Роботы. Пока еще это экзотика, но тем не менее, они все увереннее входят в нашу жизнь. Три закона роботехники Айзека Айзимова скоро перестанут быть только развлекательной литературой. Роботы – существа, которые одновременно завораживают и пугают своей человечностью и одновременно машинностью. Производство роботов развивается постоянно. Посмотрите на десятку самых интересных экземпляров на сегодняшний день.
ASIMO: Робот-гуманоид
ASIMO – это робот-гуманоид, созданный компанией Хонда. Ростом в 130 сантиметров и весом в 54 килограмма, робот похож на маленького астронавта, который несет рюкзак. Он умеет ходить на двух ногах, копируя человеческую походку скоростью в 6 км/ч. ASIMO был создан в Японии в «Центре исследований и развития» Хонды. Эта последняя модель в серии, а всего их одиннадцать, первый робот был создан в 1986 году.
Официально имя робота – это сокращение от "Advanced Step in Innovative MObility", то есть буквально «Продвинутый шаг в передовой мобильности».в 2002 году существовало 20 роботов ASIMO. Каждый стоит миллион долларов за производство, и некоторые экземпляры можно взять напрокат за 150 тысяч долларов в месяц.
Распознавание движущихся объектов
Используя зрительную информацию, которую собирает вмонтированная в голову робота видеокамера, ASIMO распознает движения множества объектов, а также оценивает расстояние от них и их направление. С помощью комплекса этих технологий робот может следить за перемещениями людей камерой, следовать за человеком или поприветствовать его, когда он приближается.
Распознавание поз и жестов
ASIMO умеет интерпретировать позиции и движения руки, распознавать позы и жесты. Благодаря чему робот может реагировать не только на голосовые команды, но и на естественные телодвижения людей. Таким образом он, например, понимает, когда ему предлагают рукопожатие или когда человек ему машет, и отвечает взаимностью. Кроме того, он понимает, когда ему указывают направление движения.
Распознавание окружающей среды
ASIMO умеет анализировать окружающие объекты и ландшафт и действовать так, чтобы это было безопасно для него и находящихся рядом людей. Например, он узнает потенциально рискованные объекты, такие, как лестницы, а также останавливается или обходит людей и другие движущиеся объекты, чтобы не столкнуться с ними.
Распознавание звуков
Возможности робота распознавать род звуков углубились, и теперь он знает разницу между голосами и прочими звуками. Он отвечает на свое имя, поворачивается лицом к человеку, с которым разговаривает, реагирует на внезапные необычные звуки вроде упавшего предмета или столкновения, и поворачивает голову в этом направлении.
Распознавание лиц
ASIMO может узнавать человеческие лица, даже когда человек двигается. Он может отдельно различать 10 человеческих лиц. Когда их зарегистрируют в его памяти, он будет обращаться к ним по имени.
Albert Hubo: робот-Эйнштейн
Робот Альберт Хубо (Albert HUBO) – андроидный робот. Его внешний вид составляет голова, которая копирует голову ученого Альберта Эйнштейна, и туловище довольно известного гуманоидного робота Хубо. Период разработки составил три месяца и завершился в ноябре 2005 года. Голова была разработана компанией Hanson-Robotics. Тело сделано из специфического материала, Frubber, который частенько используют в Голливуде.
Голова имеет 35 суставов, благодаря чему может выражать различные эмоции на лице, пользуясь независимыми движениями глаз и губ. Также в голове есть две CCD камеры для визуального распознавания. Кроме того, Альберт умеет вытворять все присущие Хубо представления, поэтому возможно выражать еще больше естественных человеческих движений и манер поведения. В теле спрятаны полимерные литиевые батареи, которые обеспечивают около двух с половиной часов автономной работы робота.
С помощью удаленной сети роботом Альбертом можно управлять из внешнего компьютера. Впервые Альберт Хумо был представлен в 2005 году на саммите АПЕК в Пусане (Корея). Его похвалили многие мировые лидеры: президент США, премьер-министр Японии и т.п.
Stanley: самоуправляемое транспортное средство
Стэнли (Stanley) – это автономное средство передвижения, созданное гоночной командой Стэнфордского университета. Это обычный Фольксваген Туарег, доработанный до возможности управления только бортовыми компьютерами. Он принимал участие и победил в DARPA Grand Challenge в 2005 году и принес Стаэнфордской гоночной команде приз размером в два миллиона долларов, самый большой денежный приз за всю историю роботов.
Сенсоры, использованные в Стэнли, включают в себя пять лазерных лидаров, пару радаров, стереокамеру и однообъективную камеру. Обрабатывают информацию и определяют позицию машины GPS-приемник, GPS-компас, инерционная система управления, а информацию об одометрии колес получает внутренняя CAN шина Туарега. Компьютерная часть – это шесть мощных компьютеров Intel Pentium M с разными конфигурациями и операционными системами Линукс.
Стэнли наделена системой обнаружения приближающихся препятствий. Данные из лидаров скомбинированы с изображениями из визуальной системы, чтобы составить более полную картину обзора. Если приемлимую дорогу невозможно распознать хотя бы на ближайшие 40 метров, скорость снижается, а лидары ищут безопасный путь.
Кстати, вождение Стэнли программировали, пользуясь записью человеческого вождения в пустыне, а затем устанавливая точное значение каждому биту информации, создаваемой его системой сенсоров. После этой модификации машина-робот начала кататься со скоростью 45 миль в час по дорогам, пересеченным тенями деревьев. Пока точные значения для данных не были заданы, машина испуганно сворачивала с дороги, уверенная, что путь пересечен не тенями, а ямами.
BigDog: робот-мул
БогДог (BigDog, буквально – Большой Пес) – это четвероногий робот, созданный компанией Boston Dynamics в 2005 году. Проект БигДог финансировало Агентство защиты передовых исследований в надежде, что это создание сможет служить роботом-мулом для солдат на слишком грубой для транспорта местности.
БигДог весит 75 килограммов, он метровый в длину, а в высоты – 0, 7 метра. На данный момент он может путешествовать по тяжелой для передвижения местности со скоростью 5,3 км/ч, нести вес в 54 килограмма и карабкаться по склонам наклоном в 35 градусов.
RiSE: карабкающийся робот
Райз (RiSE) – это маленький шестилапый робот, который забирается по вертикальным поверхностям: стенам, деревьям, заборам. На пятках Райза имеются когти, микрокогти или липкий материал, в зависимости от поверхности, по которой надо лазать. Робот меняет позы, чтобы приспособиться к наклону поверхности, а зафиксированный хвост помогает балансировать на крутых поверхностях. Малыш весит всего 2 килограмма, в длину составляет 0,25 метра, бегает со скоростью 0,3 м/с.
Каждая из шести лап робота оснащена двумя электромоторами. Бортовой компьютер управляет лапами, определяет способ коммуникации с землей и обсуживает разнообразные сенсоры. В том числе сенсор, рассчитывающий инертность, сенсор позиции сустава для каждой лапы, сенсор натяжения лап и датчик контакта ступней.
Будущие версии Райза будут использовать сухое прилипание, чтобы карабкаться по совершенно гладким отвесным поверхностям, таким как стекло и металл. Райз разработали совместно исследователи Пенсильванского университета, университетов Карнеги Меллон, Беркли, Стэнфорда, а также университета Льюиса и Кларка. Проект спонсировал Офис защиты науки DARPA.
QRIO: танцующий робот
QRIO ("Quest for cuRIOsity" – «Задача для любопытства») – это двуногий гуманоидный робот для развлечения, созданный и проданный Сони, чтобы не затухал успех их игрушки AIBO (робот-собачка). QRIO обладает ростом в 0,6 метра и весит 7,3 килограмма.
Робот умеет распознавать голоса и лица, благодаря чему может запоминать людей и их пристрастия и антипатии. Он умеет бегать со скоростью 23 см в секунду, что зафиксировано в Книге рекордов Гиннеса (2005 года) как первый, самый скоростной, двуногий робот, который бегает. Робот QRIO четвертого поколения работает от батареи час.
Четвертое поколение этих роботов умеет танцевать под Hell Yes, музыкальный клип исполнителя Beck. Эти экземпляры дополнены третьей камерой на лбу, и у них улучшили руки и запястья. Программисты работали три недели, чтобы обучить этих роботов хореографии.
Настоящих роботов стали конструировать после Второй мировой войны, и они были мало похожи на гуманоидов, придуманных писателями и кинематографистами – фантастами. Эти сложные аппараты с механическими руками ничуть не походили на человеческие существа и красивых механических кукол, сделанных в XVIII веке. В наше время роботов создают уже не для развлечения публики, а для тяжелой работы на заводах, как это и заложено в изначальном названии, придуманном чешским писателем Карелом Чапеком. Благодаря достижениям кибернетики – науки, занимающейся в числе прочего созданием механизмов, воспроизводящих человеческие движения – были созданы автоматы, снабженные гибкой «кистью» (или, скорее, металлической клешней), способной захватывать различные предметы и манипулировать ими. Движения руки и кисти регулируются компьютером, который отдает роботу приказы на выполнение определенных движений и операций. Более того, благодаря развитию компьютерных программ механизмы могут адаптироваться к окружающей среде и определенным образом реагировать на воздействие внешнего мира. Они еще не могут думать, но умеют останавливаться или менять направление движения, встречаясь с какой-либо преградой.
НЕДОСТАТОК ПАМЯТИ
Одной из проблем роботов первого поколения была их память. Мы, люди, узнаем предметы потому, что за свою жизнь видели их много раз, понимаем, для чего они служат, и можем вызвать их в своем воображении. Хороший робот, по идее, должен делать то же самое. Но очень трудно создать искусственную память настолько большую, чтобы она позволяла распознавать любые предметы, оказавшиеся перед роботом. Из-за этого промышленный робот использует в своей работе ограниченный круг объектов и ограниченный набор операций. В данном случае речь идет о специализированных рабочих.
«Смелый» робот
Роботы широко используются в промышленности. Эти мыслящие машины могут заменить человека, когда нужно выполнить особо утомительное или опасное задание. В автомобильной промышленности, например, робот используется в сварке (здесь часто происходят несчастные случаи, используется пламя) и для покрытия кузова лаком (когда применяются токсичные материалы). Кроме того, робот, благодаря тому, что он управляется компьютером, может в точности воспроизводить одни и те же операции, и поэтому его используют в производстве электронных приборов – области, требующей очень точной ручной работы. По этим же соображениям промышленный робот незаменим на атомных станциях и в иных областях, где требуется особая точность или существует повышенная опасность для человека.
Современные исследования в области робототехники направлены на развитие автономности роботов, то есть на то, чтобы они могли двигаться самостоятельно, без управляющего ими человека. Для того чтобы робот обрел самостоятельность, он должен обладать заключенным внутри корпуса источником энергии и большим диапазоном функций и действий, как можно более приближенных к действиям человека. Независимых роботов можно будет использовать в опасной или непригодной для человека среде: морских глубинах, космосе, атомных станциях. На иллюстрации изображены гипотетические роботы будущего для подводных операций, опасных для человека. Подводный робот передвигается по построенной на дне установке с помощью ступней-присосок и работает двумя руками, растущими с двух сторон прямо из «головы».
ПОСЛЕ «СОДЖОРНЕРА»: ЛАПЫ ИЛИ КОЛЕСА?
Среди роботов, предназначенных для космических путешествий, есть такие, которые передвигаются с помощью ножек. Речь идет о питающихся от солнечных батарей роботах-«насекомых», которые, в отличие от колесных роботов, могут преодолевать невысокие препятствия. НАСА уже проявило большой интерес к этим новым моделям. Но тем не менее на сегодняшний день предпочтение все еще отдается «старым» – колесным – роботам. Успех космического аппарата под названием «Соджорнер» (он первым сфотографировал поверхность Марса и собрал с нее пробы) породил его младшего брата, который был назван «Номад». Это робот размером с грузовик и весом 800 кг. Больший по размерам, более устойчивый и более быстрый (до 2 км/ч), чем его предшественник «Соджорнер», «Номад» был испытан НАСА в пустыне Атакама (Чили). «Номад» показал высочайшие результаты.
РОБОТИЗИРОВАННЫЙ СУПЕРМАРКЕТ: Экспериментальная система в европейской цепи торговой сети позволяет клиентам расплачиваться за покупки кредитной карточкой, вставляя ее в щель, расположенную прямо в торговом прилавке. У покупателя нет тележки, все выбранные продукты будут лежать упакованными прямо у кассы, где будет достаточно подтвердить снятие со счета нужной суммы без каких бы то ни было чеков.
РОБОТ-ВОДОЛАЗ: Он предназначен для добывания алмазов с морского дна. Управляемый с корабля, находящегося на поверхности, он снабжен всасывающей помпой, способной собирать 50 тонн породы в час. На корабле, находящемся на поверхности, сортируется втянутая насосом порода, при этом выбираются алмазы и отбрасывается песок.
РОБОТ-ОГОРОДНИК: В Израиле уже опробован роботизированный сборщик дынь, его назвали «Ромпер» («Robotic Melon Picker* – роботизированный дынесбор-щик). Ромпера можно использовать для пересадки, выращивания и сбора растений, таких, как дыня, тыква, капуста и латук. Ромпер также может определить степень созревания растения: специальный датчик измеряет уровень природного гормона, отвечающего за созревание плодов, и может определить степень созревания каждого плода с погрешностью в один день.
Роботы все больше покоряют этот мир, становясь все более совершенными. Где только они не помогают человеку - и в космосе, и на производстве, и в медицине. О них снимают кино, они служат для развлекательных целей.
На верхнем снимке вы можете увидеть инженера из Франции рядом с прототипом робота Wall-Ye, предназначение которого заключается в обрезании лозы винограда. Робот всего 50х60 сантиметров, у него есть четыре колеса, клешни из металла и шесть веб-камер. GPS-навигатор помогает не заблудиться между лоз, а также проверять качество винограда и почвы. Со временем Wall-Ye сможет подрезать более шестисот виноградных лоз за день. Его изобретатель совершенствовал свое детище последние три года.
Это роботизированное существо напоминающее безголового коня называется LS3. Создало его Министерство Обороны США. Предназначение робота - переноска тяжелых вещей и оборудования для солдат американской армии.
Этот робот делает свои заплывы под льдами Антарктиды. Именно он помог ученым из восьми стран сделать карту подводной поверхности Антарктиды и измерить толщину ледяных покровов. Благодаря этом специалисты разбираются в изменениях климата этой местности.
А вот и "Дрон" - аппарат, который может летать без пилота и экипажа. На фотографии вы можете увидеть его запуск.
Робот "Рекс". Его предназначение - помогать ходить и стоять инвалидам, которые передвигаются в коляске, причем и парализованным тоже. На фотографии вы можете увидеть его в действии. Этот экзоскелет помогает человеку увеличить свою силу за счет каркаса. Биомеханика человека соблюдена.
Автопортрет Curiosity - марсохода, который в начале августа этого года приземлился на Марсе, в кратере Гуйла. Если быть точным - это его камера.
А вот и панорама Марса, снятая роботом.
Роботы, которые исполняют функции саперов. На одном из них находится рюкзак, в котором находится самодельное взрывное устройство, которое нужно разминировать.
Есть роботы, которые могут просто отдыхать, как вот этот, который присел рядом с буддийскими монахами.
А вот еще один "Дрон", который сделали во Франции. Он будет наблюдать за возгораниями, что поможет французским пожарникам быстрее реагировать на них.
Робот, танцующий стриптиз.
Эти солидные парни напоминают инопланетных десантников, не так ли? Эти четвероногие металлические создания создали в США и на фото вы можете видеть их показательную прогулку.
Одна сталелитейная компания из Германии решила организовать интересное мероприятие для подростков и детишек. На фото вы можете увидеть робота из выставки, которая проходила в августе этого года в городе Эссене. Выставка организовывалась для того, чтобы её посетители заинтересовались научно-технической карьерой.
Как обычно отличился очередной мастер на все руки из Китая. Этот пятидесятилетний механик сам сделал двухметрового робота-шиномонтажника, который не только сам двигается, но и накачивает шины автомобилей.
Этот беспилотный разведчик работает на водородном топливе, а разработали его специалисты из компании Боинг. Разработку спонсировали военные США, этот аппарат может четверо суток беспрерывно следить из воздуха за обстановкой на земле.
В Корее, на соревновании для железных существ, выступали вот такие роботы-танцоры.
Еще одна ветка робототехники - роботы, которые максимально схожи с людьми. У этой красотки даже есть имя - HRP-4C или MIIM. Она даже танцует и поет, что весьма неплохо для робота.
Этот железный сапер обезвреживает боеприпасы в Афганистане.
Этот манекен тоже робот. Его изобрели для виртуальной примерки одежды в интернет-магазинах. Он может быть толстым и тонким, женского и мужского пола. Также изобретение ученых из Эстонии имитирует разнообразные телосложения, что дает ему возможность принимать более ста тысяч разных форм.
Неизвестно, для чего создан этот одиннадцатиметровый робот-жук, весящий семнадцать тонн, но он прекрасно двигается на своих шестерых конечностях и даже выпускает из носа пар.
Все наверняка догадываются, что сигареты испытывают не люди. Вот этот железный курильщик занимается таким нелегким делом на фабрике Philip Morris.
Это судно называют кораблем-призраком. У него нет никакой необходимости в экипаже, так как его создавали для патрулирования и разведки, чем он успешно будет заниматься.
Современные ученые немалую долю своих сил бросили на создание роботов с мягкими телами. Ведь они могут проникать туда, куда твердотелым роботам даже и не снилось. Например, в 2-сантиметровую щель, как вот этот экземпляр.
Создатель этого роботизированного сапера утверждает, что оно способно обезвреживать любые самодельные взрывные устройства. Очень полезное предназначение.
А вот процесс нанесения макияжа на лицо робота-гуманоида. Оказывается, и такое тоже нужно уметь...
Вот так работает робот-сапер в Южной Корее.
Этот килограммовый робот проверяет состояние деревьев, ползая по ним, аки гусеница. Придумали дереволаза, естественно, в Гонконге. А пока проблемы садоводов решает триммер lider bc 415 - незаменимый помощник ландшафтных дизайнеров и огородников.
Гражданский вертолет США, но только беспилотный. Он может летать на расстояния до полтысячи километров и при этом перевозить почти три тонны чего-либо.
Испытание робота-пожарника.
Эти мягкотелые роботы, которые являются прототипами бионических рук, отлично преодолевают непростые препятствия.
"Обеликс" из Германии. За сто минут он сумел проехать четыре километра, обходя людей и повороты.
Мир роботов. Типы роботов и виды роботов.
Промышленная робототехника сегодня.
ПРО РОБОТЫ.
System intergation in Russian Federation. Robots industrial ААТ.
В разных странах мира конструируются и производятся роботы. Производство роботов, программирование роботов очень интересное занятие.Для кого-то роботы - это хобби, для кого-то специальность, для кого-то потребность.
Эксклюзивный материал, собранный мной для студентов по теме Реферат промышленные роботы манипуляторы.
Огромное количество роботов появляется в мире .Делятся они на множество типов и видов.
Мобильные и стационарные.
Промышленные и бытовые.Антропоморфные (повторяющие руку человека) и линейные (декартовые) модульного типа.
Роботы миниатюрные, сверхминиатюрные, для нанотехнологий и гигантские.Самый крупный антропоморфный промышленный робот у японской фирмы FANUC Robotics грузоподъемностью 1200 кг. У немецкой фирмы KUKA Robotics на KUKA робот рекордсмен на 1 тонну. У фирмы Gudel есть линейные промышленные роботы большой грузоподъемности. Самый крупный создан на заводе Gudel в США на 4 200 кг. У них же есть самые крупные по длине и размерам роботы. Например, роботизированные линии до 220 метров.
Бытовые роботы, пылесосы и многое другое.Боевые и специальные. Военные (там тоже своя градация). Воздух - беспилотники: крылатые ракеты, самолеты, вертолеты, дирижабли и тому подобное. Вода - подводные лодки, торпеды, катера, яхты и прочее.
Земля: автомобили, танки, гусеничная техника. Например, проводятся ралли на роботах - легковых автомобилях различных автомобильных производителей.
Медицинские (Хирурги, врачи, медсестры, сиделки, няни и др. Роботы - тренажеры и роботы - манекены). Секс - роботы, кстати, вышли из медицинских тренажеров.
Пожарные роботы.
Надводные, подводные, трубопроводные, комбинированные для водной и воздушной среды.Роботы для вакуума.
Роботы для высоких и низких температур.Роботы для работы в "чистых зонах".
Беспилотные летательные аппараты.Роботы - беспилотные автомобили и др. специальные устройства. как обычные, так и повышенной проходимости.
Как подкласс - "роботы - водители" для метро, трамваев, автомобилей (уже давно проходит ралли роботов).Роботы - много осевые станки и обрабатывающие центры с магазинами сменного инструмента и др.
Роботы манипуляторы загрузчики заготовок и деталей, роботы - фасовщики и сортировщики, сборщики для всех производств. Роботы у прессов, станков и обрабатывающих центров.Роботы у конвейеров, транспортеров, рольгангов, в том числе измеряющие роботы и маркирующие роботы.
Экспериментальные роботы.
Роботы для нанесения покрытий, красок, лаков, клеёв, герметиков.Роботы полировщики, обрезчики, фрезеровщики.
Роботы палеттировщики, роботы - склады, роботы упаковщики, роботы маркировщики, роботы - дозировщики и так далее.Роботы - манипуляторы для науки.
Их огромное количество. Даже перечислить всех очень тяжело. Многие типы видимо не указал, извиняюсь.
Мы, компания ААТ, системный интегратор по внедрению роботов, занимаемся исключительно программируемыми промышленными роботами манипуляторами и сварочными роботами.
Причем даже среди них есть своя международная градация. Прилагаю перевод одной из статей посвященной этому от Международной Федерации Робототехники.
Японская ассоциация промышленных роботов
подразделяет роботы по уровню сложности на шесть классов:
* ручные манипуляторы;
* устройства типа "взять-положить";
* программируемые манипуляторы;
* роботы, обучаемые вручную;
* роботы, управляемые на языке программирования;
* роботы, способные реагировать на окружающую среду.
В Европе и США термин "промышленный робот" не включает первые два класса японской трактовки .
Британская ассоциация по робототехнике (БАР) определяет робот, как:
"перепрограммируемое устройство, предназначенное для манипулирования и транспортировки деталей, инструментов или специализированной технологической оснастки посредством вариабельных программируемых движений по выполнению конкретных производственных задач".
Определение, используемое Американским институтом по робототехнике
, в основном схоже с трактовкой БАР
и характеризует робот, как:
"перепрограммируемый многофункциональный манипулятор, предназначенный для перемещения материалов, деталей, инструментов или других специальных устройств посредством программируемых движений для выполнения разнообразных задач".
Таким образом, термином "робот", как он трактуется на Западе
, не охватываются такие устройства, как:
дистанционно управляемые манипуляторы (телеоператоры), искусственные конечности, основанные на принципах бионики, или протезы, поскольку эти устройства управляются человеком, хотя они и основаны на той же технологии, что и роботы.
Отнесение японцами к роботам устройств типа "взять-положить" и ручных манипуляторов серьезно затрудняет сравнение статистики производства и использование роботов в Японии, Западной Европе и США.
Однако для того чтобы преодолеть эту путаницу, японцы предложили термин мехатроника
, делающий акцент на взаимосвязи механики и электроники как главной особенности всех видов этой техники.
Хорошо, скажете Вы. А что же в России?
Всемирный банк характеризует Россию, как страну с примитивной структурой экспорта и избыточной заботой о стариках.
Если не вчитываться в заголовки и не впадать в эмоциональный коллапс по поводу отношения к старикам, что кощунственно, появляется несколько мыслей, вполне отвечающих данной теме.
Население вымирает? Численность уменьшается? Уменьшается.
Демографическая волна существует? Существует.
Принесет демографическая волна резкое уменьшение трудоспособного населения? Принесет.
Количество пенсионеров растет? Растет.
Разорили у нас систему подготовки квалифицированного персонала рабочих специальностей? Разорили.
Новую, современную возродили? Нет.
Производительность труда растет? Нет.
Доля экспорта в обрабатывающих отраслях стремительно растет? Ничего подобного.
Ну и кто будет работать, если каждый десятый из трудоспособного населения юрист, экономист, торговец???
Что-то вразумительное насчет стремительного внедрения в промышленность современных промышленных роботов манипуляторов, возрождение отечественной робототехники, возведение это в приоритетные национальные программы и проекты нам обещают??? Нет.
Кто-то хотя бы задумался над этим? Именно сейчас есть для этого все условия. Основные средства изношены и требуют замены.
Так нужны ли нам промышленные роботы в этой ситуации? За промышленными роботами будущее!?
ААТ (
System intergation in Russian Federation. Robots industrial AAT)
предлагает
: