Как роботы помогают человеку

Версия 11:30, 7 августа 2017

Вернуться на страницу Секции № 1. Вы готовы к переменам?

Вернуться на главную страницу конференции

Уважаемые участники конференции! Познакомьтесь с материалами статьи и ответьте на вопросы теста.

ЧТО ТАКОЕ РОБОТ?

Источник: Большая советская энциклопедия

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.

Источник: Глоссарий.ру Cловарь по естественным наукам

Робот - электронно-механическое устройство, способное к целесообразному поведению в условиях изменяющейся внешней обстановки; выполняющее рабочие операции со сложными пространственными перемещениями. Главную часть робота составляет вычислительная система, управляющая перемещением самого робота или сторонних предметов с помощью устройств-манипуляторов. Для выполнения своих функций робот обрабатывает информацию, поступающую от его датчиков.

Источник: Википедия

Робот — автоматическое устройство, созданное по принципу живого организма, предназначенное для осуществления производственных и других операций, которое действует по заранее заложенной программе и получает информацию о внешнем мире от датчиков (аналогов органов чувств живых организмов), робот самостоятельно осуществляет производственные и иные операции, обычно выполняемые человеком. При этом робот может как иметь связь с оператором (получать от него команды), так и действовать автономно.

Источник: myROBOT.ru

Робот - независимая от среды функционирования автономная система, реализующая механизм обратной связи в цепочке сенсор-рефлектор-актуатор.

Разновидности роботов

Так же как и с понятием «робот» в отношении классификации роботов не существует однозначного общепринятого мнения, из-за чего в разных изданиях, а также интернет-ресурсах, посвященных робототехнике, можно встретить различающуюся классификацию автоматизированных машин. Связано это с тем, что по мере развития робототехнического направления промышленности видоизменяются сами машины, их функциональная нагрузка постоянно увеличивается и неизбежен регулярный пересмотр их разновидностей. В данный момент наиболее целесообразно разбиение всех видов роботов на группы по трем признакам: тип выполняемой работы или решаемой задачи, степень мобильности, тип системы управления. Рассмотрим подробнее каждый из них. (Источник)

Классификация по типу выполняемой работы:

1. Промышленные роботы предназначены для автоматизации всевозможных технологических операций (например сварка, штамповка, металлообработка, сборка готовых изделий и т.д.) на производстве какой либо продукции. Применяются практически во всех отраслях промышленности (машиностроение, приборостроение, нефтехимическая, металлургическая, атомная, автомобильная, авиационная и др.).
2. Строительные роботы позволяют аналогичным образом автоматизировать огромное количество различных операций, выполняемых в процессе ремонта помещений или строительства новых объектов. Учитывая мировые объемы строительства и неуклонный рост населения планеты Роботизация строительства сейчас весьма актуальна.
3. Сельскохозяйственные роботы предназначены для выполнения трудоемких и монотонных процессов в сельском хозяйстве. В настоящее время ведется интенсивная разработка таких роботов, и даже есть примеры их использования, например, в Японии.
4. Транспортные роботы используются, как следует из наименования для автоматического перемещения грузов, либо автономного управления различными транспортными средствами. Транспортными роботами являются самоходные тележки, автопилоты и т.д.
5. Бытовые роботы. Данный тип роботов применяется в быту и офисах. Ярким примером бытовой автоматизированной машины является набравший приличную популярность робот-пылесос. К бытовым роботам также можно отнести коммуникативных роботов, обеспечивающих эффект присутствия удаленных друг от друга людей, либо способных самостоятельно вести диалог с человеком, и, конечно, многочисленные робоигрушки, предназначенные для развлечений и образовательных в области робототехники целей. В перспективе ожидается появление и более функциональных систем, умеющих выполнять online casino более сложные домашние обязанности такие как: мытье посуды, стирка грязного белья, приготовление пищи и т. п.
6. Боевые (военные) роботы призваны вывести вооруженные конфликты на качественно иной уровень и предназначены для минимизации непосредственного участия человека в боевых действиях с целью сокращения или исключения вовсе людских потерь, а также для работы в условиях, несовместимых с возможностями человека в военных целях. Разновидностей боевых роботов столько же, сколько и боевых задач для войсковых подразделений: беспилотные с дистанционным управлением самолеты (вертолеты) — разведчики, подводные аппараты и надводные корабли, роботы-минеры, роботы-саперы, роботы-патрульные, роботы для переноски военной амуниции. В силу сложности поставленных перед ними задач современные боевые роботы управляются оператором, но ведутся разработки полностью автономных боевых роботов с искусственным интеллектом, способным принимать решать, однако что не может не вызывать, многочисленные споры сторонников и противников данных машин на правовом поле в части определения ответственности за действия боевых роботов и их последствия.
7. Перед охранными роботами ставятся задачи по защите вверенных территорий или помещений. В простейшем случае указанные роботы выполняют патрулирование охраняемых периметров и в случае фиксации проникновения злоумышленников сигнализируют об этом дежурным операторам. В последнее время появляется тенденция к оснащению робо-охранников нелетальными видами оружия.
8. Исследовательские роботы используются для сбора всевозможных видов информации об исследуемых объектах, ее переработки и передаче оператору. Объектами могут быть самыми разнообразными: поверхности планет, подводное пространство, подземные шахты, пещеры, полости эксплуатируемых трубопроводов, зараженная местность и другие труднодоступные для человека области.

Классификация по типу управления:

1. Роботы, управляемые оператором, не способны самостоятельно думать, принимать решения и даже производить собственные вычисления. По сути это просто дистанционно или прямо управляемые машины. К данной категории роботов можно отнести копирующие движения органов управления роботы (простые манипуляторы или роботы андроидного типа), экзоскелеты, роботы, управляемые человеком с пульта управления.
   • Копирующие роботы в обязательном порядке имеют задающий орган, подобный исполнительному (с масштабом по размерам и усилиям), систему передачи управляющих сигналов и сигналов обратной связи, средства отображения для оператора среды функционирования робота. В результате движение задающего органа, выполняемое оператором, копируется с заданным масштабом исполнительным органом посредством следящих систем.
   • Экзоскелеты — это антропоморфные конструкции, которые обычно крепятся на подвижные части тела человека, и которые копируют их движения с одновременным увеличение создаваемых усилий. В настоящее время начато активное использование экзоскелетов в медицине для реабилитации людей с травмами позвоночника и другими недугами, приводящими к потере способности самостоятельно передвигаться. Одновременно ведутся эксперименты по использованию экзоскелетов для погрузочно-разгрузочных операций, требующих больших усилий.
   • Роботы, управляемые с пульта управления. С подобным принципом знакомы, наверно, все — на примере радиоуправляемых игрушечных моделек. На пульте — система клавиш или рукояток и средства отображения информации. Движение роботу задается человеком с пульта управления через систему исполнительных приводов.
2. В полуавтоматических роботах ручное управление сочетается с автоматическим. Используется, когда заранее жестко запрограммировать все нужные операции невозможно, а оснащать робота искусственным интеллектом нецелесообразно или невозможно. К полуавтоматическим относятся роботы, которые выполняют определенный запрограммированный набор действий, однако существует необходимость вмешательства оператора для сообщения ему дополнительной информации (например, с помощью целеуказания, указания требуемой последовательности действий и т. д.).
3. Автономные роботы – это, как следует из наименования, роботы, запрограммированные на самостоятельные действия, без участия человека. К таковым машинам можно отнести как промышленные роботы, занятые выполнением последовательности технологических операций, так и машины, обладающие полноценным искусственным интеллектом. Предельным вариантом автономных роботов являются андроиды или киборги, которые являются героями многочисленных фантастических фильмов. Очевидно, что именно этот класс машин является апогеем развития робототехники и при массовом распространении позволит полноценно взять на себя все наши повседневные бытовые заботы и просто быть незаменимым помощником в любых делах.

Классификация по cтепени мобильности:

1. Стационарные.
2. Мобильные.

ЧТО ТАКОЕ ДРОН?

Дрон — в технологическом контексте, это беспилотный летательный аппарат. Формально дроны известны как беспилотные летательные аппараты (БПЛА) или беспилотные авиационные системы (UASes). По существу, беспилотный летающий робот.

Беспилотники могут управляться дистанционно, а могут летать автономно с помощью встроенного программного обеспечения (плана полета), работающего в тесной связи с бортовыми сенсорами и системами GPS. В недавнем прошлом беспилотные летательные аппараты имели исключительно военное применение, где они первоначально использовались для уничтожения воздушных целей и сбора разведывательной информации.

Разновидности и возможности дронов

По типу управления существуют дроны:

• управляемые автоматически
• управляемые оператором с пункта управления (ДПЛА)
• гибридные

По количеству двигателей:

Основа любого мультикоптера — это двигатели, закрепленные на раме, и полетный контроллер, управляющий их работой. Чтобы набрать высоту при движении стика газа на пульте управления, коптер наращивает обороты на всех двигателях. Для полета вперед передние винты начинают крутиться с меньшей тягой, чем задние, за счет чего и происходит движение. Аналогичным образом происходит полет назад и вправо-влево. Чтобы развернуть аппарат вправо, нужно увеличить обороты левосторонних винтов, а правосторонних — настолько же уменьшить. Обо всех этих движениях пилоту не нужно заботиться самостоятельно: это делает за него полетный контроллер. На регуляторы оборотов он посылает сигналы — в зависимости от команды, которую пилот выбирает на пульте управления.

• Трикоптеры

Три двигателя, как правило, располагаются на концах Y-образной рамы. Это самые простые и самые дешевые мультикоптеры. На этом их достоинства заканчиваются: их полет неустойчив, вес полезной нагрузки маленький. При отказе хотя бы одного двигателя они падают на землю и разбиваются — впрочем, как и квадрокоптеры. Иногда к этой группе относят аппараты с шестью двигателями на раме такой же формы — тогда двигатели располагаются в два ряда, один над другим. Это позволяет увеличить подъемную силу, но не решает проблему неустойчивости.

• Квадрокоптеры

Четыре двигателя, которые в классическом варианте располагаются на квадратной раме. Полезная нагрузка возрастает на треть по сравнению с аналогичным трикоптером. Полет квадрокоптеров более устойчивый и длительный (за счет емкости более мощного аккумулятора или за счет более экономного режима работы моторов).

• Гексакоптеры

Шесть двигателей закреплены на Н-образной или Ж-образной раме. Конструкция достигает довольно больших размеров. Еще более увеличивается вес полезной нагрузки. Как и октокоптеры, они могут летать даже с вышедшим из строя двигателем. Из минусов — высокая цена.

• Октокоптеры

Аппараты с большим количеством двигателей (8 в октокоптерах, 10 и т. д.) широкого распространения не получили по трем причинам:чем больше двигателей устанавливается, тем габаритнее получается конструкция; они требуют большого количества энергии, и любой аккумулятор на них быстро разряжается; с увеличением количества двигателей увеличивается стоимость дрона.

Наибольшее распространение среди дронов получили квадрокоптеры. Ранее считалось, что этот вариант, как и трикоптер, не подходит для полетов с профессиональной видеокамерой (из-за падений даже при одном поврежденном двигателе). Однако новое поколение квадрокоптеров, таких как Phantom 3 и 4, опровергает это мнение. Они показывают высокую надежность, а трехосевой электронный стабилизатор обеспечивает стабильное положение камеры даже при сильных порывах ветра.

Применение дронов

В настоящее время дроны, обладая огромным набором функций, находятся на пике популярности. Эти шустрые устройства активно внедряются во все сферы человеческого бытия, да так плотно, что жизнь без них существенно осложнилась бы. Многие пророчат им большое будущее и предвещают такое же массовое использование, как у мобильных телефонов.