Фантасты 50-х представляли себе 2000 год с летающими машинами и роботами, живущими бок о бок с человеком.
Как мы видим, этого пока не случилось, тем не менее сфера робототехники постепенно развивались в течение десятилетий, иногда стремительно затем ее развитие приутихло, но в настоящее время вновь возобносила небывалый рост. Каждый месяц производятся тысячи различных промышленных роботов, разрабатываются гуманоиды и андроиды, ученые всего мира работают созданием искусственного интеллекта, и все это -только начало.

Робототехника - это не самостоятельная отрасль, прежде всего это синергия всех последних достижений технических, естественных наук и информационных технологий.

Когда мы говорим "робот", то люди далеки от техники его примерно так и представляют как в советских фантастических фильмах с железными руками и ногами. Конечно, мы вкладываем в это понятие гораздо более широкий смысл.

Выделяют следующие группы роботов:

1. Промышленные - когда говорят "роботизация" имеют ввиду прежде всего развитие этой сферы.

2. Военные - единственный вид, который получил развитие в России, к ним же можно отнести роботов ливидаторов различных аварий и природных катаклизмов.

3. Космические - к ним относятся и спутники, планетоходы и антропоморфные роботы, помогающие космонавтам.

4. Бытовые - уборщики, кухонные роботы, роботы - компаньоны.

5. Андроиды, гуманоиды - различные антропоморфные роботы, чьей целью является усовершенствование "человекообразности" роботов для различных социальных целей.

История робототехники

Автоматизация и роботизация производства в капиталистическом мире началась в 50-е годы XX века. Именно к тому времени можно отнести появление первых промышленных роботов. Они осуществляли сборку оборудования, и простейшие монотонные операции.
Первый такой робот был разработан изобретателем самоучкой Джоржем Деволом в 1954 году. Робот-манипулятор весил две тонны и управлялся программой записанной на магнитном барабане. Система получила название Unimate на новое устройство был оформлен патент и а в 1961 изобретатель основал компанию Unimation.

Первый робот был установлен на заводе Дженерал Моторс (на литейном участке) в 1961 году. Затем новинка была опробована заводами Chrysler и Ford,

Система Unimate применялась для работы с литыми металлическими деталями, которые манипулятор извлекал из форм отливки. Захватиное устройство управлялось гидроприводом.
Робот имел 5 степеней свободы и захватное устройство с двумя "пальцами". Точность работы была весьма высока до 1,25 мм. И был эффективнее человека - работал и быстрее и с меньшим количеством брака.

В 1967 промышленные манипуляторы приходят Европу. Они уже расширяют свой функционал, осваивают профессии сварщика, маляра. У робота появляется "техническое зрение" посредством видеокамер и датчиков, он учится определять габариты изделий и место их расположения.

В 1982 году IBM разрабатывает официальный язык для программирования робототехнических систем. В 1984 - компания Adept представила первый робот Scara с электроприводом .
Новая конструкция сделала роботы более простыми и надежными, сохранив высокую скорость.

В 90-е появился контроллер с интуитивным интерфейсом управления, которому мог управлять оператор, он мог изменять параметры и регулировать режим работы. С тех пор возможности управления роботами и их функиции только развивались, увеличивалась их сложность, скорость, число осей, стали использоваться различные материалы, шире становились возможности разработки и управления, было сделано несколько первых уверенных шагов в сторону искусственного интеллекта.

В то же время в СССР был фактически лидером в робототехнике. Началось все еще в 30-е годы. В 1936 году 16–летний советский школьник Вадим Мацкевич создал робота, который умел поднимать правую руку. Для этого он потратил 2 года работы в токарных мастерских новочеркасского Политеха. Ранее, в 12 лет создал маленький радиоуправляемый броневик, стрелявший фейерверками. На "робота" Мацкевича обратили внимание власти и в 1937 году он представлял его на Всемирной выставке 1937 года в Париже.

На рубеже 30 - 40-х гг. XX в. в СССР также появились автоматические линии для обработки деталей подшипников, а в конце 40-х гг. XX в. впервые в мировой практике было создано комплексное производство поршней для тракторных двигателей с автоматизацией всех процессов - от загрузки сырья до упаковки готовой продукции.

В 1966 в Воронеже был изобретен манипулятор для укладки металлических листов, в 1968 в Ленинграде году разработали подводный робот "Манта" с чувствительным захватным устройством - в дальнейшем он совершенствовался. В 1969 году в ЦНИТИ Миноборонпрома приступили к разработке промышленного робота «Универсал-50». В дальнейшем активно внедрялись автоматизированные системы на крупные производства.

В 1985 году уже использовалось 40 тыс промышленых роботов и в несколько раз превосходило количество, используемых в США. Автоматизированые линии вовсю работали на АвтоВазе в 80-е года и даже подвергались атакам работников-"хакеров".

Были крупные военные и космические разработки. Уникальным достижением по тем временам был беспилотный разведчик ДБР-1, который был принят на вооружение ВВС СССР еще в 1964 году. Такой аппарат мог выполнять разведывательные задачи над всей территорией Западной и Центральной Европы.

Одним из самых заметных достижений отечественной робототехники и науки стало создание в КБ им. Лавочкина «Лунохода-1». Именно советский аппарат стал первым в мире планетоходом, который успешно выполнил свою миссию на поверхности другого небесного тела.

В 1983 году на вооружение ВМФ СССР был принят уникальный противокорабельный комплекс П-700 «Гранит». Его особенностью стало то, что при залповом пуске ракеты могли самостоятельно выстраиваться в боевой порядок и во время полета обмениваться между собой информацией, самостоятельно распределяя цели. При этом одна из ракет комплекса могла играть роль лидера, занимая более высокий эшелон атаки.

Развивались и "роботы-гуманоиды": в 1962 году появился первый робот экскурсовод Рэкс - он проводил экскурсии для детей в Политехническом музее. Говорят, он все еще там "работает".

В Советском Союзе было выпущено более 100 тыс. единиц промышленной робототехники. Они заменили более одного миллиона рабочих, но в 90-е годы эти роботы исчезли.

В дальнейшем развитие робототехники идет ударными темпами, потому что развивается ключевые отрасли - физика, химия, электротехника и главное - электроника. На смену вакуумным лампам пришла силовая электроника, позже микросхемы, затем микроконтроллеры... Появляются новые материалы, новые способы автоматизации и методы программирования.

Но к России и СНГ это не уже не относится. Прежде всего развитие происходит в США, в Юго-Восточной Азии и Западной Европе.

На производствах внедряются управляемые роботизированные линии, роботы манипуляторы используются во всех отраслях промышленности, в сельском хозяйстве, медицине, в космосе и, конечно, в быту.

В некоторых отраслях до 50% работ выполняют промышленные роботы, например в автомобилестроении они могут сварить, покрасить, и переместить детали на другой участок сборки, где ими займутся другие роботы.

Существуют даже 100% автоматизированные фабрики. В Японии есть завод где роботы сами собирают роботов. И даже готовят еду для 2000 человек - офисного центра, обслуживающего этот завод.

В 90-е годы наблюдался некоторый спад. Внедрение роботов, использующих существующие в то время технологии, на производство не принесло ожидаемой прибыли и финансирование некоторых крупномасштабных проектов было приостановлено. По ряду причин - и экономических, и социальных - ожидаемого бума не произошло, они остались как нишевая продукция для автосборочных и ряда других производств.

Резкий скачок произошел только в середине нулевых и это развитие продолжается. Прежде всего из-за того, что в робототехнике заинтересовались военные...

Остановить уже развитие невозможно и все странам, желающим быть в авангарде мировой промышленности приходится это принимать и догонять.

Устройство робота и задачи робототехники

Выделяют шесть общих задач роботехники:

Перемещение - передвижение в любой среде
Ориентация - осознавать свое местоположение
Манипуляция - свободно манипулировать предметами окружающей среды
Взаимодействие - контактировать с себеподобными
Коммуникация - свободно общаться с человеком
Искусственный интеллект - робот должен самостоятельно решать как ему выполнить команду человека

Самое оптимальное перемещение робота на колесах и гусеничной платформе. Именно эти способы обеспечивают наибольшую устойчивость и проходимость.
У колесных платформ с проходимостью сложнее - колесо не может преодолеть препятствие выше, чем его радиус. Колесные схемы постоянно совершенствуются, используются мощные серводвигатели , разрабатывается независимые подвески, применяются покрышки с грунтозацепами.

Устойчивы четырехноние и инсектоморфные роботы (это значит в форме насекомых, несколько "ног", обычно 6) Такие устройства часто используются для военных целей.

Ходить на двух ногах робот учился очень долго. Из всех существующих с этим хорошо справляется только гуманоид ASIMO от Honda он умеет не только устойчиво ходить, но и подниматься по ступеням, компания его разрабатывала более 25 лет
Большинство же человекоподобных роботов пока передвигаются на платформе.

Кроме хождения по земле опреденные модели могут ползать, плавать и летать.

Ориентрируется в пространстве робот с помощью датчиков, сенсоров, видеокамер, имеет способность "видеть" в инфракрасном диапазоне, улаваливать ультразвуковые колебания и воспринимать тепловое излучение.
Управлять может и оператор, он может находиться в той же комнате или за несколько километров.

Все озвученные задачи робототехники в той или иной мере решаются. Робот становится совершеннее, он умеет сотрудничать с другими роботами, учится общаться человеком и лучше его понимать.

Интересная схема обучения космического робота-спутника, вероятно этот же принцип используется для настройки других робототехнических систем. "Эмоциональное обучение", как называют его разработчики. Суть его в том, что в нем закладывается "аппарат эмоций", который сообщает спутнику что для него "хорошо", а что "плохо". Хорошо - если он нацеливается на конкретный заданный обьект - это увеличивает оценку, плохо - если от него отклоняется - оценка будет уменьшена. Ну и так пока устройство не станет стабильным "хорошистом".
Например, это может пригодиться для космических телескопов. Обучение проводится с помощью оператора и занимает около 20 минут, результат отображается в базе знаний.

Конкретно это описанное устройство космонавт может выбросить в открытый космос: остальные действия спутник выполнит сам. В концепте разработана модель нервной системы, которая логически следует из тех условий, в которых работает нервная система всех живых организмов.
Робототехника будущего может самостоятельно собирать новые знания, анализировать их и применять на практике.

Когда мы представляем робота, обычно мы думаем об электронных машинах в форме людей — таких как киборги или андроиды — или других компьютеризированных автономных устройствах, таких как Roomba. Но определение слова «Робот» охватывает более глубокое значение.

Робот — это любое машинное или механическое устройство, которое работает автоматически или полуавтоматически. Это означает, что "робот«не обязательно ограничивается только питанием электричеством.

На сегодняшний день наиболее распространенным применением современных роботов является производство. Они используются для того, чтобы сделать производство более эффективным для компании, дешевле для потребителя и безопаснее для сотрудников. Но откуда взялось это слово?

Происхождение слова «Робот».

Слово «Робот» было придумано в 1920 году Карелом Капеком и его братом Йозефом Капеком. Карел был чешским писателем, который придумывал слова для того, чтобы назвать искусственных существ в его пьесе. Недовольный словом laboři (или «рабочие» на латыни), его брат предложил roboti из латинского слова robota (что означает «крепостной труд»).

В 1944 году писатель-фантаст Исаак Азимов решил расширить его и придумал слово «робототехника » для использования в своем рассказе «Бегство». Позднее он стал повторять это словово многих своих книгах.Это помогло повысить популярность и увеличить использование слова.

Что было первым роботом в мире?

Если отвлечься от мифологических сказок, которые включают в себя механических слуг, построенных греческими богами, глиняные големы еврейской легенды и глиняные гиганты норвежской легенды, то первого реального документированного экземпляра робота придумал греческий математик Архит в 4 веке до н.э.. Он создал деревянную механическую паровую птицу, которую он назвал «Голубем».

Как полагают, птица была подвешена на конец поворотного стержня, а аппарат вращался под слоями сжатого воздуха и пара. Сведения о «Голуби» были найдены в трудах Герона Александрийского, который описал ее как «управляемую водой, вращающейся весом и паром». Он не только претендует на звание первого известного робота, но также является первой документированной записью ученого, пытающегося выяснить, как летают птицы.

Что же насчет современных роботов?

Роботы и робототехника развиваются все более быстрыми темпами. Мы отправили роботов в космос, чтобы исследовать планеты для нас, в ядерные реакторы и даже вместо солдат на войну с террором. Сама отрасль развивается непредсказуемыми, но захватывающими способами. Например, робот, показанный на видео ниже, представляет собой роботизированную «поп-звезду», которая поет и танцует для аудитории:

PS: первым человеком, которого убил робот, был Кэндзи Урада в 1981 году. Урада занимался ремонтом сломанного робота на заводе в Кавасаки в Японии. Не сумев полностью отключить его, робот толкнул его в шлифовальный станок, что привело его смерти.

Происхождение слова «Робот».

Что было первым роботом в мире?

Что же насчет современных роботов?

1500 год . Франция поражена механизированным львом Леонардо да Винчи. Когда король посещал Милан, этот механизм двигался и представлял герб государства.

1617 год. Джон Непер разрабатывает элементарное вычислительное устройство.

1623 год. Вдохновлённый разработками Непера, Вильгельм Шиккард из Германии создаёт счётную машину, работающую с шестиразрядными десятичными числами.

1642 год. Паскаль излагает видение механизированной машины, способной слагать и вычитать числа самостоятельно.

1878 год. На Всемирной выставке в Париже Пафнутий Чебышев презентует стопоходную машину, движения которой подобны шагам лошади. Этот механизм даёт новый толчок развития технологий роботостроения.

1891 год. Мечта о беспроводной электрификации города привела Николу Тесла к изобретению катушки, производящей напряжение высокой частоты. Принцип действия объяснял природу возникновения электричества и возможности его использования.

1893 год. Тесла создаёт асинхронный двигатель, питающийся от сети переменного тока. Опираясь на различая в скорости движения и направления вращения магнитных полей статора и ротора, достигается вращение ротора.

1894 год . Никола Тесла патентует электродинамическую индукционную лампу, обладающую рядом конкурентных преимуществ, по сравнению с аналогами того времени.

1898 год. Научная мысль Теслы привела его к открытию первого в мире пульта дистанционного управления. Он был установлен на лодке, винт и руль которой контролировались при помощи радиоволн.

История развития роботов (XX век)

1913 год. Создание Чарльзом Маколи машины, находящей решения логических проблем.

1921 год. Первое упоминание слова «робот» (robota с чешского) в пьесе «R.U.R.» Карела Чапека.

1934 год. Создание индустриального конвейерного робота для покраски поверхностей.

1946 год. Презентация механизма управления машинами посредствам магнитного записывающего устройства.

1950-е года Активная разработка механических манипуляторов, которые копировали движение человеческих рук для внедрения на радиоактивные производства.

1963 год. На выставке в Калифорнии представлена искусственная рука Rancho Arm, сопоставимая с человеческой.

1971 год. Изобретение первого в мире микропроцессора.

1980 год. Сильнейший скачок роста рынка робототехники, произошедший благодаря коммерческой реализации японских роботов, производимых на базе высоких технологий.

1992 год. К Марку Торпу, в ходе разработки робота-пылесоса, приходит мысль организовать бои роботов.

Роботы XXI века

2000 год. Фирма Electrolux в эфире телеканала BBC представила робот-пылесос Trilobite, который самостоятельно передвигался по помещению и собирал пыль. Через 4 года на свет вышло второе поколение этой модели. Усовершенствования коснулись не только дизайна, но и функционала: он «научился» объезжать препятствия, «знал» когда нужно возвращаться к зарядному устройству, при этом уровень шума был значительно снижен.

2001 год. Изобретение гибкого дисплея FOLED, в котором был использован гибкий пластик (или металлическая пластина) в качестве подложки.

2002 год Ознаменовался началом эры планшетов, у истоков которой стоял Microsoft Tablet PC – первый планшетный компьютер.

2003 год. В свет выходит QRIO. Детский робот, в котором заложена основа адаптивного поведения, может держать равновесие, стоя на одной ноге, использует в речи более 60 000 слов и танцует.

2004 год. Марк Тилден создает первую коммерчески успешную игрушку робота Robosapien.

2005 год. Военная робототехника прославилась изобретением PackBot с системой REDOWL. Противоснайперская программа различала звук выстрела среди всех остальных и точно определяла координаты стрелявшего. Затем, производилось наведение лазерного прицела на цель.

2006 год. Лаборатория NEC System Technologies представила робота-дегустатора. Помимо возможности распознать продукт, он давал советы по сочетанию закусок и напитков менее чем за полминуты.

2007 год. Испытания тестового робота-милиционера Р-БОТ 001, проводимые МВД России в городе Пермь.

2008 год. В Европейском совете ядерных исследований разработали проект Большого андронного коллайдера, предназначенного для изучения продуктов соударений на высокой скорости протонов и тяжёлых ионов.

2009 год. Создание первого биологического 3D-принтера, способного на микроуровне воссоздавать архитектуру ткани организма.

2010 год. Корейская фирма Ilshim Global презентует первого в мире робота для мойки окон Windoro, который самостоятельно определяет размер поверхности и выстраивает маршрут

2011 год. Доставлен на МКС робот НАСА Робонавт-2

2011 год. Компания Inventist под началом Шейна Чена патентует первое моноколесо Solowheel, отличающееся от более ранних аналогов отсутствием сиденья и наличием системы гироскопов. Новшества позволили наладить массовое производство устройства.

2012 год. Военные научные разработки в области взрывчатых веществ привели к открытию самой мощной на сегодняшний день взрывчатки - гексанитрогексаазаизовюцитан.

2013 год. На Международную Космическую Станцию прибывает робот-астронавт японского производства.

2013 год. Запатентовано первое двухколёсное самобалансировочное средство передвижения – гироскутер.

2014 год. Беспроводная электроэнергия. Первые удачные испытания катушки, генерирующей электрическое поле. Это изобретение позволяет в радиусе 2,5 метров заряжать электронные устройства, освобождая их от розетки и проводов.

2015 год. Настоящим переворотом в электрическом автомобилестроении стала презентация внедорожника Tesla Model X, который способен без подзарядки преодолеть 402 км. А разгон до 100 км/ч осуществляется за 3 секунды.

2016 год. Исследования в области медицины, направленные на помощь людям, страдающим когнитивными расстройствами, привели к появлению коллекции посуды Eatwell Assistive Tableware. Она разработана с учётом всех особенностей приёма пищи людей с болезнью Альцгеймера.

2017 год. Основное направление робототехники текущего года – это прогресс искусственного интеллекта. Главная цель разработок – приучение ИИ к саморазвитию, мгновенному приспосабливанию к изменяющимся факторам внешней среды и поиск оптимального решения поставленных задач.

В течении ближайших 10 лет планируется выход на глобальный рынок сразу нескольких разрабатываемых проектов:

AEROWORKS – роботы-квадрокоптеры, контролирующие работу производственных объектов;
FLOBOT – улучшенная модель уборщиков, предназначенная для эксплуатации в огромных промышленных помещениях;
Робот-сиделка для больных в период реабилитации после сложных операций;
EurEyeCase – высокоточные хирурги, специализирующиеся на операциях сетчатки глаза;
Роботы-фермеры, выполняющие полный спектр сельскохозяйственных операций, начиная с подготовки грунта, заканчивая сбором урожая.

14 апреля 2012 в 15:45

10 роботов, больше всех повлиявших на историю

Робототехника

Перевод

Было бы неправильно, если GeekTech ничего не написал бы для Недели робототехники , и если есть вещь, которую этот блог любит, то это роботы. Роботы постоянно вокруг нас, начиная от кофеварки на кухне, заканчивая сборочными линиями на работе. Но откуда пришли первые роботы? Кто были основоположниками тех роботов, которых мы видим сейчас?

Существуют сотни невероятных роботов, но мы выбрали несколько наиболее значимых и памятных в хронологическом порядке.

Around 350 BC: The Pigeon

Этот первый «робот» по-настоящему очень старый. Архит, греческий философ, астроном, математик и государственный деятель, изложил принципы механики. Одним из его проектов была деревянная механическая птица. Она приводилась в движение паром и могла взлетать на высоту до 200 метров. Это изобретение, возможно, не просто первый робот на планете, но и первое летающее приспособление.

1495: Leonardo"s Robot

Леонардо да Винчи тоже поучаствовал в истории роботов. Он сконструировал первого человекоподобного робота. В 1495 году он создал робота-рыцаря, который, судя по эскизам, мог стоять, сидеть, поднимать забрало и двигать руками.

Используя оригинальные эскизы, современным дизайнерам удалось воссоздать робота. Копия может выполнять все вышеперечисленные движения.

1738: The Duck

Французский изобретатель Жак де Вокансон в свое время создал несколько автономных роботов, но The Duck - это одна из его самых выдающихся работ.

Механическая утка имела более 400 различных частей, что не слишком удивительно, учитывая, что она могла делать. Утка могла махать крыльями, есть, переваривать пищу, а затем испражняться. Это был довольно внушительный робот!

Вокансону удалось «научить» робота переваривать пищу, благодаря установке отсеков для химического разложения зерна.

Только сейчас, спустя 274 года, появились современные роботы с похожими возможностями, например, хотя он только умеет переваривать, в отличие от утки, которая могла выполнять другие забавные «задачи».

К сожалению, никто не знает, что случилось с оригиналом утки. Однако, в музее в Гренобле есть копия утки, созданная часовщиком.

1898: Tesla"s Remote-Controlled Boat

Возможно, вы знаете Николу Тесла из-за его электрических катушек, однако у него есть еще одно достижение в области роботов.

Когда Никола искал способ продемонстрировать свою беспроводную систему передачи (то, что мы теперь знаем как радиоволны), в ходе конференции он поставил железную лодку в воду в Мэдисон Сквер Гарден и контролировал её с помощью пульта дистанционного управления, лодка принимала сигналы и выполняла команды Николы. В то время никто не понимал, как лодка на дистанционном управлении скажется на будущем роботов, игрушек, радио и других устройств, которыми мы пользуемся сейчас.

1962: The Unimate

В 60-е годы 20 века изобретатели вложили много сил в разработку роботов-манипуляторов, но одним из самых важных изобретений было The Unimate arm. Это был один из первых промышленных роботов, был установлен на сборочном конвейере компании General Motors, чтобы уменьшить вероятность получения травм и смертей на производстве. Приспособление могло складывать части горячего литого металла и сваривать части кузова. Unimate в настоящее время находится в Зале славы с такими роботами, как R2-D2 и HAL.

1966: Shakey the Robot

Shakey the Robot был одним из первых по-настоящему успешных роботов с искусственным интеллектом. Он мог понимать свои собственные действия. Если бы вы дали Shakey задание, то он бы проанализировал его, в отличие от других роботов, которым были нужны определенные инструкции.

Shakey продемонстрировал свою способность думать и реагировать, передвигаясь по комнатам и коридорам, включая и выключая свет, открывая и закрывая двери, передвигая предметы. В настоящее время робот на пенсии и находится в музее в Маунтин-Вью.

1989: Genghis

Вы когда-либо задумывались, какой робот был одним из первых, кто научился ходить? Это Genghis. Этот шестиногий автономный робот, созданный Mobile Robots Group в лабораториях Массачусетского технологического института, был не только известен своей способностью ходить, но и тем, как быстро и дешево он был произведен. Тем не менее, ему нужно 4 микропроцессора, 22 датчика и 12 сервомоторов, чтобы функционировать.

Его походка была названа «the Genghis Gait». Первые шаги робота:

1997: NASA Mars Pathfinder and Sojourner

NASA тоже внесло вклад в развитие невероятных роботов, но робот, который действительно выделяется - это Mars Pathfinder and Sojourner.

Его главной целью было продемонстрировать технологии, необходимые для эффективной и экономически приемлимой отправки робота на Марс. Роботу удалось войти в атмосферу Марса и отправить много полезных данных о Красной планете на Землю для дальнейшего изучения.

1998: Lego Mindstorms

Не было бы GeekTech без упоминания о LEGO. Наборы серии Mindstorms, содержащие программируемое программное и аппаратное обеспечения, были одними из самых дешевых и простых способов для тех, кто хотел сделать своего робота. Создание этой серии было вдохновлено книгой Сеймура Паперта «Штурм разума: дети, компьютеры и плодотворные идеи», в которой математик предлагал простую теорию обучения на практике.

2000: ASIMO

Еще в 1986 году Honda объявила о своем намерении принять участие в проекте создания человекоподобного робота, способного не только существовать с людьми, но и превосходить их способности. Немного позже Honda объявила об ASIMO, одном из самых впечатляющих роботов. Он может эмулировать походку человека, использовать свои руки, говорить и слушать, видеть и узнавать людей и объекты. Конечно, ASIMO есть к чему стремиться, прежде чем он сможет превзойти человеческие способности, но у Honda уже есть много идей для будущего развития этого робота.