у вас есть несколько способов начать работу в этой отрасли. Вам нужно будет работать над некоторыми ключевыми навыками, такими как математика, естественные науки, программирование и решение проблем. Вам также необходимо понять основы робототехники и получить некоторый практический опыт программирования и их создания.

С нашим курсом «Робототехника с Raspberry Pi» вы научитесь подключать моторы, добавлять датчики и писать алгоритмы для создания собственного робота-багги. Вы также можете приобрести опыт в такой области, как глубокое обучение, чтобы освоить области искусственного интеллекта и машинного обучения.

Вы также можете узнать о некоторых ключевых областях робототехники, таких как использование робототехники в здравоохранении и о том, как мы можем построить будущее с помощью роботов.

  • CloudSwyft Global Systems, Inc.

    Глубокое обучение и программирование на Python для ИИ с Microsoft Azure

  • CloudSwyft Global Systems, Inc.

    Этика, законы и внедрение ИИ-решения в Microsoft Azure

Заключительные мысли 

Хотя роботы-гуманоиды по-прежнему остаются в основном в области научной фантастики, роботизированные машины окружают нас повсюду. Эти инженерные подвиги уже помогают нам во многих сферах жизни и могут изменить для нас будущее.

Несмотря на множество преимуществ и недостатков, одно можно сказать наверняка; те, у кого есть навыки робототехники, будут пользоваться большим спросом в будущем. Будь то создание, программирование или обслуживание роботов, работа в области робототехники, скорее всего, будет всегда.

Робототехника: факты (Научный путь: Общественное телевидение Айдахо)

  • Дом
  • Факты
  • Ссылки
  • Игры
  • Учителя
  • Книги
  • Глоссарий
  • Видео

См. 10 самых популярных вопросов

Что такое роботы?

Слово «робот» происходит от чешского слова «robota», что означает «принудительная работа или труд». Сегодня мы используем слово «робот» для обозначения любой искусственной машины, которая может выполнять работу или выполнять другие задачи либо автоматически, либо с помощью дистанционного управления человеком. Некоторые роботы работают в соответствии с заранее запрограммированными инструкциями, в то время как другие должны иметь человека, постоянно отдающего команды. Робототехника — это наука и изучение роботов.

Что делают роботы?

Роботов иногда считают устройствами далекого будущего или чем-то из научной фантастики. Но правда в том, что сегодня роботы являются частью нашей жизни. На самом деле роботы окружают нас повсюду! Наш мир населен машинами, которые могут говорить с нами, слушать нас, выполнять просьбы и даже решать проблемы без конкретных указаний со стороны человека. Однако наиболее распространенное использование роботов заключается в том, что они выступают в качестве заменителей человеческого труда, выполняя работу, которую могут выполнять люди, но для которой роботы лучше подходят.

Представьте, что вы работаете на фабрике, и ваша работа заключается в том, чтобы затянуть один винт на тостере. И представьте, что вы проделывали это действие снова и снова, тостер за тостером, день за днем, недели, месяцы или годы. С такой работой лучше справляются роботы, чем люди. Сегодня большинство роботов используются для выполнения повторяющихся действий или работы, которая считается слишком опасной для человека. Робот идеально подходит для входа в здание, в котором может быть бомба. Роботы также используются на фабриках для создания таких вещей, как автомобили, шоколадные батончики и электроника. Роботы теперь используются в медицине, для военной тактики, для поиска объектов под водой и для исследования других планет. Роботизированные технологии помогли людям, потерявшим руки или ноги. Роботы — отличный инструмент для помощи человечеству.

Краткая история роботов

Роботы кажутся современным изобретением, но на самом деле данные свидетельствуют о том, что в Древней Греции и Риме автоматизация создавалась для всего, от игрушек до деталей для религиозных церемоний. Леонардо да Винчи набросал планы гуманоидного робота в конце 1400-х годов.
Жак де Вокансон прославился в 18 веке своей автоматизированной человеческой фигурой, играющей на флейте, и уткой, которая могла махать крыльями. Эти ранние автоматы часто управлялись веревками, колесами, воздухом или водой.

Многие автоматизированные изобретения, которые могли вести себя подобно человеку, были задокументированы на протяжении всей истории. Большинство из них были созданы в основном для развлекательных целей. Писатели-фантасты с большим успехом писали о роботах во всевозможных ситуациях, а это означало, что роботы были частью повседневных разговоров и воображения. Электро, первый говорящий гуманоидный робот, построенный в 1939 году, мог произносить 700 слов и выполнять такие задачи, как надувание воздушных шаров. В 1956 году Джордж Девол и Джозеф Энгельбергер основали первую в мире компанию по производству роботов. К 19Роботы 60-х годов были внедрены на автомобильном заводе General Motors в Нью-Джерси для перемещения деталей автомобилей. Роботы продолжали развиваться, и теперь их можно найти в домах в качестве игрушек, пылесосов и программируемых домашних животных. Сегодня роботы являются частью многих аспектов промышленности, медицины, науки, освоения космоса, строительства, упаковки пищевых продуктов и даже используются для проведения хирургических операций. Ватсон, робот с искусственным интеллектом от IBM, победил игроков-людей в эпизоде ​​Jeopardy!. Есть социальные роботы с мимикой, беспилотные летательные аппараты (БПЛА), которые следят за ураганами, роботы-пчелы, помогающие опылять урожай, и многое другое. Наука о робототехнике будет продолжать развиваться способами, которые мы едва ли можем себе представить!

Так зачем использовать роботов?

Одной из причин использования роботов является то, что часто дешевле использовать их вместо людей. Роботы легче выполнять некоторые работы, а иногда использование роботов — единственный возможный способ выполнить некоторые задачи. Роботы могут исследовать бензобаки, глубоко под океаном или внутри вулканов. Они могут исследовать поверхность Марса, искать выживших после катастрофы или отправляться в опасные места, где существуют экстремальные температуры или загрязненная среда.

Роботы также могут делать одно и то же снова и снова, не скучая. Они могут сверлить, сваривать, красить, обращаться с опасными материалами, а в некоторых ситуациях роботы гораздо точнее человека ‐ которые могут сократить производственные затраты, ошибки или опасности. Роботы никогда не болеют, не нуждаются во сне, не нуждаются в еде, не нуждаются в выходных и, самое главное, они никогда не жалуются! Использование роботов имеет много преимуществ.

Части робота

В фильмах и комиксах роботы обычно выглядят и ведут себя как люди, общаются и делают то же, что и люди. Роботов, похожих на людей, называют роботами-гуманоидами. Но большинство роботов предназначены для конкретного промышленного использования и не похожи на людей.

Роботы могут быть изготовлены из различных материалов, включая металлы и пластмассы. Большинство роботов состоят из 3 основных частей:

  1. Контроллер ‐ также известный как «мозг», которым управляет компьютерная программа. Часто программа очень детализирована, поскольку она дает команды для движущихся частей робота.

  2. Механические части ‐ двигатели, поршни, захваты, колеса и шестерни, которые заставляют робота двигаться, захватывать, поворачиваться и подниматься. Эти части обычно питаются воздухом, водой или электричеством.

  3. Датчики ‐ чтобы рассказать роботу о его окружении. Сенсоры позволяют роботу определять размеры, формы, расстояние между объектами, направление и другие отношения и свойства веществ. Многие роботы могут даже определить величину давления, необходимого для захвата предмета без его раздавливания.

Все эти части предназначены для совместной работы и управления работой робота. Помимо программирования роботов, чтобы они были как можно более интеллектуальными, ученые также усердно работают над созданием роботов, которые могут выполнять ряд сложных движений, а также использовать различные датчики. Создание робота инженерами и учеными следует этапам процесса проектирования. Узнайте больше о процессе проектирования на сайте Science Trek Inventions.

Нанороботы

Нанороботы или нанороботы — это роботы, уменьшенные до микроскопических размеров, чтобы поместить их в очень маленькое пространство для выполнения определенной функции. В настоящее время наноботы все еще находятся в стадии разработки. Будущие нанороботы могут быть помещены в кровоток для выполнения хирургических процедур, которые слишком деликатны или слишком сложны для стандартной хирургии. Нанороботы могут бороться с бактериями, отслеживая и уничтожая каждую бактериальную клетку, или могут восстанавливать клетки отдельных органов в организме.

Представьте, если бы нанобот мог нацеливаться на раковые клетки и уничтожать их, не касаясь соседних здоровых клеток. Наноботы, вероятно, будут нести на борту лекарства и хирургические инструменты. Они должны были бы иметь возможность перемещаться по человеческому телу, а затем также находить выход. Нанороботы можно использовать и в других ситуациях. Крошечные механизмы и инструменты нанороботов могут позволить создавать объекты в мельчайших масштабах. Некоторые вещи, которые мы только воображаем в научной фантастике, однажды могут стать реальностью. Возможно, однажды вы станете ученым, работающим с нанороботами.

Роботы в космосе

Роботы особенно полезны при исследовании космоса, потому что, в отличие от людей-исследователей, они могут выживать в космосе в течение длительного периода времени и могут безопасно делать то, что люди не могут делать. Они могут быть созданы для выполнения вещей, которые были бы слишком рискованными или невозможными для астронавтов. Например, они могут выдерживать суровые условия, такие как экстремальные температуры на далеких планетах или высокий уровень радиации. Они могут собирать образцы, проводить измерения и отправлять фотографии на Землю.

Mars Rover — NASA

Роботизированные манипуляторы на космических кораблях, таких как Международная космическая станция, используются для перемещения крупных объектов в космосе. Марсоходы НАСА, такие как Curiosity или Perseverance, используются для исследования Марса. Постоянно разрабатываются новые роботы для освоения космоса. Складной робот под названием A-PUFFER был разработан для исследования районов Луны. BRUIE — это робот, предназначенный для исследования подледных поверхностей, таких как подземные океаны спутника Юпитера Европы. Робот под названием Hedgehog разрабатывается для исследования астероидов и комет.

Чтобы спроектировать и построить этих сложных роботов, требуется много людей. Инженеры-электрики разрабатывают схемы, инженеры-механики проектируют корпус или руку робота, а инженеры-компьютерщики разрабатывают системы программирования и связи. Возможно, когда-нибудь вы поможете изобрести новых роботов для исследования за пределами нашей планеты. Узнайте больше об использовании роботов в космосе.

Искусственный интеллект

Некоторые компьютеры и роботы были разработаны так, чтобы вести себя как человек. Машина с искусственным интеллектом — это машина, которая может воспринимать окружающую среду и соответствующим образом изменять свое поведение, используя подручные средства для решения проблем или достижения целей, для достижения которых она была запрограммирована. Программное обеспечение для распознавания лиц, сложное программное обеспечение для планирования или компьютерные игры, которые реагируют на действия игроков, — все это формы искусственного интеллекта. В настоящее время интеллект насекомых находится в центре внимания исследований и разработок, потому что насекомых и их поведение легче имитировать. Наноботы могут быть основаны на поведении насекомых, работающих вместе стаями для выполнения определенной функции.

Робот с искусственным интеллектом может выполнять простое решение проблем в процессе сбора фактов о ситуации, последующего сравнения этой информации с сохраненными данными, выполнения различных возможных действий и предсказания того, какое действие будет наиболее успешным. Одним из примеров такого рода машин являются шахматные роботы.

Другие виды роботов были разработаны с возможностью «обучения» различными способами. Некоторые роботы могут учиться, имитируя действия человека, и ученые научили их танцевать, демонстрируя танцевальные движения. Другие виды роботов могут научиться использовать информацию о предыдущих действиях для принятия будущих решений. Эти обучающиеся роботы распознают, достигло ли определенное действие (например, определенное перемещение ног) желаемого результата (обход препятствия). Робот сохраняет эту информацию и пытается выполнить успешное действие в следующий раз, когда столкнется с той же ситуацией. В других примерах робот, который наполняет коробку печеньем, может «подсчитать» количество печенья в коробке, или робот может определить интенсивность движения на улице, чтобы вычислить, когда менять свет. Эта наука находится на ранних стадиях, но разрабатываются роботы, которые могут принимать решения, чтобы подавать еду, переводить слова с одного языка на другой и получать информацию из внешних источников для решения проблем.

Ограничения робота

В отличие от фильмов, роботы не могут думать или принимать решения без участия человека; скорее, они являются инструментами, помогающими нам добиваться цели.