Особенности развития роботов

№77-1,

физико-математические науки

В мире современных технологий все больше и больше окружает робототехника. Робототехника является важной частью современного мира. В повседневной жизни используют огромное количество технических устройств: мобильные телефоны, стиральные машины, компьютерную технику и многое другое, все это является роботами. С каждым годом наука развивается, исследования не стоят на месте. Эта отрасль усовершенствуется в мире очень быстро. По последним данным, сегодня в мире работают 1,8 миллионов самых различных роботов – промышленных, домашних, роботов-игрушек. При этом самое большое количество роботов используется в Южной Кореи, второе место занял Сингапур, третье – Япония, далее США, Китай. А в России роботов всего около 0,25% мирового рынка, что крайне мало.

Похожие материалы

Робот — это автоматическое устройство, имитирующее движения и действия человека, это механические помощники человека, способные выполнять операции по заложенной в них программе и реагировать на окружение.

Робототехника (от робот и техника) — прикладная наука, занимающаяся разработкой автоматизированных технических систем.

Понятие «робототехника» принадлежит Айзеку Азимову, впервые оно появилось в 1941 году.

Робототехника опирается на такие дисциплины как электроника, механика, программирование. Выделяют строительную, промышленную, бытовую, авиационную, военную, космическую робототехнику. При создании робототехники нужно руководствоваться правилами, дружественное отношение к человеку должно быть главным в программировании роботов [2].

Айзек Азимов в 1942 году сформулировал 3 закона робототехники:

  • Робот не может навредить человеку или, бездействуя, допустить, чтобы человеку был нанесен вред.
  • Робот должен подчиняться приказам, которые дает ему человек за исключением случаев, когда такие приказы противоречат первому правилу.
  • Робот должен защищать свое существование до тех пор эта защита не противоречит первому или второму правилу.

Развитие робототехники происходит постоянно. С момента своего появления, роботы прошли путь от примитивных механизмов до сложных эффективных устройств, во многом превзойдя по своим возможностям человека. Научная новизна проекта заключается в том, что в настоящее время развитие робототехники включено в программу «Развитие отрасли информационных технологий в Российской Федерации на 2014–2020 годы и на перспективу до 2025 года». Как сказал Председатель Правительства РФ Дмитрий Медведев: «Уже в школе дети должны получить возможность раскрыть свои способности, подготовиться к жизни в высокотехнологичном конкурентном мире».

Роботы ассоциируются у большинства людей исключительно с новыми технологиями. Однако идее создавать машины подобные людям, уже сотни лет. Существа, напоминающие современных роботов, можно найти даже в мифологии и литературе.

Оказывается, первые мысли к созданию роботов возникли еще до нашей эры: в середине 3-го тысячелетия египтяне изобрели «думающих машин» — внутри статуй прятались жрецы, чтобы давать предсказания и советы. 1495 году Леонардо да Винчи создает проект механического рыцаря, чтобы показать, что машина может двигаться, как человек. Но Леонардо так его и не сконструировал. Это изобретение эпохи Возрождения считается первым в истории роботом.

Не остались в стороне и русские механики. Иван Петрович Кулибин в 1769 году сконструировал часы в оригинальной форме в виде гусиного яйца. Часы показывали не только секунды и часы, но также времена года и фазы Луны, при этом они каждый час открывались, а в полдень играла музыка.

Швейцарский часовщик Пьер-Жак Дро в 1770 году создал автомат чертежник. Это сидящая за столом девочка, которая выписывала аккуратным почерком буквы, слова и даже могла нарисовать собаку. При этом она плавно покачивала головой и опускала веки в такт движения руки.

1890 году Никола Тесла изобретает пульт дистанционного управления. Без этого устройства многих современных роботов невозможно было бы привести в движение. В 1898 г. Тесла испытал радиоуправляемое судно, после чего шествие роботов по миру было уже не остановить. Один из первых роботов был построен американским инженером Венсли в 1925 году. Автор дал ему имя мистер Телевокс. Телевокс обладал способностью слышать и исполнять несколько различных приказаний, отдаваемых человеком при помощи звуков свистка. Он мог выполнять некоторые домашние работы, заменяя домработницу.

В 1936 году советским школьником Вадимом Мацкевичем был создан настоящий робот, который мог поднимать правую руку — это первый робот андроид в России. В 1937 году был удостоен диплома Всемирной выставки в Париже.

1991 — 1993 года появились роботы Е4, Е5, Е6, которые могли ловко подниматься по лестнице. Асимо является отличным спутником, который может ходить достаточно продолжительное время, отвечать на 50 вопросов.

В 2004 году Марк Тилден канадский физик создает игрушку «Робосапиен» — робота-гуманоида для массовой продажи. К настоящему времени роботы продолжают развиваться и уже способны не только самостоятельно передвигаться, но и переносить грузы, играть на музыкальных инструментах, изображать домашних животных, собирать образцы породы на Марсе, обеспечивать работу международной космической станции, а также участвовать в поиске и спасении людей в чрезвычайных ситуациях.

Конструкция роботов, их внешний вид и их назначения могут быть самыми разными. Одни роботы созданы, чтобы упростить человеку работу или сделать ее безопаснее. Другие — ради развлечения. Промышленные роботы составляют больше 80% от всех существующих на сегодня устройств. Выделяют роботов трех поколений. Роботы первого поколения — это роботы с программным управлением, предназначенные для выполнения определенной, жестоко запрограммированной последовательности операций.

Роботы второго поколения — это «очувствленные» роботы, предназначенные для работы с объектами произвольной формы, осуществления сборочных операций, сбора информации о внешней среде с помощью большого количества сенсоров.

Роботы третьего поколения — это так называемые интеллектуальные, или разумные, роботы, предназначенные для воспроизведения физических и двигательных функций человека, для решения интеллектуальных задач.

В последнее время роботы получают большое применение в медицине, разрабатываются модели хирургических роботов. Промышленные роботы выполняют такие задачи: сортировка, перемещение грузов, выполнение сварочных работ. При проведении под водой обследования опасных объектов службы МЧС России используют подводные роботы «Гном». Боевые роботы являются устройствами телеприсутствия, но немногие модели способны уже выполнять задачи без человека. Российские ученые разработали робота шахматиста, который смог обыграть известных гроссмейстеров. Роботы широко используются в образовании — японский гуманоид может общаться на разных языках, давать задания, менять мимику.

Человек постоянно контролирует роботов и определяет, чем и как они будут заниматься.

Сфера робототехники — это активно развивающаяся и подающая надежды сфера. Робототехника мир действительно высоких технологий. Современные роботы кажутся фантастическими и нереальными.

Так, робот NAO — это человекоподобный робот, разработанный во Франции в 2012 году, применяется в более чем 200 образовательных учреждениях по всему миру. Он помогает учащимся в освоении компьютерных наук, математики и физики, а также в области взаимодействия робота и человека.

Робот Паро — робот в виде детёныша тюленя для оказания успокаивающего эффекта и положительных эмоций у пациентов больниц и домов престарелых. ПАРО попал в книгу рекордов Гиннеса, как самое эффективное средство от депрессии и болезней.

Идея создания микроботов, которые «жили» бы в человеческом теле и следили за состоянием здоровья, с каждым годом кажется все менее фантастической. Группа ученых из США, Китая и Израиля представила микробот, который может быть внедрен в организм человека. «Доктор» состоит из трех золотых частей способных доставить в «больное место» препараты.

Робот Flippy служит одной цели — жарить мясо на гриле для бургеров, определяя степень его готовности с помощью машинного обучения и компьютерного зрения.

Российский гуманоид робот «Федор» станет одним из членов экипажа, который отправится в пилотируемую экспедицию на Луну. Робот может действовать как внутри космического корабля, так и в открытом космосе.

За беспилотными транспортными средствами будущее. Полицейские машины-роботы в автоматическом режиме в ближайшее время будут патрулировать улицы города Дубая, следить за соблюдением правил правопорядка.

Робот — патрульный Robocop получил полицейский значок, зачислен в полицию Дубая. Робокоп распознает выражения лиц, жесты.

«Странный» отель на юго-западе Японии заменил работников на роботов. Говорящий по-японски гуманоидный робот и по-английски дино-бот заняли стойку администратора гостиницы для обслуживания иностранных туристов.

Робот Robear предназначен для ухода за пожилыми людьми и для помощи тяжелобольным пациентам, и уже скоро он появится в японских клиниках.

Робот-носильщик, робот-чемодан Gita — двухколесный робот, который может самостоятельно нести до 18 килограмм груза. Он будет следовать за вами по пятам, способен самостоятельно подняться и продолжить движение после неожиданного столкновения с препятствием или падения.

Согласно исследованию Cisco в 2020-х годах роботы станут привычной частью интерьера квартиры и городских пространств. А исследования учёных Оксфордского университета показали, что в ближайшие 10-20 лет ряд популярных профессий или исчезнет, или этой работой займется искусственный интеллект. Роботы заменят людей там, где им приходилось выполнять однообразную работу, нередко тяжелую и опасную, и в таких профессиях, как солдат, врач, риелтор, учитель [1].

Таким образом, в наши дни робототехника применяется абсолютно во всех областях и профессиях: в промышленности, в медицине, на войне, в космосе, роботы помогают по дому, везде присутствует хоть малая, но доля робототехники, а возможно в будущем и заменят многие профессии человека вообще. Роботы в будущем упростят жизнь, сделают ее комфортнее и доступнее. Роботы всегда будут нужны людям с ограниченными возможностями, а также тем людям, чьи профессии сопряжены с риском.

Список литературы

  1. Макаров И.М. Робототехника: История и перспективы - М.: МАИ, 2017. – 238 с.
  2. Шадрин П. Роботы будущего - М.: Махаон, 2014. – 130 с.