Как работают роботы-сапёры

Что общего у человека, изучающего мехатронику и высшую математику, с программистом андроидов, интересующегося бихевиористикой и психологией? Правильно: оба занимаются робототехникой. Что это за зверь такой? Почему эта отрасль в последнее время является самой востребованной и высокооплачиваемой?

Итак, начинаем цикл статей по профессиям. И первой в списке идет робототехника - работа мечты!

Ситуация сегодня

На сегодняшний день эта отрасль на просторах стран бывшего СНГ совершено не развита. А развиваться есть куда, притом не только в области промышленности, но и в домашней, мобильной, боевой, антропоморфной отрасли.

Если хотите найти работу мечты и стать инженером-робототехником (работа не из легких, следует сказать), нужно знать, что, кто, где и как предлагают в этой сфере, а также с чего нужно начинать.

Создание роботов: тонкости дела

Создание роботов имеет 2 важные составляющие: железо и инженерные задумки с одной стороны, и софт и обработка данных – с другой. И чтобы стать робототехником, придется разбираться в обоих вопросах, причем одинаково хорошо.

Робот – это тот же компьютер, только снабженный сенсорами и моторами. Роботы – это воплощенная в жизнь информатика. И чтобы начать в них разбираться, придется сначала вникнуть в особенности разработки ПО, а значит – изучить языки программирования.

Кстати! Для наших читателей сейчас действует скидка 10% на

С чего начинать?

Если с самого начала – то купите себе конструктор LEGO. Он поможет развить конструкторские способности, выстраивать причинно-следственные связи и развивать логическое мышление.

Тем, кто с этими направлениями уже дружит, рекомендуется познакомиться с Robotics Bioloid или LEGO EV3. Они идеально подходят для погружения в детали и тренировок приобретенных навыков.

Как только у вас выработаются основные алгоритмы, можно искать место стажера в робототехнической компании. Здесь вас научат всему, что нужно.

Робота создать не сложно. Сложно создать такого робота, который решил бы реальную проблему. Найдите проблему, а уж потом создавайте робота.

Как изучить робототехнику самостоятельно?

Чтобы получить эту специальность, придется получить знания во многих отраслях науки: инженерные конструкции, схемотехника, работа с реле и светодатчиками, программирование, электроника, биология, механика, эстетика.

А вообще, заниматься робототехникой стоит. И не только потому, что это очень перспективное занятие. Просто эта отрасль представляет собой непаханое поле для специалистов всех мастей – даже для психологов и биологов.

Кстати, а вот список некоторых мест, где можно выучиться на робототехника и найти работу мечты:

• МИРЭА,
• МГТУ им. Баумана,
• МЭМ НИУ ВШЭ, Лаборатория «Робототехника».

Существуют также определенные курсы по обучению этой тематике. Правда, все они англоязычные. Так что если у вас нет проблем с английским языком, дерзайте:

• Introduction to Robotics | Mechanical Engineering | MIT
• Artificial Intelligence: How To Build A Robot – Udacity
• Robotics courses – Plymouth
• Artificial Intelligence: Principles and Techniques
• Computer Science: Artificial Intelligence - Courses | Coursera
• UC BerkeleyX: CS188.1x: Artificial Intelligence | edX

Ну а пока вы будете стремиться найти работу мечты, штудировать кучу специализированной литературы, учебный сервис поможет вам учиться по вашей основной специальности путем

Национальный фонд образовательной робототехники в 2015 году опросил руководителей высшего звена: 81% опрошенных отметили роботизацию главной причиной роста занятости. Во всем мире растет спрос на “интеллектуальные” фабрики и появляется потребность в роботах.

По данным интернет-издания Nearshore Americas, в 2017 году “умное” производство привнесет в мировую экономику около 500 миллиардов долларов. В опросе, проведенном технологической консалтинговой фирмой Capgemini, более половины респондентов заявили, что инвестировали 100 миллионов долларов или более в инициативы, связанные с “умными” заводами в течение последних пяти лет. В исследовании делается вывод о том, что к 2022 году по меньшей мере 21% производственных предприятий станут интеллектуальными.

Бюро статистики США (BLS) сообщает, что за последние 7 лет компании внедрили 136 748 роботов на производственные линии. BLS также определило, что в результате автоматизации было создано 894 000 новых рабочих мест. Авторы книги «Что делать, когда машины делают все» Малкольм Френк, Пол Рериг и Бен Принг предполагают схожую тенденцию: в течение следующих 10-15 лет 19 миллионов рабочих мест будут потеряны из-за автоматизации, но 19 миллионов новых рабочих мест будут созданы также благодаря автоматизации.

Короче говоря, для инженеров-робототехников прямо сейчас открываются новые возможности, а вместе с ними и новые горизонты в образовании и самообразовании.

Потенциал профессий, связанных с робототехникой

В апреле этого года Ассоциация по развитию автоматизации (A3) , в котором говорится, что 80% производителей сообщают о нехватке квалифицированных кадров, что станет причиной потери 11% годового дохода. Однако новые технологии автоматизации повышают производительность и помогают создавать более качественные продукты. А это в свою очередь позволяет предпринимателям развивать свой бизнес и увеличивать рабочие места.

В докладе A3 было отмечено, что роботы увеличивают производительность труда с той же скоростью, что и паровой двигатель: 0,35% в год. Amazon — отличный пример того, как роботы увеличивают рабочие места. В 2014 году на компанию Amazon Robotics работало 45 000 штатных сотрудников. А три года спустя это число удвоилось до 90 000.

Производства оснащают робототехникой, однако робот может автоматизировать задачи, но не полный процесс — управлять роботами в любом случае должны люди. Если количество машин на заводах увеличивается, то и число квалифицированных специалистов, необходимых для программирования, эксплуатации и обслуживания этих роботов, также будет расти.

Для студентов

Для молодого инженера, который хочет войти в робототехнику, есть ключевые области исследований, на которых следует сосредоточиться. Робототехника — это междисциплинарное направление, которое объединяет в себе несколько областей техники, включая машиностроение, компьютерное программирование и электротехнику.

В средней школе будущему инженеру-робототехнику необходимо глубоко изучить математику и физику. Эти базовые предметы составляют основу многих роботизированных курсов. Также уже в средней школе следует пройти курсы по программированию, дизайну и познакомиться с производственными станками.

На университетском уровне многие учебные заведения предлагают робототехнику в качестве самостоятельной области обучения. Выделяют три ключевых направления:

1. Тело (машиностроение). Инженер-механик отвечает за физическую систему: части роботов (например, двигатели и приводы). Меры безопасности и операционные протоколы также относятся к этой отрасли техники.
2. Нервная система (электротехника). Это электронная основа робота включает встроенные системы, низкоуровневое программирование схем, электрическое сопротивление и теорию управления.
3. Мозг (компьютерная инженерия). В этой группе основное внимание уделяется программному языку, а не аппаратным средствам, охватывающим такие темы, как искусственный интеллект (ИИ) и машинное обучение.

В России многие вузы готовят бакалавров по направлению “Мехатроника и робототехника”, а также по смежным дисциплинам. Вот некоторые из них:

• МГТУ им. Н.Э. Баумана
• ТПУ — Национальный исследовательский Томский политехнический университет
• ТГУ — Национальный исследовательский Томский государственный университет
• СПбГПУ — Санкт-Петербургский государственный политехнический университет
• УрФУ — Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина
• СПбНИУ ИТМО — Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики
• ДВФУ — Дальневосточный федеральный университет
• НИУ МЭИ — Национальный исследовательский университет «МЭИ»
• БГТУ им. В. Г. Шухова — Белгородский государственный технологический университет им. В. Г. Шухова
• МГТУ СТАНКИН — Московский государственный технологический университет «СТАНКИН»

Российские производители робототехники заинтересованы в качественном обучении будущих инженеров. Компания Promobot разработала несколько курсов по робототехнике для школьников. Сейчас компания развивает универсальную робототехническую платформу Promobot на базе собственной разработки Software Developer Kit (SDK). Платформа позволяет инженерам со всего мира писать для робота новые функциональные модули, обучать Promobot новым сценариям работы и настраивать его под потребности своего бизнеса. На базе Promobot SDK разрабатываются и внедряются образовательные программы для российских и зарубежных школ и технических вузов.

Для профессионалов

В последние годы многие роботостроительные компании создали собственные сертификационные программы для содействия обучению специалистов. Некоторые из них создали университеты и учебные программы на собственных роботизированных платформах.

Universal Robots является одним из основных продавцов роботов. Компания имеет собственную платформу обучения — Universal Robot Academy. Крупные производители роботов, такие как Kuka и FANUC, предлагают программы сертификации. Программа Kooka Official Robotics Education (KORE) предназначена для преподавания в средних школах, колледжах, университетах и профессионально-технических училищах.

Онлайн-курсы от таких компаний, как Bosch, Kuka, iRobot и Lockheed Martin, представлены платформой онлайн-обучения Udacity . Udacity — это новая онлайн-платформа обучения, цель которой — предоставить доступное образование в Интернете. Курсы созданы профессионалами в области образования и спонсируются крупными компаниями отрасли.

Одна из самых крупных платформ — EdX . Тут, например, можно прослушать курс от Колумбийского университета по робототехнике или курсы от MIT. Также существуют платформы в русскоязычными курсами, например, Coursera,

Есть люди, которые занимаются уборкой полов только раз в неделю, а есть и другие, кто делает эту работу значительно чаще. Привлекательной характеристикой роботов-пылесосов становится тот факт, что они отвечают нуждам обоих категорий. Так или иначе, с ними дом становится безупречней, практически не требуя человеческого фактора.

Современные лучшие роботы пылесосы далеки от первых моделей, которые приходилось искать под каждым предметом мебели в доме, пока вы не услышите сигнал нехватки энергии. Последние модели, направленные на уборку домов, предлагают разительное повышение эффективности, способность к самоочищению, а также умение находить дорогу к зарядной станции самостоятельно.

В этой статье мы подробнее разберемся как работает робот пылесос. Помогать нам понять как устроен робот пылесос будет iRobot Roomba Red, а также проверим несколько других роботов-пылесосов на рынке.

Принцип работы робота пылесоса

Современный рынок предлагает огромный выбор роботов-пылесосов , цены на которые варьируются от 3.500 рублей до 100.000 рублей. Эти пылесосы для клининговых услуг характеризуются низкой посадкой и компактными размерами, чтобы сохранить возможность проникать под мебель, что недоступно традиционным пылесосам.

Большинство производителей скажет вам, что робот пылесос предназначен для дополнения к стандартной уборке пылесосом, но не может заменить эту работу. Они предназначены для выполнения ежедневной уборки , которая становится важным штрихом в поддержании чистоты, таким образом, робот-пылесос призван поддерживать чистоту между ручной уборкой пылесосом. Тем не менее, если вы из тех людей, кто никогда не пылесосит, роботизированный помощник сможет сделать полы и ковры чище, чем они есть сейчас, а вам не придется и палец о палец ударить.

Самым популярным производителем роботов-пылесосов в России остается iRobot , который предлагает на рынке разнообразные модели, начиная с базовой модели Roomba Red и заканчивая технологически продвинутыми Roomba Scheduler. Для того, чтобы разобраться с тем, как работает робот пылесос, мы заполучили в свои руки iRobot Roomba Red, который станет нашим проводником в мир роботизированной уборки. Давайте начнем с того, что у него внутри.

iRobot Roomba Red имеет размеры, приблизительно, 13-ю дюймами (33 см) в диаметре и 3,5 дюймами (9 см) в высоту. Внешний осмотр робота пылесоса позволяет выявить следующие детали:

Большинство роботов Roomba работают на аккумуляторах NiMH. Аккумулятор Roomba Red, для примера, рассчитан на 3 ампер-часа, а его полная зарядка занимает порядка семи часов / 18 вольт. Некоторые из последних моделей роботов-пылесосов iRobot, конечно, сократили это время до 2-3 часов. Полная зарядка равна приблизительно 2-3 часам времени уборки, что в мире пылесосов Roomba означает 2-3 комнаты, прежде чем роботу потребуется зарядка. За мобильность робота-пылесоса отвечают два моторизованных колеса. Roomba управляется переменной подачей мощности на каждое колесо.

Пылесос Roomba оборудован пятью моторами:

• Один за каждым колесом (Итого: 2);
• Третий управляет пылесосом;
• Четвертый вращает боковой щеткой;
• Пятый управляет комплектом щеток;

Если рассматривать её отдельно, то именно навигационная система делает роботы-пылесосы роботизированными. И основная разница в моделях за 3.500 рублей и за 80.000 рублей, скрывается в точности навигационных датчиков. Подопытный Roomba Red использует AWARE Robotic Intelligence System от iRobot, систему, призванную сократить вмешательство человека в работу робота максимально. Система осведомления включает несколько датчиков, которые собирают данные из окружающей среды, отправляют их на микропроцессор робота-пылесоса, после чего поведение Roomba регулируется должным образом. Согласно iRobot, система может реагировать на новые вводные данные до 67 раз в секунду. Далее мы разберемся с навигацией роботов-пылесосов детально и поймем как работает робот пылесос более детально.

Первое, что Roomba делает при нажатии на кнопку «Clean», рассчитывает размеры комнаты. Компания iRobot была весьма туманна, когда речь зашла о том, как робот это делает, но мы считаем, что робот посылает инфракрасный сигнал и проверяет, сколько времени требуется на возврат сигнала до приемника, расположенного на бампере робота-пылесоса. После того, как робот устанавливает размеры комнаты, он знает, как долго и далеко ему нужно двигаться в процессе уборки.

Ну а пока робот-пылесос убирает, он избегает ступенек и других видов перепадов высоты, используя четыре инфракрасных датчика на передней нижней части робота. Это «Датчики Обрыва», которые постоянно посылают инфракрасные сигналы и, получив отрицательный сигнал, Roomba незамедлительно остановится. Если робот приближается к обрыву, сигнал пропадет. Старшие модели, как Roomba Red, просто разворачиваются и двигаются в другую сторону, современные же модели способы почистить край обрыва. Когда Roomba Red врезается во что-то, его бампер активирует механические датчики, которые сообщают системе робота, что он столкнулся с препятствием. Затем используется определенный алгоритм действий, вовлекающих поворот и попытку движения вперед до тех пор, пока робот не сможет двигаться вперед.

Есть ещё один инфракрасный датчик, который мы назовем «Датчиком Стены», он расположен на правой стороне бампера и позволяет роботу-пылесосу Roomba очень внимательно двигаться вдоль стены и вокруг других объектов (например, мебели), не касаясь их. Это значит, что робот может пройтись вдоль плинтусов, не натыкаясь на них. Он также может самостоятельно рассчитать себе путь уборки, что, согласно iRobot, подключает предварительно заданный алгоритм, который позволяет роботу полностью охватить полы.

Будников Константин Андреевич

Цель работы – оценить вклад создания роботов, изучить устройство простого робота и условия, при которых он работает.

Задачи исследования:

Изучить литературу по теме «Роботы»;

Узнать об истории изобретения роботов;

Провести опыты по изучению работы роботов.

Методы:

- теоретический анализ различных источников информации;

Постановка опытов;

Обработка материалов эксперимента;

Наблюдение;

Проведя исследование, я сделал выводы, что роботы не способны заменить человека. Но они могут избавить людей от тяжелой и скучной работы.

Скачать:

Предварительный просмотр:

МУНИЦИПАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ДЛЯ ДЕТЕЙ ДОШКОЛЬНОГО И МЛАДШЕГО ШКОЛЬНОГО ВОЗРАСТА

НАЧАЛЬНАЯ ШКОЛА – ДЕТСКИЙ САД №43

Городское соревнование юных исследователей «Шаг в будущее – Юниор»

Роботы. Как они устроены

Учебно - исследовательская работа

Исполнитель: Будников Константин Андреевич, ученик 4 – В класса МОУ НШ-ДС №43

Руководитель: Басманова

Елена Геннадьевна,

Учитель начальных классов МОУ НШ-ДС №43

Сургут, 2011

Введение…………………………………………………………………….3

1.1. История создания первых роботов ………………………………....4

1.2. Преимущества и недостатки изобретения роботов…….……...5

1. Виды роботов………………………………………………..………..6

1. Устройство роботов……………………………………………….7

Глава 2. Опытно – экспериментальное исследование ……….……..10

Заключение……………………………………………………………......11

Список источников……………………………………………… …….12

Введение

Процесс научных открытий -

Это, в сущности,

непрерывное бегство от чудес.

Цель работы – оценить вклад создания роботов, изучить устройство простого робота и условия, при которых он работает.

Задачи исследования:

Изучить литературу по теме «Роботы»;

Узнать об истории изобретения роботов;

Провести опыты по изучению работы роботов.

Методы:

- теоретический анализ различных источников информации;

Постановка опытов;

Обработка материалов эксперимента;

Наблюдение;

Анализ.

Для проведения исследований мы использовали одну микросхему драйвера моторов и два фотоэлемента.

Глава 1. Роботы: история создания, использование человеком

1.1. История создания роботов

Ро́бот - аппарат, способный самостоятельно взаимодействовать с внешним миром и обладающий искусственным интеллектом или его зачатками. Обычно представляется в виде механического человека, реже предполагается колёсный робот или неантропоморфный. Часто роботами в рекламных целях или по незнанию называют автоматы и удалённо управляемые людьми устройства. Человекоподобный робот зовётся андроидом.

Слово «робот» было придумано чешским писателем Карелом Чапеком и его братом Йозефом и впервые использовано в пьесе Чапека « Р. У. Р. » («Россумские универсальные роботы», ). До появления промышленных роботов считалось, что роботы должны выглядеть подобно людям.

Идея искусственных созданий впервые упоминается в древнегреческом мифе о Кадме, который, убив дракона, разбросал его зубы по земле и запахал их, из зубов выросли солдаты, и в другом древнегреческом мифе о Пигмалионе , который вдохнул жизнь в созданную им статую - Галатею.

Самый древний в истории механический человек был сделан в 1540 году итальянцем Джанелло Делла Торре. Для развлечения императора Карла V он смастерил лютнистку, которая умела ходить и извлекала из своего инструмента звуки. Спустя два века швейцарский часовщик Пьер Жакке- Дроз продолжил работу начатую Делла Торре. Он конструировал красивейшие автоматы, которые функционировали за счет пружинного механизма, похожего на часовой.

Активное производство роботов началось в 1970-е годы. Прежде всего, они стали использоваться в производстве, для выполнения однообразных (и часто опасных) операций. Больше всего промышленных роботов используется в автомобильной промышленности, где они работают на штамповочных и сварочных участках, в покрасочных камерах, на сборке. Разумеется, роботы не могли сразу заменить людей в промышленности, но доля человеческого труда в производстве с тех пор неуклонно сокращается. Полностью автоматизированные фабрики, такие как фабрика IBM для сборки клавиатур в Техасе, называются "фабрики без освещения". Люди там уже не нужны: абсолютно всё производство, от момента выгрузки материалов и до получения готовой продукции у погрузочных ворот, полностью роботизировано и может работать круглосуточно и без выходных.

1.2 Преимущества и недостатки изобретения роботов

Роботы обладают следующими потенциальными преимуществами перед людьми:

1. теоретическая бессмертность - если какая-то деталь робота изнашивается, её легко заменить новой;
2. потенциальная приспособленность к любым условиям обитания, где материалы, из которых сделан робот, будут находиться в стабильном состоянии;
3. легкость получения новых особей - можно собирать промышленным способом;
4. легкость обучения - достаточно скопировать программу другого робота в нового робота;
5. робота можно отключить, если он не нужен, и хранить в таком виде.

Однако пока у роботов по сравнению с людьми более проявляются недостатки:

1. изготовление более-менее универсального и надёжного робота обходится слишком дорого;
2. настоящий искусственный интеллект не создан.

Очевидно, вследствие технического прогресса цена робота, выполняющего один и тот же набор функций, должна снижаться. Поэтому следует ожидать исчезновения первого указанного недостатка со временем. Второй же недостаток - отсутствие искусственного интеллекта - вполне может оказаться непреодолимым хотя бы потому, что мы не знаем, как работает интеллект естественный, и не факт, что когда-либо узнаем.

1.3. Виды роботов

Промышленные роботы

Появление станков с числовым программным управлением (ЧПУ ) 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.

Бытовые роботы

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

По всей видимости, оружие, используемое сегодня, понемногу теряет эффективность и актуальность в борьбе с врагом. Или же оно не настолько универсально и функционально, если ученые не перестают искать оружие, поражающее воображение тонкостью, миниатюрными размерами и смертельной опасностью. Израильские ученые взялись за разработку проекта, предусматривающего с помощью нанотехнологий создать роботов по размерам меньше обычной осы, которые будут способны выследить, сфотографировать и убить жертву. Также, применение нанотехнологий позволит сделать процесс слежки и атаки вражеских объектов более скрытным и опасным.

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 открытие.

Роботы 1-го поколения были большими механическими «рабочими», предназначенными для тяжелой промышленности. Но потом, благодаря развитию и совершенствованию технологии, родилась новая серия роботов, более умелых и в то же время более похожих на тех, которых придумали за долго до этого литератора и кинематографисты. Это – так называемые «антропоморфные», то есть похожие на человека, роботы, которые делают то, на что не способны промышленные механизмы. Можно привести несколько примеров: они ходят, звонят по телефону и даже играют в настольный теннис.

Роботы игрушки

Многие крупные фирмы, специализирующиеся на производстве игрушек, работают над ними и уже представили общественности эти разработки. Среди роботов «сделай сам» – управляемый дистанционно футболист, робот-паук, который замечает препятствия, и другой, двигающийся под воздействием изменения освещения. Самый большой называется 65 230 , состоит из 400 деталей и снабжен 5 электродвигателями.

1.4. Устройство роботов

Так как же устроен робот? Что помогает ему двигаться? Их каких деталей он состоит?

Роботам требуются портативные аккумуляторы чрезвычайно высокой ёмкости, характеристики которых превосходят имеющиеся на рынке образцы. Проблемы адекватного энергообеспечения роботов не решены до сих пор. Решением могут стать атомные установки и , которые используются на космических зондах для дальних перелётов, с такими аккумулятором робот сможет работать 50-100 лет без зарядки

Также необходимы роботу двигатели. В наше время в качестве двигателей часто используются 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.

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

Система передвижения

Советский Луноход-1

Для передвижения по открытой местности чаще всего используют колёсную или гусеничную, реже - шагающую систему передвижения роботов. Это самые универсальные виды систем перемещения.

Робот на гусеничном ходу

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 используются передвижения вдоль монорельсов , по напольной колее и т. д. Для перемещения по наклонным, вертикальным плоскостям используются системы, аналогичные «шагающим» конструкциям, но с вакуумными присосками.

Робот « BigDog » (внешне похожий на кентавра и разработанный для помощи в переноске грузов), демонстрирует достаточно эффективную походку на четырех ногах, включая удержание равновесия после бокового неожиданного воздействия (пинка).

Известный робот Asimo ходит на двух конечностях, подобно человеку. Так же известны роботы, подражающие движениям живых организмов.

Технология подзарядки

Разработаны технологии, позволяющие роботам самостоятельно осуществлять подзарядку, находя и подсоединяясь к стационарной зарядной станции.

Математическая база

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

Глава 2. Опытно – экспериментальное исследование создания робота

Я попробовал сделать робота. Использовал одну микросхему драйвера моторов и два фотоэлемента. В зависимости от способа соединения моторов, микросхемы и фотоэлементов мой робот будет двигаться на свет или, наоборот, прятаться в темноту, бежать вперед в поисках света или пятиться, как крот, назад.

Принцип поведения робота основывается на "фоторецепции". В живой природе, которой будет подражать наш робот, фоторецепция - одно из основных фотобиологических явлений, в котором свет выступает как источник информации.
Устройство робота, двигающегося вперед, когда на него падает луч света, и останавливающегося, когда свет перестает его освещать - называется фотокинезисом - ненаправленным увеличением или уменьшением подвижности в ответ на изменения уровня освещённости.
В устройстве робота, кроме микросхемы драйвера моторов L293D , будет использоваться только один фотоэлемент и один электромотор. В качестве фотоэлемента можно применить не только фототранзистор.

Заключение

Проведя исследование, я сделал выводы, что роботы не способны заменить человека. Но они могут избавить людей от тяжелой и скучной работы.

Список источников

1. Космонавтика. Малая энциклопедия. Гл. редактор В. П. Глушко. М.: Советская энциклопедия, 1970. 527c.

2. Энциклопедия Космонавтика. Гл. ред. В. П. Глушко. М.: Советская энциклопедия, 1985. 526c.

3. Дитрих А.К. Почемучка. – М.:АСТ, 2004, 335с.

4. Что? Зачем? Почему? Большая книга вопросов и ответов.- М.:Эксмо, 2002, 512с.

5. Я познаю мир: Детская энциклопедия.: Изобретения._ М.: АСТ, 1999, 512с.

6. Я познаю мир: Детская энциклопедия: История вещей. – М.:АСТ, 1998, 512с. Слайд 2

Задачи исследования: - изучить литературу по теме «Роботы»; - узнать об истории изобретения роботов; - провести опыты по изучению работы роботов. Методы: - теоретический анализ различных источников информации; - постановка опытов; - обработка материалов эксперимента; - наблюдение; - анализ.

Ро́бот - аппарат, способный самостоятельно взаимодействовать с внешним миром и обладающий искусственным интеллектом или его зачатками.

Кто первый создал механического человека? 1540 год - итальянец Джанелло Делла Торре

Промышленные роботы

Бытовые роботы

Военные роботы

Для передвижения используют колёсную или гусеничную, реже - шагающую систему передвижения роботов.

ТЕХНОЛОГИЯ ПОДЗАРЯДКИ

ВЫВОД: Проведя исследование, я сделал выводы, что роботы не способны заменить человека. Но они могут избавить людей от тяжелой и скучной работы.

Список источников 1. Космонавтика. Малая энциклопедия. Гл. редактор В. П. Глушко. М.: Советская энциклопедия, 1970. 527c. 2. Энциклопедия Космонавтика. Гл. ред. В. П. Глушко. М.: Советская энциклопедия, 1985. 526c. 3. Дитрих А.К. Почемучка. – М.:АСТ, 2004, 335с. 4. Что? Зачем? Почему? Большая книга вопросов и ответов.- М.:Эксмо, 2002, 512с. 5. Я познаю мир: Детская энциклопедия.: Изобретения._ М.: АСТ, 1999, 512с. 6. Я познаю мир: Детская энциклопедия: История вещей. – М.:АСТ, 1998, 512с. 7. Я познаю мир: Детская энциклопедия: Физика\Сост. А.А. Леонович. – М.:АСТ, 1996, 480 с. 8. http://www.e-blog.com.ua/8854/

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ

Роботы сегодня находят множество применений. Одно из самых опасных — обезвреживание бомб. Уже почти полвека роботы-саперы спасают человеческие жизни. Их использовали для деактивации взрывных устройств в сотнях, если не тысячах, случаев.

Впрочем, говорить «робот-сапер» не совсем верно. В Оксфордском словаре значится: «Робот — механизм, способный автоматически выполнять сложную последовательность действий». Железные саперы не принимают решений и не работают автономно. Их лучше называть дронами, так как ими дистанционно управляет взрывотехник. В британской армии эту профессию называют «взрывной доктор». Специалист на расстоянии исследует взрывное устройство и, по возможности, деактивирует его. Это может быть не только бомба, но также мина или неразорвавшийся снаряд.

Ранние роботы-саперы управлялись при помощи громоздких кабелей (Getty Images)

Одним из первых саперных аппаратов была модель Wheelbarrow Mark 1. Проект предложил офицер британской армии Питер Миллер. Его идея заключалась в использовании шасси электрической тележки, чтобы отвозить подозрительные устройства на безопасное расстояние, где они могут быть взорваны.

Первый прототип довольно плохо маневрировал. К делу подключились военные инженеры и скоро усовершенствовали механизм. Одним из важных нововведений стала возможность испускать мощную струю воды.

Зачем нужна вода? Взрывотехники стараются деактивировать взрывчатое устройство и при этом не вызвать его детонацию. Струя воды помогает достичь этой цели: роботы-саперы прицельно поливают провода и выводят бомбы из строя. Некоторые устройства имеют дополнительную защиту, так что контакт с их «внутренностями» приводит к детонации. Именно поэтому к бомбам лучше посылать роботов, а не людей.

Роботы-саперы обследуют подозрительные устройства, не подвергая опасности личный состав (Getty Images)

«Когда оператор подводит робота к устройству, он ищет, куда можно выстрелить водяной струей, — говорит источник Би-Би-Си в британской армии. — Если робот стреляет и попадает в цель, провод выходит из строя. Взрывотехник может подойти и установить, что устройство безопасно. В современных операциях чаще всего удается избежать больших взрывов».

Роботы-саперы управляются операторами на безопасном расстоянии, ориентируясь по мониторам. Камеры устанавливают в нескольких местах аппарата, в том числе на механической «руке».

Изначально стальными саперами управляли с помощью веревок. Прогресс не стоит на месте, и скоро в дело пошли кабели. Но они не позволяли роботам уезжать далеко и цеплялись за препятствия. С той же проблемой сталкиваешься, когда орудуешь садовым шлангом. Сегодня большинство роботов-саперов контролируется дистанционно. Рабочий диапазон при этом значительно увеличивается. Однако появляется опасность, что хакеры подключатся к системе, даже несмотря на все защитные протоколы.

В Ираке роботов-саперов использовали для обезвреживания придорожных бомб (GettyImages)

Глава Эдинбургского центра робототехники профессор Сету Виджайакумар объясняет: «Обычно оператор теряет визуальный контакт с роботом-сапером, и кабели только мешают. В таких случаях работа с аппаратом напоминает управление беспилотником с небольшим диапазоном».

Интересно, что дизайн роботов-саперов не сильно изменился с момента их создания. Основная конструкторская идея сохранилась. Механизмы стали меньше и прочнее, но ими по-прежнему управляют операторы из плоти и крови. У каждого аппарата есть «рука» для манипуляции с подозрительным устройством.

Инженеры перепробовали множество вариантов шасси. Сначала аппараты оснащали гусеницами, как у танков. Сегодня роботы могу похвастаться маневренными гусеницами наподобие тракторных, тремя парами колес и множеством других комбинаций. Современные роботы-саперы могут ездить по самым сложным участкам. Некоторые даже умеют взбираться по ступенькам лестницы.

«Рука» робота-сапера дает большую свободу действий. Большинство аппаратов совместимы с целым спектром инструментов. Это позволяет преодолевать самые разные препятствия. Например, столкнувшись с колючей проволокой, робот может прорезать в ней дыру.

Учитывая, что роботы-саперы предназначены для работы в опасных условиях, их делают неуязвимыми для различных воздействий.

«Значительная часть средств уходит на создание электроники и датчиков достаточно прочных, чтобы выдержать самые жесткие условия, — говорит Виджайакумар. — Конечно, это не так, как в космосе, но похоже».

Некоторые из новейших моделей роботов-саперов могут подниматься по лестницам (GettyImages)

Роботы-саперы различаются по своим размерам. Есть разработки, которые умещаются в ранец и могут быть заброшены в здание через окно, а есть аппараты с габаритами газонокосилки, вооруженные рентгеновским зрением и датчиками взрывчатки.

Эволюционировали и контрольные системы. Ранее требовалось проходить специальную подготовку, чтобы управлять аппаратами. Сегодня для манипулирования роботом-сапером годится даже контроллер игровой приставки: компания iRobot, подарившая миру робот-пылесос Roomba, демонстрировала такую возможность для своего военного робота PackBot.

На сегодняшний день тестируется множество ноу-хау в этой области. Есть прототипы, способные прыгать через стены (Sand Flea от Boston Dynamics). Есть варианты с двумя «руками», способные заглядывать в багажники автомобилей. Также прорабатываются варианты с использованием целых роботизированных команд, где каждое устройство берет на себя часть функций.

Виджайакумар резюмирует: «Одна из главных целей — использовать роботов в опасных ситуациях. Роботов можно подвести к взрывному