Интересные факты о современных роботах. Всё самое интересное в одном журнале

Еще совсем недавно мы с удивлением и восторгом смотрели фантастику о невероятных на тот момент роботах и поражались их возможностям. Однако современная наука не стоит на месте и ученые денно и нощно трудятся над тем, чтобы представить миру все новые и новые творения. И практически каждый день в СМИ мы можем узнать об уникальном роботе, который создан специально для того, чтобы улучшить качество жизни, как отдельной личности, так и всего человечества в целом.
Увеличивается количество этих устройств, а так же они становятся более сложными и легко справляются с поставленными задачами. Если раньше мы удивлялись роботам, которые помогали справляться делами по хозяйству, то теперь к ним все чаще применяют термин «обычные роботы».

На данный момент роботы задействованы и в таких областях как промышленность, медицина, освоение космоса, подводного мира и, конечно же, в сфере обслуживания, в работе социальных служб, служб спасения. Кроме того, современные развлечения, также не обходятся без робототехники.

Итак, самые популярные современные роботы можно разделить на типы:

1. Бытовые. Предназначены для работы с человеком, способны передвигаться, говорить, выполнять простые задачи в быту (выключить свет, передвигать предметы, открывать двери, помогать на кухне). Следует отметить роботов Okonomiyaki (робот-повар) , Asimo (робот-андроид), Karcher Robo Cleaner (робот-пылесос), TGR-W19 робот-няня).

2. Спортивные. Участвуют в различных чемпионатах среди роботов. Хотя они ее и не могут полностью заменить спортсмена, многие считают, что такие чемпионаты даже более захватывающие. Удивительны и уникальны робот Топио- теннисист, и роботы-футболисты Soccer Humanoid League, Mr. Soccer.

3. Роботы Андроиды- почти как люди. Человекоподобные роботы - наиболее привлекательны и многофункциональны. Самое интересное то, что они способны различать людей и проявлять эмоции, имитировать походку людей, умеют распознавать мимику и отвечать на них взаимностью. Восторг вызывают робот с лицом Альберта Эйнштейна и робот Robosapien 8081.

4. Роботы Животные-роботы стали верными друзьями как для детей, так и для взрослых. Они на столько похожи на настоящих, что вызывают бурю эмоций. Реагируют на звуки и перемещения людей, имитируют голоса, обходят препятствия. Нельзя оставить без внимания робота-паука tarantula «милое насекомое», робота-панду Wowwee Robopanda.

Хотя и существует огромное множество роботов, тех, что обладают интеллектом еще не придумали. Даже затрудняемся ответить, к счастью или сожалению, но роботы еще не могут принимать решения вместо человека.

Несмотря на то, что роботы-очень популярны на сегодняшний день, нередко их стоимость не позволяет человеку пользоваться ими в своей жизнедеятельности. Но, думаем совсем скоро у каждого человека будет персональный робот, также как сейчас у каждого мобильный телефон.

Интересный факт: первое упоминание о роботе (как слово) было в пьесе чеха Чапека Карела. Пьеса называлась «R.U.R». В ней рассказывалось о том, как роботы собирали сами себя на фабрике. В 1920 году пьеса успешно была поставлена и произвела настоящий фурор. Интересно, что на чешском языке слово «robot» означает «каторга» или «тяжёлая работа». А слова «работа» и «робот» имеют один корень.

Интересный факт: самый первый настоящий робот появился на свет в 1927 году в Нью-Йорке. Сконструировал его учёный по имени Д. Уиксли для Всемирной выставки. Для начала двадцатого века робот, безусловно, был хорош. Он мог выполнять простые, но эффективные команды, а также воспроизводить определённые фразы по команде человека.

Интересный факт: в 1981 году была первая жертва по вине робота! Причём она была официально признана. Рабочий завода «Кавасаки» Кэндзи Урада погиб на месте. Робот, который вошёл в число самых маленьких и остаётся там по сей день, был сконструирован японской компанией Seiko Epson. Длина робота всего один сантиметр, а вес - не более полутора грамм.

Интересный факт: 18 марта 2008 года мужчина, проживающий в Австралии, покончил жизнь самоубийством. Но не просто так, а с помощью робота, которого сам собрал благодаря схемам из интернета.

На сегодняшний день роботы могут выполнять абсолютно любую функцию. Вплоть до пластических операций. Например, уже несколько лет проводится ежегодный турнир для роботов по футболу.

Интересный факт: первый, кто сделал чертёж человекоподобного робота, был Леонардо да Винчи. Его записи были обнаружены в 50-х годах прошлого столетия и были датированы 1495 годом. Самое интересное то, что чертежи применимы на практике. Чертежи полностью описывают механического рыцаря, способного раздвигать руки, открывать забрало и сидеть.

Интересный факт: робот, созданный для игры в шахматы и получивший название Deep Blue, победил действующего на тот момент чемпиона мира по шахматам Гарри Каспарова.

Айзек Азимов (кстати, родом из Беларуси) - писатель и учёный, сформулировал три главных закона, по принципу которых должны действовать роботы. Что самое удивительное, они как никогда актуальны с развитием технологий.

Итак, первый «закон робототехники» гласит, что робот не должен причинять вред человеку, а также не должен допускать своим бездействием то, чтобы ему причинили вред. И это действительно очень важно, так как история насыщена событиями, когда люди лишались конечностей или даже жизни из-за робототехники. Второй закон ещё более актуален: робот должен выполнять приказы человека только в том случаи, если они не противоречат первому закону. В третьем же законе говорится, что робот должен следить за своей сохранностью до тех пор, пока она не противоречит первому либо второму закону.

Интересный факт: уже сегодня Институт по изучению сингулярности в США исследует проблемы, которые могут возникнуть, если роботов изначально не программировать на дружелюбное отношение к человеку. Ведь всем известно, как технологии могут отобразиться на человеке - отнюдь не в благоприятную сторону.

Видео: самые необычные и удивительные роботы

» робот, которое сегодня известно каждому, когда-то было неологизмом. И придумал его не Айзек Азимов, как можно было бы предположить, а намного более далекий предшественник фантаста – Карел Чапек, в свое время написавший пьесу про роботов. Поначалу механические существа, созданные человеком, назывались у Чапека «лаборами» (от латинского варианта слова «работа» — labor). Но слово ему чем-то не нравилось. Переделать лаборов в роботов, взяв за основу родное слово robota, писателю предложил брат. Кстати, на чешском оно означает не простой труд, а изнурительный, отнимающий все силы.

Идея Чапека очень понравилась инженерам, и уже в 1927 году мировой общественности был представлен простейший робот, который мог выполнять элементарные движения и произносить несколько фраз. Машину разработал американец Д. Уэксли.

Известно, что самое простое в управлении животное-перевозчик – верблюд: с ним без труда справляются даже дети. До недавних пор именно они и работали жокеями в Катаре и Арабских Эмиратах. А когда эксплуатацию детского труда отменили, на спины животных стали сажать маленьких роботов-жокеев, которых можно контролировать дистанционно. Верблюды слушаются электронных наездников так же, как человека.

Первого робота, как и очень многие другие приспособления современного мира, придумал великий Леонардо . В его документах обнаружены чертежи машины, имитирующей поведение человека и имеющей сходную с ним внешность. Успел ли да Винчи перейти от чертежей к делу и приступить к разработке своего творения, неизвестно.

Кроме знаменитой «I’ll be back», Терминатор в исполнении Шварценеггера произносит еще одну коронную фразу: «Мне нужна твоя одежда», обращенную к байкеру. Как раз в том случае создатели фильма не были первооткрывателями. В 1979 году на советские экраны вышел фильм «Приключения Электроника», где мальчик-робот обращается к своему человеку-близнецу со словами «Мне нужна твоя форма». Правда, добывает наряд намного более мирным путем.

Канадские свиноводы придумали отличный способ спасения поросят. Известно, что в большом свином выводке происходит своего рода «естественный отбор»: одна-две самые слабые хрюшки, которым недостает внимания мамы, обязательно погибают. Именно для них и придумали робота-няньку, который и покормить не забудет, и обогреет почти как мамочка.

Среди современных роботов-карликов – малыш, созданный в 1992 году специалистами Seiko Epson. Сантиметровое устройство весит всего полтора грамма.

Роботы приносят человеку не только пользу – они способны его убить. В 1981 году на предприятии Kawasaki погиб рабочий. Виновником его смерти стал именно робот. А в 2008 году робот помог своему хозяину – 81-летнему жителю Австралии – добровольно уйти из жизни, то есть совершил эвтаназию. Примечательно, что пожилой человек сконструировал своего будущего убийцу сам.

Гарри Каспаров считается одним из самых непобедимых шахматистов за всю спортивную историю игры. Он практически не уступал людям, а вот перед мастерством робота Deep Blue оказался бессилен.

Робототехника  - прикладная наука, занимающаяся разработкой автоматизированных технических систем.

Слово «робототехника» (в его английском варианте «robotics») было впервые использовано в печати Айзеком Азимовым в научно-фантастическом рассказе «Лжец», опубликованном в 1941 году.

Робот (чеш. robot, от robota - подневольный труд или rob - раб) - автоматическое устройство, созданное по принципу живого организма.

Действуя по заранее заложенной программе и получая информацию о внешнем мире от датчиков (аналогов органов чувств живых организмов), робот самостоятельно осуществляет производственные и иные операции, обычно выполняемые человеком (либо животными). При этом робот может как и иметь связь с оператором (получать от него команды), так и действовать автономно.

“Современные роботы, созданные на базе самых последних достижений науки и техники, применяются во всех сферах человеческой деятельности. Люди получили верного помощника, способного не только выполнять опасные для жизни человека работы, но и освободить человечество от однообразных рутинных операций.” И. М. Макаров, Ю. И. Топчеев. “Робототехника: История и перспективы”

Внешний вид и конструкция современных роботов могут быть весьма разнообразными. В настоящее время впромышленном производстве широко применяются различные роботы, внешний вид которых (по причинам технического и экономического характера) далёк от «человеческого».

История

Сведения о первом практическом применении прообразов современных роботов - механических людей с автоматическим управлением - относятся к эллинистической эпохе.

Тогда на маяке, сооружённом на острове Фарос, установили четыре позолоченные женские фигуры. Днём они горели в лучах солнца, а ночью ярко освещались, так что всегда были хорошо видны издалека. Эти статуи через определённые промежутки времени, поворачиваясь, отбивали склянки; в ночное же время они издавали трубные звуки, предупреждая мореплавателей о близости берега.

Прообразами роботов были также механические фигуры, созданные арабским учёным и изобретателем Аль-Джазари (1136-1206). Так, он создал лодку с четырьмя механическими музыкантами, которые играли на бубнах, арфе и флейте.

Чертежи Леонардо да Винчи

Чертёж человекоподобного робота был сделан Леонардо да Винчи около 1495 года. Записи Леонардо, найденные в 1950-х, содержали детальные чертежи механического рыцаря, способного сидеть, раздвигать руки, двигать головой и открывать забрало. Дизайн, скорее всего, основан на анатомических исследованиях, записанных в Витрувианском человеке. Неизвестно, пытался ли Леонардо построить робота.

С начала XVIII века в прессе начали появляться сообщения о машинах с «признаками разума», однако в большинстве случаев выяснялось, что это мошенничество. Внутри механизмов прятались живые люди или дрессированные животные.

Французский механик и изобретатель Жак де Вокансон создал в 1738 году первое работающее человекоподобное устройство (андроид), которое играло на флейте. Он также изготовил механических уток, которые, как говорили, умели клевать корм и «испражняться».

Виды роботов

Промышленные роботы
Появление станков с числовым программным управлением привело к созданию программируемых манипуляторов для разнообразных операций по загрузке и разгрузке станков.

Появление в 70-х гг. микропроцессорных систем управления и замена специализированных устройств управления на программируемые контроллеры позволили снизить стоимость роботов в три раза, сделав рентабельным их массовое внедрение в промышленности. Этому способствовали объективные предпосылки развития промышленного производства.

Несмотря на их высокую стоимость, численность промышленных роботов в странах с развитым производством быстро растёт. Основная причина массовой роботизации такова:

«Роботы выполняют сложные производственные операции по 24 ч в сутки. Выпускаемая продукция при этом имеет высокое качество. Они… не болеют, не нуждаются в обеденном перерыве и отдыхе, не бастуют, не требуют повышения заработной платы и пенсии. Роботы не подвержены влиянию температуры окружающей среды либо воздействию газов или выбросов агрессивных веществ, опасных для жизни человека».

Медицинские роботы
В последние годы роботы получают всё большее применение в медицине; в частности, разрабатываются различные модели хирургических роботов.

Ещё в 1985 году робот Unimation Puma 200 был использован для позиционирования хирургической иглы при выполнении биопсии головного мозга, проводившейся под управлением компьютера.

В 1992 году разработанный в Имперском колледже Лондона робот ProBot впервые осуществил операцию на предстательной железе, положив начало практической роботизированной хирургии.

Робот Da Vinci

С 2000 года компания Intuitive Surgical серийно выпускает робот Da Vinci, предназначенный для лапароскопических операций и установленный в нескольких сотнях клиник по всему миру.

Бытовые роботы

Одним из первых примеров удачной массовой промышленной реализации бытовых роботов стала механическая собачка AIBO корпорации Sony.

Робот-пылесос iRobot

В сентябре 2005 в свободную продажу впервые поступили первые человекообразные роботы «Вакамару» производства фирмы Mitsubishi. Робот стоимостью $15 тыс. способен узнавать лица, понимать некоторые фразы, давать справки, выполнять некоторые секретарские функции, следить за помещением.

Всё большую популярность набирают роботы-уборщики (по своей сути - автоматические пылесосы), способные самостоятельно прибраться в квартире и вернуться на место для подзарядки без участия человека.

Боевые роботы

Боевым роботом называют автоматическое устройство, заменяющее человека в боевых ситуациях или при работе в условиях, несовместимых с возможностями человека, в военных целях: разведка, боевые действия, разминирование и т. п.

Беспилотник

Боевыми роботами являются не только автоматические устройства с антропоморфным действием, которые частично или полностью заменяют человека, но и действующие в воздушной и водной среде, не являющейся средой обитания человека (авиационные беспилотные с дистанционным управлением, подводные аппараты и надводные корабли).

В настоящее время большинство боевых роботов являются устройствами телеприсутствия, и лишь очень немногие модели имеют возможность выполнять некоторые задачи автономно, без вмешательства оператора.

В Технологическом институте Джорджии под руководством профессора Хенрика Кристенсена разработаны напоминающие муравьёв инсектоморфные роботы, способные обследовать здание на предмет наличия там врагов и мин-ловушек (доставляются к зданию «главным роботом» - мобильным роботом на гусеничном ходу).

Получили распространение в войсках и летающие роботы. На начало 2012 года военными во всём мире использовались около 10 тысяч наземных и 5 тысяч летающих роботов; 45 стран мира разрабатывало или закупало военных роботов.

Роботы-учёные

Первые роботы-учёные Адам и Ева были созданы в рамках проекта Robot Scientist университета Аберистуита и в 2009 году одним из них было совершено первое научное открыти.

К роботам-учёным безусловно можно отнести роботов, с помощью которых исследовались вентиляционные шахты Большой Пирамиды Хеопса. С их помощью были открыты т. н. «дверки Гантенбринка» и т. н. «ниши Хеопса». Исследования продолжаются.

Система передвижения

Для передвижения по открытой местности чаще всего используют колёсный или гусеничный движитель (примерами подобных роботов могут служить Warrior и PackBot).

Реже используются шагающие системы (примерами подобных роботов могут служить BigDog и Asimo).

Роботы BigDog

Для неровных поверхностей создаются гибридные конструкции, сочетающие колёсный или гусеничный ход со сложной кинематикой движения колёс. Такая конструкция была применена в луноходе.

Внутри помещений, на промышленных объектах роботы передвигаются вдоль монорельсов, по напольной колее и т. д. Для перемещения по наклонным или вертикальным плоскостям, по трубам используются системы, аналогичные «шагающим» конструкциям, но с вакуумными присосками.

Также известны роботы, использующие принципы движения живых организмов - змей, червей, рыб, птиц, насекомых и других типах роботов бионического происхождения.

Робот Tuna

Система распознавания образов

Системы распознавания уже способны определять простые трехмерные предметы, их ориентацию и композицию в пространстве, а также могут достраивать недостающие части, пользуясь информацией из своей базы данных (например, собирать конструктор Lego).

Двигатели

В настоящее время в качестве приводов обычно используются двигатели постоянного тока, шаговые электродвигатели и сервоприводы.

Существуют разработки двигателей, не использующих в своей конструкции моторов: например, технология сокращения материала под действием электрического тока (или поля), которая позволяет добиться более точного соответствия движения робота натуральным плавным движениям живых существ.

Математическая база

Робот Aibo

Помимо уже широко применяющихся нейросетевых технологий, существуют алгоритмы самообучения взаимодействию робота с окружающими предметами в реальном трёхмерном мире: робот-собака Aibo под управлением таких алгоритмов прошел те же стадии обучения, что и новорожденный младенец, самостоятельно научившись координировать движения своих конечностей и взаимодействовать с окружающими предметами (погремушками в детском манеже). Это дает ещё один пример математического понимания алгоритмов работы высшей нервной деятельности человека.

Навигация

Системы построения модели окружающего пространства по ультразвуку или сканированием лазерным лучом широко используются в гонках роботизированных автомобилей (которые уже успешно и самостоятельно проходят реальные городские трассы и дороги на пересечённой местности с учётом неожиданно возникающих препятствий).

Внешний вид

В Японии не прекращаются разработки роботов, имеющих внешний вид, на первый взгляд неотличимый от человеческого. Развивается техника имитации эмоций и мимики «лица» роботов.

В июне 2009 года ученые Токийского университета представили человекоподобного робота «KOBIAN», способного выражать свои эмоции - счастье, страх, удивление, грусть, гнев, отвращение - с помощью жестов и мимики.

Робот KOBIAN

Робот способен открывать и закрывать глаза, двигать губами и бровями, использовать руки и ноги.

Производители роботов

Существуют компании, специализирующиеся на производстве роботов (среди крупнейших - iRobot Corporation). Роботов также выпускают некоторые компании, работающие в сфере высоких технологий: ABB, Honda, Mitsubishi, Sony, World Demanded Electronic, Gostai, KUKA.

Проводятся выставки роботов, напр. самая крупная в мире International robot exhibition (iRex) (проводится в начале ноября раз в два года в Токио, Япония).

Роботы активно входят в нашу жизнь. Они помогают человеку на сложном производстве, в быту, в учебе. Даже у детей сегодня есть забавные игрушки-роботы, которыми порой увлечены не только сами малыши, но и их родители. Многое кажется нам, людям 21 века, вполне естественным, и мы не задумываемся о его происхождении, хотя зачастую даже самые незначительные вещи имеют увлекательную историю. В данной заметке мы собрали несколько интересных фактов из истории робототехники .

1. Понятие «робот» появилось в 1920 году

Карел Чапек в своей книге «Россумские Универсальные Роботы» впервые назвал роботами человекоподобные механизмы, занимающиеся тяжелым трудом.

Изначально он хотел назвать их «лаборами» (в переводе с латинского языка «labor»- труд), но решил, что это неподходящее название. По слухам, Карел уже начал впадать в депрессию от того, что никак не мог придумать название своим созданиям. На помощь ему пришел брат, предложивший название «робот»,что в переводе с чешского языка означает тяжелый труд, каторга. Это понятие и укрепилось в большинстве стран.

2. В 1495 году Леонардо да Винчи смоделировал механического рыцаря

Легендарный Леонардо за свою жизнь успел оставить свой след во многих научных областях. Не обошел он стороной и робототехнику.. В 1950 году нашли чертежи Леонардо, которые он сделал приблизительно в 1495 году, и воплотили его идею в жизнь. На них была изображена подробная схема робота-рыцаря. Рыцарь управлял руками, двигала головой, мог вставать и садиться и управлять забралом. Доныне остается неизвестно собрал ли изобретатель своего «рыцаря» или нет.

3. В 1927 г. в Нью-Йорке продемонстрировали первого «говорящего» робота

Изобретатель из Америки Д. Уэксли презентовал своего робота на Всемирной выставке в Нью-Йорке. Робот мог совершать простые движение, и даже воспроизводить некоторые фразы.

4. В 18 веке создана механическаяe утка, способная «переваривать» пищу

В 1738 году изобретатель из Франции Жак де Вокансон сконструировал «робота-утку». «Утка», состоявшая более чем из 400 различных деталей, могла махать крыльями, чистить перья клювом, плавать и крякать. Однако самая удивительная её особенность состояла в том, что она могла клевать зерна и «переваривать» их с помощью специальных химических резервуаров, а спустя какое-то время опорожняться.