Как роботы помогают человеку

Версия 14:24, 23 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 https://docs.google.com/forms/d/e/1FAIpQLSesz5E3PvZLY1EHvJnXyXr6zcuebROpTZmNwrGB0s_VGqULuw/viewform анкеты].

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.