Бытовые роботы - обзор роботов различного назначения. Робототехника: все, что нужно знать о роботах
14.06.2006, 15:46NesterOff
Робот (чеш. robot, от robota - подневольный труд, rob - раб), машина с антропоморфным (человекоподобным) поведением, которая частично или полностью выполняет функции человека (иногда животного) при взаимодействии с окружающим миром. Первые упоминания о человекоподобных машинах встречаются ещё в древнегреческих мифах. Термин "робот" был впервые введён К. Чапеком в пьесе "R. U. R." (1920), где Роботами называли механических людей. В настоящее время робототехника превратилась в развитую область промышленности: тысячи промышленных роботов работают на различных предприятиях мира, подводные манипуляторы стали непременной принадлежностью подводных исследовательских и спасательных аппаратов, изучение космоса опирается на широкое использование роботов с различным уровнем интеллекта. С развитием робототехники определились 3 разновидности Роботов: с жёсткой программой действий; манипуляторы, управляемые человеком-оператором; с искусственным интеллектом (иногда называемые интегральными), действующие целенаправленно ("разумно") без вмешательства человека. Большинство современных Роботов (всех трёх разновидностей) - Роботы манипуляторы , хотя существуют и другие виды Роботов (например, информационные, шагающие и т. п.). Возможно объединение Роботов первой и второй разновидностей в одной машине с разделением времени их функционирования. Допустима также совместная работа человека с Роботами третьего вида (в так называемом супервизорном режиме). Первые Роботы ("андроиды" , имитировавшие движения и внешний облик человека) использовались преимущественно в развлекательных целях. С 30-х гг. в связи с автоматизацией производства Роботы - автоматы стали применять в промышленности наряду с традиционными средствами автоматизации технологических процессов, в частности в мелкосерийном производстве и особенно в цехах с вредными условиями труда.
Отсюда же можно получить информацию о термине "РОБОТИЗАЦИЯ":
Роботизация
- вытеснение людей из производительного процесса,
с заменой их на автоматизированные и роботизированные станки и производственные линии,
в связи с чем высвобождаются ресурсы для развития сферы услуг.
Промышленный Робот
манипулятор
имеет "механическую руку"
(одну или несколько) и вынесенный пульт управления или встроенное устройство
программного управления, реже ЭВМ. Он может, например, перемещать детали массой
до нескольких десятков кг в радиусе действия его "механических рук" (до 2 м),
выполняя от 200 до 1000 перемещений в час. Промышленные Роботы
- автоматы
имеют преимущество перед человеком в скорости и точности
выполнения ручных однообразных операций. Наиболее распространены
Роботы
манипуляторы
с дистанционным управлением и "механической рукой",
закрепленной на подвижном или неподвижном основании. Оператор управляет
движением
манипулятора, одновременно наблюдая её непосредственно либо на телевизионном
экране; в последнем случае. Роботы снабжается "телевизионным глазом" -
передающей телевизионной камерой. Часто Робот оснащают обучающейся
автоматической системой управления. Если такому Роботу "показывают"
последовательность операций, то система управления фиксирует
всё в виде программы управления и затем точно воспроизводит при работе.
Роботы
манипуляторы
используют для работы в условиях относительной недоступности
либо в опасных, вредных для человека условиях, например в атомной
промышленности, где они применяются с 50-х гг. В 60-х гг. появились подводные
Роботы
манипуляторы
разнообразных конструкций и назначения: от
глубоководных управляемых аппаратов с "механическими руками" (в частности, для захвата образцов породы
со дна моря и т. д.) и ползающих по морскому дну платформ с исследовательской
аппаратурой до подводных бульдозеров и буровых установок.
Подобные манипуляторы применяются и в космонавтике, на американских "Шаттлах".
В конце 60-х гг. в робототехнике возникло новое научное направление, связанное с созданием интеллектуальных Роботов. Такие Роботы имеют датчики очувствления (сенсорную систему), воспринимающие информацию об окружающей обстановке, устройство обработки полученной информации (искусственный интеллект) - специализированную ЭВМ с набором программ - и исполнительные механизмы (моторную систему). Действия интеллектуального Робота обладают некоторыми признаками человеческого поведения: датчики собирают информацию о предметах окружающего мира, их свойствах и взаимодействии; на основе этих данных искусственный интеллект формирует модель внешнего окружения и принимает решение о последовательности действий Робота, которые реализуются исполнительными механизмами. К 1975 интеллектуальные Роботы находились в стадии научных разработок и попыток использования их в промышленности. Работы над искусственным интеллектом проводились также и в НИИ военно-промышленного комплекса.
Робот – это универсальный автомат, позволяющий выполнять механические действия. Его принципиальной особенностью является быстрая оперативная перестройка с одной выполняемой операции на другую. Существует несколько разновидностей роботов и для каждого из них имеется своё определение. Чаще всего говорят о трёх поколениях роботов: промышленных роботах или манипуляторах, адаптивных роботах и роботах с искусственным интеллектом или как говорили раньше – интегральных роботах.
Первые шаги робототехники
Конец 19 и начало 20 столетий характеризуется выдающимися открытиями в
области науки и техники. Появились и начали широко применяться различные
электрические устройства, генераторы тока, электрические двигатели,
аккумуляторы, были изобретены телеграф и телефон. Электрическая энергия начала
использоваться всё шире и шире. В начале 20 столетия начали интенсивно
развиваться новые науки – радиотехника, электроника. Новые научные открытия и
изобретения позволили проблему создания роботов перевести на новый, более
совершенный фундамент. Появились реальные возможности оснастить робот зрением –
фотоэлементами, слухом – микрофонами, речью – громкоговорителями.
В то же время начали появляться первые плоды науки, которая
позже стала называться кибернетикой. Учёные и инженеры начали разрабатывать
устройства, которых, хоть и скромно называли кибернетическими игрушками,
создавали отнюдь не для развлечения. Они служили примером практического
воплощения идей автоматического управления, моделировали поведение живых
организмов в простейших ситуациях. Большую известность среди этих кибернетических игрушек
приобрели устройства, напоминающие черепах, жуков, белок, собак и др. Первые
простейшие схемы таких устройств, способных двигаться в направлении света,
разработал основатель кибернетики Н. Винер.
Наибольшую известность приобрели три “черепашки” , созданные английским биофизиком и нейрофизиологом Г. Уолтером в 1950 – 1951 гг. Эти устройства представляют собой самодвижущиеся электромеханические игрушки, способные ползти на свет или от него, обходить препятствия, заходить в “кормушку” для подзарядки разрядившихся аккумуляторов и тому подобное. “Черепашки ” приводятся в движение с помощью двух электродвигателей, питаемых от аккумуляторов. Первый двигатель обеспечивает поступательное движение устройства, второй, расположенный на рулевой колонке, изменяет направление движения. Чувствительными элементами первых двух “черепашек ” Г. Уолтера являются фотоэлемент, расположенный на рулевой колонке, и механический контакт, замыкаемый при наезде на препятствие. Управление поведением осуществляется с помощью несложной электронной схемы с обратной связью. Несмотря на очень простое устройство, “черепашки ” демонстрируют забавные свойства. В темноте или при слабом свете они беспорядочно ползают, как будто что-то ищут. Натыкаясь на препятствие, они сворачивают и пытаются их обойти. Если имеется достаточно сильный источник света, они его скоро “замечают” и решительно направляются в его сторону (положительный тропизм). Однако подойдя к свету слишком близко, они от него отворачиваются (отрицательный тропизм). Теперь они двигаются вокруг источника света, находя для себя оптимальные условия и непрерывно поддерживая их (гомеостазис). Между двумя источниками света “черепашки ” совершают путешествия от одного к другому, наподобие буриданова осла, который, как известно, умер от голода, находясь между двумя одинаковыми копнами сена, не будучи в состоянии выбрать, какой из них вкуснее. Две черепашки “видят” и “узнают” друг друга по зажженной лампочке и ползут друг другу навстречу.
Самые современные роботы
В аптеках Шанхая работают роботы-фармацевты
.
Надо просто нажать на сенсорный экран с описанием симптомов, и робот поставит
диагноз и даст необходимые рекомендации. Дальше остается только предложить
автомату купюру, и лекарство можно забирать.
Роботы-санитары.
Работают в некоторых британских больницах. Роботы производит сухую и влажную
уборку, сами выбрасывают мусор, заправляются чистящими средствами и
подзаряжаются. В отличие от живых уборщиц, никогда не бубнят
под нос и отличаются доброжелательным отношением к окружающим. Встретив кого-то
на своем пути, они извиняются и докладывают, чем они сейчас заняты.
В Южной Корее сконструировали сторожевого робопса
для
охраны частных усадеб. Пес весит 40 кг, в его нос встроена фотокамера, а в
корпусе имеется сотовый телефон, который немедленно посылает сигнал хозяину в
случае обнаружения опасности. В критических случаях робот способен сам вызвать
полицию.
Робот-фотограф.
Его называют «стоп-кадр» и используют для фотографирования людей на вечеринках и
других мероприятиях. Робот сам выбирает оптимальный ракурс и наводит объектив на
лица. Как правило, 90 процентов снимков, сделанных роботом, оказываются
удачными.
Японский семейный робот
.
Он запоминает до 7 членов семьи и распознает их по лицам или голосу. Словарный
запас – 65 тыс. фраз и 1000 отдельных слов. Он держит в памяти привычки каждого
члена семьи и пытается находить к каждому подход. Он краснеет в ответ на шутку и
бледнеет в замешательстве.
И еще одно изобретения японцев - Рободансер
.
Робот-танцор способен попеременно выдавать диско, панк, фанк, рок, хипхоп, брэйк
и т.д. Заряда батареи хватает на 45 минут. За это время робот предлагает
всевозможные движения для танцующих вокруг людей. В ушах у него стерео
микрофоны, которые улавливают малейшие звуки. В начале следующего года
планируется поставить таких роботов на ведущие дискотеки мира.
Механическая актиния.
Зачем это нужно, непонятно, но робот точно имитируют поведение морской актинии.
У него гибкое силиконовое тело, а пять щупалец чутко реагируют на освещение и
движения внутри и за стеклом аквариума. Напуганный робот-актиния уползает в
угол.
Мисс любезность
.
Это робот – личный помощник, которого можно возить с собой на симпозиумы и
конференции. Робот Грейс самостоятельно нашла дорогу в зал заседаний, не сбив
никого на своем пути, а в зале поприветствовала всех улыбкой и взмахом руки.
Робот постоянно совершенствуется и пополняет свой словарный запас. Грейс уже
может ездить на эскалаторе, понимает несложные фразы и пытается общаться.
Крысы-киборги:
американские ученые вживили микрочип в мозг крыс. Теперь крысами можно управлять
на расстоянии 500 метров. Предполагается, что киборги будут незаменимыми в
поиске людей, оказавшихся под завалами.
Ученые американского университета Карнеги сконструировали
робота-старика
. Это очень занимательный и милый андроид с чертами старого
горемыки из русских народный сказок. Простенькая система интеллекта позволяет
роботу сносно общаться с окружающими. При этом он по-старчески шамкает, бубнит
что-то под нос, чихает и икает. На расспросы он отвечает, что из семьи пастуха,
а главное его изобретение – это плитка шоколада. Наибольший восторг публики
робот вызывает, когда просит простить его за старческий маразм.
«Робот – машина. В этом можно не сомневаться, хотя, наверное, некоторые люди будут воспринимать их как домашних животных, ибо такова человеческая природа. Только стандартизация дешёвых роботов общего назначения поможет нам ещё глубже осознать бесконечное разнообразие типов человеческой внешности и поведения. Будем надеяться, что это поможет нам быть терпимее друг к другу». Дж. Янг.
Три закона робототехники для роботов
Первый Закон:
Робот
не может причинить вред человеку или своим бездействием
допустить, чтобы человеку был причинен вред.
Второй Закон:
Робот
должен повиноваться командам человека, если эти команды не
противоречат Первому Закону.
Третий Закон:
Робот
должен заботиться о своей безопасности, поскольку это не
противоречит Первому и Второму законам.
Законы для роботов сформулировал Айзек Азимов в своём произведении "Три закона робототехники
".
Мы привыкли считать, что человек – венец творения. Стоя на верхней ступени эволюции, он приспособился использовать природные ресурсы для своих целей, и вот пещерный охотник, который недавно ставил капкан для мамонта, уже исследует космос.
Но чем шире размах – тем больше требуется ресурсов. Со временем человечество стало поручать рутинную и тяжелую работу компьютерным алгоритмам. Сегодня применение роботов в современном мире уже никого не удивляет.
На плечи механических друзей ложится множество разнообразных задач. Медицина, банковское обслуживание, промышленность, даже развлечения – основные области применения роботов. Однако с каждым годом появляется все больше работы, которая по зубам искусственному интеллекту.
Примеры использования роботов в различных сферах деятельности
Медицина
Здравоохранение – одна из самых прогрессивных сфер, в которой применяется труд роботов. В настоящее время активно развивается роботизированная хирургия.
Так весной 2017 года в Московском клиническом научном центре была проведена успешная операция на желудке 77-летней пациентки под руководством доктора из Южной Кореи Янга Ву Кима. Уникальность события в том, что большую часть манипуляций в брюшной полости онкобольной произвел медицинский робот.
Благодаря кибернетическим технологиям человек может вернуть утраченную часть тела.
Всем известный голливудский киборг Робокоп еще в XX веке казался невероятным футуристическим изобретением. Однако будущее уже наступило. Благодаря кибернетическим технологиям человек может вернуть утраченную часть тела.
В медицине достигнут большой прорыв с тех пор, как стали использоваться бионические протезы, которыми человек может управлять при помощи собственной нервной системы.
После ампутации конечности в организме остаются двигательные нервы, и хирург прикрепляет их остатки к небольшому участку крупной мышцы. Например, если была утрачена рука, нервы перемещают в область грудной мыщцы.
Далее происходит самое интересное: человек хочет вытянуть руку, мозг направляет сигнал мышце с присоединенным нервом. Электроды фиксируют сигнал и отправляют импульс по проводам в процессор внутри протеза руки.
Более того, при помощи протеза человек может чувствовать прикосновение, тепло и давление.
Сегодня кибернетические технологии помогают обрести зрение!
В июне 2017 года слепоглухому 59-летнему россиянину успешно имплантировали кибернетическую сетчатку. Устройство показывает картинку из пикселей, и пациент видит окружающие предметы в виде черно-белых очертаний, а специальные упражнения позволяют мозгу распознавать их.
Космос
Космороботы активно используются человеком в освоении просторов Вселенной – механизмы собирают образцы почвы и исследуют новые пространства в условиях повышенной радиации и экстремальных температур.
На 2021 год запланирован запуск российского космического робота на МКС – для технического обслуживания аппаратов и работ в открытом космосе.
Системы безопасности
Не менее успешно роботизированные системы применяют в сфере безопасности: устройства со специальными датчиками оперативно обнаруживают пожароопасные ситуации и успешно предотвращают их.
Существуют военные базы, где используют роботов, имитирующих действия противника. Такие тренировочные механизмы могут воспроизводить повадки человека. Помимо этого, существуют разведывательные и боевые модели. Ходят слухи, что российские войска применили роботов во время войны в Сирии.
Производство
Современные заводы и предприятия далеко продвинулась за счет современных технологий. Автоматизированные промышленные роботы применяются для сварки, укладки, покраски и прочих операций, требующих многократного повторения и высокой точности.
Чаще всего такие механические работники представляют собой механизм, напоминающий человеческую руку. Обычно это универсальное устройство с несколькими осями подвижности и фланцем для закрепления рабочего инструмента.
Использование промышленных роботов значительно увеличивает производительность, в то время как человеческие ресурсы освобождаются для более важных задач.
Быт
Если бы вас попросили ответить не задумываясь, в каких областях применяют роботов, вы бы наверняка первым делом представили футуристические пейзажи, на фоне которых андроиды завоевывают космос. Второе, что приходит на ум – более приземленные научные центры, где гуманоидов собирают из деталей, на крайний случай – заводы с механизмами-манипуляторами.
Но роботы гораздо ближе к людям, чем кажется, многие из них успешно используются в быту. Самые распространенные – робот-пылесос, робот-газонокосильщик, а также массажер и даже чистильщик бассейна.
В последнее время пользуется все большей популярностью «умный дом» – автоматизированная сеть, контролирующая электричество, водоснабжение, безопасность и другие системы.
Развлечения
Применение роботов в различных сферах деятельности привело к тому, что многие дети и взрослые сегодня не прочь завести себе механического друга. На прилавках магазинов немало разнообразных детских игрушек (в том числе радиоуправляемых), которые умеют петь, танцевать, рассказывать сказки и даже летать. «Взрослые» игрушки, как правило, сложнее и дороже, зато вызывают восхищение тем, как далеко зашел прогресс.
Один из популярных роботов – англичанин Теспиан – гуманоид, созданный для общения. Кроме того, что Теспиан отличный собеседник, он еще декламирует стихи и умеет разыгрывать театральные постановки, уверенно при этом жестикулируя и отображая смену эмоций на лице.
Порой ученым удается создать настолько неотличимого от человека робота, что возникает эффект «зловещей долины».
Вершина современных разработок – роботы гуманоидного типа. В Китае создали реалистичных андроидов, которые умеют поддерживать беседу и даже шутить. Порой ученым удается изобрести настолько неотличимое от человека создание, что возникает эффект «зловещей долины».
Этот психологический феномен заключается в том, что люди испытывают неконтролируемый страх при виде неживого объекта, который выглядит человекоподобным (в роли объекта может выступать гиперреалистичная скульптура или персонаж в видеоигре).
Точного объяснения причины возникновения этого эффекта до сих пор нет, однако психологи пришли к выводу, что на глубоко подсознательном уровне человек анализирует малейшие отклонения от «нормальности», и симметричное лицо робота-андроида (в отличие от ассиметричных лиц людей) вкупе с «механическими» движениями и рваной безэмоциональной речью может вызвать необъяснимый ужас.
Проведение презентаций
Промороботы используются для обслуживания клиентов. Так 31 августа 2017 года в Сбербанке открылся т. н. «офис будущего», где желающие могли ознакомиться с обновленным сервисом.
Гостей зеленого банка на входе приветствовал проморобот, который отвечал на вопросы, пел и танцевал. Благодаря системе распознавания лиц он также запоминал собеседников, делал фото и даже демонстрировал эмоции на дисплее.
Мы перечислили лишь немногие сферы применения роботов в современном мире, при этом с каждым годом роботизация приобретает все больший масштаб.
Применение роботов в различных областях влечет плюсы и минусы.
Преимущества роботизации:
- wow-эффект – новые технологии встречают с восторгом, роботы вызывают интерес и симпатию (особенно на публичных мероприятиях);
- экономия – использование роботов позволяет оптимизировать работу человеческих ресурсов и сэкономить (при длительном использовании стоимость механизма окупается);
- оптимизация – роботы могут выполнять рутинную и тяжелую работу, в то время как ценные кадры возьмут на себя более сложные аналитические задачи;
- качество – действия роботов исключает негативные последствия человеческого фактора, результат работы механизма будет более точным;
- скорость – темп работы гораздо выше, не требуется время на перерывы и обед.
Недостатки роботизации:
- хрупкость – как и любые другие механизмы, роботы нуждаются в техническом обслуживании и ремонте;
- энергопотребление – работоспособность механизмов полностью зависит от источников питания, и объемы потребления энергии довольно велики;
- безработица – замена кадров роботами может привести к сокращению как синих, так и белых воротничков: в Сбербанке, например, планируют заменить 4,5 тыс. сотрудников искусственным интеллектом (впрочем, старший вице-президент банка обещает, что работники будут переобучены и смогут работать над другими проектами);
- деградация – существует мнение, согласно которому современные роботы и их применение может негативно сказаться на человеке в будущем. Если всю тяжелую (а в дальнейшем – и мыслительную) работу будет выполнять искусственный интеллект, человек может перестать развиваться.
Главное отличие робота от человека
Ты всего лишь машина, только имитация жизни. Робот сочинит симфонию? Робот превратит кусок холста в шедевр искусства (с)
До недавнего времени считалось, что способность к творчеству – уникальная черта , которая отличает искусственный интеллект от человеческого, однако с появлением нейросетей можно смело сказать, что в современном мире роботы «научились» творить.
Разработчик Кристофер Гессе представил проект Edges2cats, который превращает рисунки домов, котов, обуви и сумок в фотографичные изображения.
Что будет дальше?
В настоящее время мы видим, что между человеком и роботом лежит огромная пропасть, однако с каждым годом алгоритмы обучения машин совершенствуются, и вполне может статься, что через несколько десятков лет искусственный разум превзойдет человеческий.
Машины на службе у человека? Когда-то об этом только мечтали, а сегодня мы даже не замечаем того многообразия роботов, которое нас окружает. Роботы-слуги, роботы- няньки, роботы-игрушки. Первый раз я собрал робота из конструктора «Лего», и тогда задумался: «А что такое робот? Откуда появилось само это слово?» Оказывается, так называют «высокоорганизованную техническую систему, которая может самостоятельно решать поставленные перед ней задачи».
Роботы сегодня стали близкими друзьями жизни человека. Их изготавливают на заводе. Роботы выполняют ту работу, которую нельзя делать людям (связано с радиацией или с температурой и. т. п.). Они исследуют планеты в космосе, и постепенно проникают и в дома людей, пока в основном в качестве безобидных игрушек. Однако развитие роботов не останавливается ни на минуту, и наиболее интересной задачей является создание роботов - игрушек, о чем и рассказано в моем реферате. Через игру ребенок познает мир.
Разработчики роботов – игрушек для детей уже добились серьезных успехов в этой области.
Робототехника постоянно находится в развитии. То, что сегодня нам кажется новым, совершенным, интересным, завтра может устареть.
Я понимаю, что только начал изучать эту науку, поэтому мне необходимо постоянно углублять и совершенствовать свои знания, чтобы в будущем применить их, создавая своего робота- игрушку.
2. 1 Из истории.
Робот, управляемая компьютером машина, способная заменять человека при выполнении (как правило, повторяющихся) операций с целью повышения производительности. Часто используются на работах в опасных для жизни условиях (повышение радиации, температуры и т. п.), а также при относительной недоступности человеком (под водой или в космосе). Обычно работают по определенной, заранее заданной программе. Возможно также дистанционное управление роботом.
Впервые слово робот было сказано в 1921 году в Чехии. Талантливый писатель Карел Чапек пишет пьесу о роботах. Писатель убеждает что не надо бояться того, что роботы подчинят себе людей.
Однако первое упоминания об этих интеллектуальных машинах было ещё в середине III тыс. до н. э. , когда египтяне изобрели идею думающих машин: внутри статуй прячутся жрецы, чтобы давать предсказания и советы.
Чертежи робота, которого мы привыкли видеть, были сделаны в 1495 году Леонардо да Винчи. Именно он разрабатывает детальный проект механического человека, способного двигать руками и поворачивать голову. Механизм выглядит как бронированный рыцарь.
К сожалению, истории не известно пытался ли да Винчи сконструировать этого робота.
Первые достоверные достижения в этой области зарегистрированы в 18 веке. В то время на пике популярности были домашние куклы. Эти механические устройства представил широкой публике, французский ученый Жаком де Викасон, на примере куклы – музыканта. Она могла воспроизводить на флейте 12 разнообразных мелодий. Какое-то время спустя к флейте присоединились бубен и барабан, что позволило механически организовать подобие настоящего оркестра.
Но Ж. де Викасон не остановился на достигнутом и удивил публику следующим уникальным и поразительным для тех времен изобретением - механической улиткой, которая была способна на несколько разных действий (передвижение, взмахи крыльями, кряканье, вращение головой).
Современная робототехника, известная, сегодня, всему миру робототехника четко сформировалась лишь к 50-м годам прошлого века, когда Дж. Диро и Дж. Энжилбергером был сконструирован робот Ultimat, представляющий собой гигантский механизм похожий на человеческую руку.
Также проходят и спортивные соревнования среди роботов, к примеру, РобоКап - это чемпионат мира среди роботов по футболу. 1-ый РобоКап1997 прошёл не очень роботы плохо пасовали, а некоторые даже забивали мяч в собственные ворота. Но с каждым годом технологий растут и РобоКап становится всё популярнее. Также проводятся олимпийские игры среди роботов.
2. 2 Какие бывают роботы.
Принято различать три вида роботов: программные, управляемые человеком и интеллектуальные, действующие самостоятельно независимо от человека.
Простейший робот - это манипулятор с дистанционным управлением, имеющий одну или две «руки», ограниченную зону действия, закреплен на неподвижном или
Полуподвижном основании. Манипуляторы встречаются в медицине при проведении операций, на атомных станциях, для различных исследований морских глубин и космоса.
Другой вид роботов, более сложных, предназначенных для выполнения различных заданий, определяемых заложенной в них программой. Как правило, программа может быть выполнена в цикле (т. е. повторяется через равные промежутки времени) для того чтобы робот выполнял одни и те же повторяющиеся операции без остановки. В другом случае программа выполняется однократно, и после завершения заменяется другой. Примером использования таких роботов могут служить автоматы по разливу и упаковке бутылок, развешиванию, фасовке или упаковке пакетированных продуктов или товаров.
Третья группа роботов - интеллектуальные роботы, воспринимающие внешние изменения с помощью различных датчиков, имеющие блок управления.
В своем реферате я хочу рассказать о роботах- игрушках.
Встречаются следующие виды роботов- игрушек: робособаки, робозавры, дроиды, конструкторы, андроиды и т. д.
Роботы-игрушки - это вид механической игрушки, которые можно запрограммировать и играть с ними.
Робособаки - это всем известные нам четвероногие друзья. Они играют в разные игры, например в футбол. Самая знаменитая собака " Sony Aibo PC " - эта собака понравится каждому ребёнку.
Робозавры. Динозавры возвращаются! Это древние рептилии, которые вымерли уже стали роботами. Динозавры бывают и добрые как, например Pleo это детёныш камарозавра. Pleo знает, когда надо подзаряжаться он сам идёт к зарядке ему достаточно попросить хозяина о том чтобы вставить в его провод.
Дроиды. Все знают знаменитых "Звёздных воинов". Изобретатели разработали нового робота - дроида R2-D2. В зависимости от модели, комплектации и фирмы производителя, цена на робот разнится на порядок: от 200 до 2500 долларов. А последняя модель ещё не добралась до России. В неё входят: видеопроектор, DVD, FM-радио, динамики мощностью 20W, разъемами для подключения к внешнему телевизору, LCD-панели, акустики и т д.
Андроиды - это роботы, которые похожи на человека, т. е. они, могут делать то, что умеет делать человек. Есть Андроид, который похож на Элвиса Пресли: он одет, поет и танцует как Элвис Пресли и такого же размера, как он. Этот робот так и называется:
Конструкторы. Компания Lego производит не только знакомые всем обычные блочные конструкторы, но и конструкторы-роботы. Как, например: Лего Маиндштормс (о нём поподробнее я расскажу в следующей части реферата).
2. 3 О моём роботе.
У меня есть робот "Lego Mindstorms NXT". Эта современная детская игрушка прошла серьезные испытания специалистами - разработчиками и может решать любые поставленные перед ней, даже взрослые задачи. Также при тестировании активное участие принимали военные. Поэтому можно сказать, что конструктор Mindstorms NXT тестировали в реальных военных условиях.
Мой робот имеет 4 базовые модели. Самая первая - это учебная модель, вторая - погрузчик, третья - скорпион и четвертая - модель, которую я вам продемонстрирую - это "человек", называется Alpha Rex .
У робота есть интеллектуальный блок, в нем содержится вся информация. Программирование осуществляется с обычного персонального компьютера под управлением Windows. Когда все готово либо через USB порт, либо через Bluetooth, программу передаю на робота. Так же мой робот имеет три сервомотора. С помощью этих моторов робот может передвигаться и совершать какие-то действия. Робот имеет 4 датчика. Первый датчик или сенсор - это тач-сенсор. С помощью него у робота появляется первый орган чувств - осязание. Следующий датчик - саунд-сенсор, звуковой сенсор. Робот воспринимает звуки, у него появляется слух. Так же есть ультрасоник - сенсор. Внешне это похоже на глаза робота, а на самом деле - датчик предназначен для того чтобы измерять расстояние. Последний сенсор - лайт - сенсор. Вот этот сенсор и имитирует еще один орган чувств - зрение. Таким образом, робот различает цвета, реагирует на голосовые команды, чувствует прикосновения.
Для того, чтобы написать программу требуется изобразить последовательность иконок, которые демонстрируют то или иное действие. Элементарные настройки инстинктивно понятны и графически оформлены, что дает возможность программировать робота достаточно просто и увлекательно и заставить делать его то, что вам хочется.
На рисунке изображен фрагмент окна редактора "Lego Mindstorms NXT". Программа выполняется слева направо и, если нужно, содержит ветвления, циклы и другие параметры. В этом примере робот начинает работу с ожидания звукового сигнала, а затем определяет ночь сейчас или день, используя лайт - сенсор. Если сейчас ночь (нижняя ветка на рисунке) то робот говорит Good Night и рисует на экране изображение обозначающее сон. Верхняя ветка рисунка включается, если сейчас день и светло. Прежде всего, днём робот приветствует нас фразой Good morning и широко улыбается. Затем робот отправляется в путешествие, а как до какой-то преграды остается 20 см, робот разворачивается и снова идет в путешествие.
2. 4 Зачем нужны роботы.
Роботы нужны для облегчения жизни человека. Они помогают нам в делах, когда нужно поднять тяжелый груз, тысячи раз повторить одинаковую монотонную работу, обезоружить террористов или провести тончайший анализ органов человека.
Без роботов жизнь будет не такая, которую мы привыкли видеть. Это почти то же самое, что и невидимые нити, вот посмотрите: не будет роботов, затем не будет ещё чего-нибудь.
Зачем нужны роботы – игрушки? Важно отметить, что многие игрушки - роботы сделаны подобием героев мультфильмов. Они помогают развиваться не только ребенку, но человеку. Играя с ними, малыш может выдумывать собственный сценарий и исход любимого мультфильма, что в значительной степени помогает развить его творческие способности.
3 Заключение
Чешский писатель Карел Чапек в 1921 году опубликовал необычную пьесу. В ней рисовалась картина будущего, где искусственные рабочие помогают человеку на производстве и в быту, и даже ведут за него войны. А один из героев пьесы решает построить супер-робота, по своим возможностям равным человеку: чтобы он не только выполнял разные работы, но и обладал чувствами и желаниями, мог испытывать любовь и счастье, боль и ненависть. Хотя и сегодня такого робота до сих пор не построили, все же мы уже не можем себе представить мир без роботов. Они помогают нам везде. С помощью роботов собирают автомобили, исследуют далекие планеты и глубины океанов и даже ведут домашнее хозяйство. И если бы не было роботов, то человек не полетел бы в космос, не высадился бы на Луне, не знал бы, что находится глубоко под водой и в кратерах вулканов. Мы не могли бы предсказывать погоду, магнитные бури и землетрясения. А труд на заводах и фабриках был бы очень тяжелым и изматывающим. В общем, если бы не достижения в робототехнике, то технический прогресс оставался бы на уровне позапрошлого века!
Из всех изобретений, когда-либо придуманных человеком, управляемые роботы – самые могущественные и многосторонние. И только от нас зависит, как мы воспользуемся этим инструментом: на пользу человеку или против него.
Итак, роботы нужны и важны для развития человечества.
Роботы для игр и развлечений появились не так давно, но уже успели стать популярными и полезными для обучения.
Лего - конструктор подходит для начального обучения основам робототехники.
Все без исключения инженеры-робототехники считают, что в производстве и продаже домашних роботов. Можно , но ведь и большинство экономистов пророчат этой отрасли небывалый подъём. Рассмотрим, что же сегодня заставляет многих людей быть столь уверенными в скором всплеске популярности роботов для дома. Какие из них уже сегодня пользуются стабильным спросом и интересом со стороны потенциальных покупателей?
1
На сегодняшний день есть один абсолютный лидер продаж – это робот-пылесос. Современные уборщики вашего жилья способны на многое: пылесосы выколачивают и высасывают пыль из ковров, чистят пол под мебелью и плинтусы, а главное — анализируют степень загрязнения пола, особенно тщательно чистя именно эти участки. Большинство моделей сами подъезжают к розетке на подзарядку и т.д. Стоимость этих помощников варьируется от 300 до 3000 долларов США в зависимости от марки робота.
2 Робот — помощник
В данном случае мы говорим о модели «HelloSpoon» — это робот, предназначенный для кормления детей и людей с ограниченными возможностями. Подобные модели уже продаются, но именно эта выгодно отличается ценой всего в 200 долларов США. Робот внешне напоминает слонёнка и, помимо кормления, способен также «общаться» с человеком. Модель помощника очень компактна и проста в использовании, а основное управление осуществляется со смартфона.
3
Маленький «Rovio» — один из множества своих собратьев, призванных вести наблюдение за определённой территорией. Полноприводная колёсная база позволит этому крохе находиться там, куда вы его отправите, без особых проблем. Веб-камера с Wi-Fi и фотоаппарат, микрофоны с высокой звукопередачей – всё это поможет вам осуществлять полный контроль за домом, двором или офисом. Роботы-шпионы выполняют команды дистанционно, отлично ориентируясь в пространстве даже в полной темноте. Если аккумулятор разряжен, то робот сам отправится на подзарядку. Стоимость «Rovio» колеблется в районе 300 долларов.
4
Как ни удивительно звучит, но моделей роботов для одиноких пожилых людей в мире уже несколько десятков. Мы остановимся на модели «Care – O – bot 3». Он разработан для предотвращения изоляции или одиночества, предлагая одиноким людям стимулирующую деятельность, автономию и некоторую независимость от посторонних. Его внушительную стоимость в 275 тыс. долларов разработчики обещают уменьшить в ближайшие год-два.
Модель робота по имени «Valerie» вызывает массу споров между потребителями и разработчиками. С одной стороны, все ждут робота, который максимально похож на человека, с другой, когда такой появляется, он сразу же многих смущает или даже пугает. Робот -домработница, тем не менее, умеет многое: почти все виды уборки, включая мытьё посуды, общение с хозяином дома на массу различных тем, а если понадобится, она может вызывать и экстренные службы. Но всё же схожесть с обычным манекеном пока что не на стороне антропоморфных андроидов. Стоимость этого робота составляет от 55 до 60 тыс. долларов.
6
Гостеприимные люди всего за 20 тыс. долларов могут приобрести собственного официанта. Как и самый обычный, он способен подавать на стол блюда, сопровождая их различными комментариями. Робот максимально аккуратен, ничего не прольёт и тем более не уронит – это гарантирует компания производитель. Он ловко лавирует среди большого количества людей и, работая без подзарядки целые сутки, способен обслуживать большие компании. Особенно удачна модель американских разработчиков – «Serving Cart».
7 Робот — газонокосильщик
Эти машины намного тише своих обычных собратьев, а это уже огромный плюс. Такие роботы экологически чисты и абсолютно безопасны для детей. Они сами передвигаются по участку, сами заряжаются, а многие модели мульчируют газон (делают из срезанной травы удобрения). Отходы с газона, который обрабатывает робот, нет необходимости дополнительно убирать. Такие помощники стоят от 1300 до 5000 долларов.
8 Робот — кошачий туалет
Многие слышали о нашумевшем роботе «Litter – Robot», ухаживающем за кошками (в гигиеническом смысле). Модель за 350 долларов способна несколько дней подряд держать туалет вашего питомца в чистоте. Устройство абсолютно безопасно для кошки, и главная задача хозяев – это приучить питомца именно к роботу-туалету.
Подобные модели создаются для развития детей в техническом плане. К примеру, модель «HEXY» за 250 долларов ребёнок сможет собрать сам. Сборка робота не только проста и увлекательна, но и очень познавательна для малыша. В дальнейшем, управляя роботом или играя с ним, любознательные дети могут приобщиться к робототехнике.
10 Робот — таракан
Похожие на маленькие детские машинки, роботы-тараканы изобретены для избавления от настоящих тараканов. Как известно, эти насекомые склонны к «стадному» поведению, и микророботы, «пахнущие» как настоящие тараканы, заманивают их в специальные ловушки. На самом деле у подобных роботов большое будущее в санитарной обработке помещений от различного вида вредителей!
Как и было сказано в начале, робототехнику ждёт небывалый подъём, конечно, благодаря новейшим технологиям и научным разработкам. А значит, возрастающий спрос на домашних роботов – прямое следствие происходящего прогресса. Будем ждать новых помощников, которые когда-то были обитателями только научно-фантастических романов…
Люди стали изобретать первых роботов уже в середине прошлого века. Конечно, первые громоздкие разработки лишь отдаленно напоминали современные
Люди стали изобретать первых роботов уже в середине прошлого века. Конечно, первые громоздкие разработки лишь отдаленно напоминали современные, однако только благодаря их появлению наука смогла продвинуться в изучении и конструировании робототехники. Современный этап развития цивилизации может предложить миллионы модификаций автоматических устройств, давайте познакомимся с самыми известными из них.
AsimoAsimo - это японский робот, созданный корпорацией Honda. Первоначальные технические разработки проводились организацией с начала 80-х годов. Готовый продукт в виде робота Asimo был презентовал публике в начале нового тысячелетия. Он стал одним из самых обсуждаемых проектов XXI века.
В данный момент японские разработчики продолжают модернизировать устройство. Asimo, собранный в 2014 году, представляет собой робота, имеющего высоту 1,5 метра и вес 50 кг. Автоматическое устройство способно самостоятельно маневрировать в пространстве, избегать преграды, выполнять действия в рамках своей программы, например, приносить чай по просьбе человека.
VGo
Роботизированное устройство телеприсутствия VGo управляется при помощи сети Wi-Fi. Робот может передвигаться, говорить, слышать и видеть окружающие его предметы. Пользователь может подключить к системе устройства и использовать его в качестве своеобразной камеры.
Подобная разработка создана для людей с ограниченными возможностями, которые не могут посещать определенные места. Например, ребенок-инвалид может видеть свой школьный класс, находясь при этом дома. Он сможет получать задания и следить за уроками посредством робота VGo.
Boston Dynamics
Данный робот был представлен в 2005 году. BigDog – это четырехногое устройство, которое способно преодолевать значительные расстояния. Длина модели BigDog составляет 1,5 метра, высота достигает 1 метра. Вес такого робота равен 110 кг. С помощью него человек может транспортировать грузы весом до 150 кг, минимальная скорость движения робота составит 6 км/ч.
Roboy
Сотрудники университета Цюриха создали Roboy. Данный экспонат имеет движимые сухожилия, поэтому его жесты напоминают человеческие. Конструкция Roboy имеет мягкую поверхность, можно ощутить отдельные суставы. Робот умеет выражать разные эмоции. Считается, что он стал бы хорошим помощником для одиноких пожилых людей, лишенных внимания, заботы и ухода.
Kuratas
Это гигантский робот, имеющий высоту 4 метра. Вес устройства достигает 4,5 тонн. Он подразумевает наличие водителя, который управляет машиной из кабинки. Существует возможность руководить действиями гиганта на расстоянии с помощью дистанционной панели. Максимальная скорость передвижения робота Kuratas достигает 10 км/ч.
Создателем устройства выступил японский художник Когоро Курата, который спроектировал его на основе дизайна из аниме. Робототехник Ватару Йошизаки дополнил конструкцию. Стоимость робота – 1,3 миллиона долларов.
iCub
Итальянские специалисты разработали робота-гуманоида под названием iCub, внешний вид которого практически полностью повторяет строение человеческого тела. Устройство откликается, когда его зовут по имени. Оно способно идентифицировать знакомых людей, запоминать названия и свойства неодушевленных предметов.
Автоматическое устройство iCub может ориентироваться в пространстве и находить выход из сложных лабиринтов. Его научили стрелять из лука с идеальной точностью.
