Роботы

Ро́бот (чеш. robot, от robota — подневольный труд или rob — раб) — автоматическое устройство, созданное по принципу живого организма. Действуя по заранее заложенной программе и получая информацию о внешнем мире от датчиков (аналогов органов чувств живых организмов), робот самостоятельно осуществляет производственные и иные операции, обычно выполняемые человеком (либо животными)[1][2]. При этом робот может как и иметь связь с оператором (получать от него команды), так и действовать автономно.

 

« Современные роботы, созданные на базе самых последних достижений науки и техники, применяются во всех сферах человеческой деятельности. Люди получили верного помощника, способного не только выполнять опасные для жизни человека работы, но и освободить человечество от однообразных рутинных операций.

И. М. Макаров, Ю. И. Топчеев. «Робототехника: История и перспективы»[3] »

Внешний вид и конструкция современных роботов могут быть весьма разнообразными. В настоящее время в промышленном производстве широко применяются различные роботы, внешний вид которых (по причинам технического и экономического характера) далёк от «человеческого».

 

Зачастую «роботами» называют человекообразные автоматы (автоматоны).

 

Содержание  [убрать]

1 История возникновения  слова

2 Предыстория

2.1 Мифические искусственные  существа

2.2 Технические устройства

3 Хронология

4 Типы роботов

4.1 Промышленные роботы

4.2 Медицинские роботы

4.3 Бытовые роботы

4.4 Роботы для обеспечения  безопасности

4.5 Боевые роботы

4.6 Роботы-учёные

5 Технологии

5.1 Система передвижения

5.2 Система распознавания  образов

5.3 Двигатели

5.4 Искусственный интеллект (AI)

5.5 Технология подзарядки

5.6 Математическая база

5.7 Навигация

5.8 Внешний вид

6 Производители роботов

7 Известные модели роботов

8 Трагические факты

9 Роботы как хобби

10 Роботы в культуре

11 См. также

12 Примечания

13 Литература

14 Ссылки

История возникновения слова[править | править исходный текст]

Слово «робот» было придумано чешским писателем Карелом Чапеком и его братом Йозефом и впервые использовано в пьесе Чапека «Р. У. Р.» («Россумские универсальные роботы», 1920).

 

До появления промышленных роботов считалось, что роботы должны выглядеть подобно людям.

 

Предыстория[править | править исходный текст]

Мифические искусственные существа[править | править исходный текст]

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. Также в мифе про Гефеста рассказывается, как он создал себе различных слуг. Еврейская легенда рассказывает о глиняном человеке — Големе, который был оживлён пражским раввином Йехудом Бен Бецалелем при помощи каббалистической магии.

 

Похожий миф излагается в скандинавском эпосе Младшая Эдда. Там рассказывается о глиняном гиганте Мисткалфе, созданном троллем Рунгнером для схватки с Тором, богом грома.

 

Технические устройства[править | править исходный текст]

Сведения о первом практическом применении прообразов современных роботов — механических людей с автоматическим управлением — относятся к эллинистической эпохе. Тогда на маяке, сооружённом на острове Фарос, установили четыре позолоченные женские фигуры. Днём они горели в лучах солнца, а ночью ярко освещались, так что всегда были хорошо видны издалека. Эти статуи через определённые промежутки времени, поворачиваясь, отбивали склянки; в ночное же время они издавали трубные звуки, предупреждая мореплавателей о близости берега[4].

 

Прообразами роботов были также механические фигуры, созданные арабским учёным и изобретателем Аль-Джазари (1136—1206). Так, он создал лодку с четырьмя механическими музыкантами, которые играли на бубнах, арфе и флейте.

 

Чертёж человекоподобного робота был сделан Леонардо да Винчи около 1495 года. Записи Леонардо, найденные в 1950-х, содержали детальные чертежи механического рыцаря, способного сидеть, раздвигать руки, двигать головой и открывать забрало. Дизайн, скорее всего, основан на анатомических исследованиях, записанных в Витрувианском человеке. Неизвестно, пытался ли Леонардо построить робота[5].

 

С начала XVIII века в прессе начали появляться сообщения о машинах с «признаками разума», однако в большинстве случаев выяснялось, что это мошенничество. Внутри механизмов прятались живые люди или дрессированные животные.

 

Французский механик и изобретатель Жак де Вокансон создал в 1738 году первое работающее человекоподобное устройство (андроид), которое играло на флейте. Он также изготовил механических уток, которые, как говорили, умели клевать корм и «испражняться».

 

Хронология[править | править исходный текст]

Конец XIX века — русский инженер Пафнутий Чебышёв придумал механизм — стопоход, обладающий высокой проходимостью.

1898 — Никола Тесла разработал  и продемонстрировал миниатюрное  радиоуправляемое судно.

1921 — чешский писатель  Карел Чапек представил публике  пьесу под названием «Р. У. Р.» («Россумские Универсальные Роботы»)[6], откуда и взяло начало слово  «робот» (от словацк. robota).

1930-е — появились конструкции  внешне напоминающих человека  устройств, способных выполнять  простейшие движения и воспроизводить  фразы по команде человека. Первый  такой «робот» был сконструирован  американским инженером Д. Уэксли  для Всемирной выставки в Нью-Йорке  в 1927 году.

1950-е — для работы  с радиоактивными материалами  стали разрабатывать механические  манипуляторы, которые копировали  движения рук человека, находящегося  в безопасном месте.

1960 — дистанционно управляемая  тележка с манипулятором, телекамерой  и микрофоном применялась для  осмотра местности и сбора  проб в зонах высокой радиоактивности.

1968 — японская компания Kawasaki Heavy Industries, Ltd. получила лицензию  на производство робота от  американской фирмы Unimation Inc. и собрала  своего первого промышленного  робота. С тех пор Япония начала  неуклонное движение к тому, чтобы  стать мировой столицей роботов  — с более чем 130 компаниями, вовлеченных  в их производство. Изначально  сконструированные в США, первые  роботы Японии импортировались  в малых количествах. Инженеры  изучали их и применяли в  производстве в таких специфических  работах, как сварка и распыление. В 70-х годах были разработаны  многочисленные возможности практического  применения в данной области.

1979 — в МГТУ им. Н. Э. Баумана по заказу КГБ был  сделан аппарат для обезвреживания  взрывоопасных предметов — сверхлёгкий  мобильный робот МРК-01.

1980 — коммерческое начало  для роботов, производимых на  основе высоких технологий. С  этого момента рынок начал  расти, несмотря на обвал, произошедший  в экономике Японии, и на то, что производство (в основном  потребительская электроника) было  перемещено за рубеж, что повлияло  на уменьшение спроса внутри  страны в 90-х годах. Постепенно  японская экономика восстановилась, и с 2003 года опять наблюдается  рост.

В настоящее время на долю Японии приходится около 45% функционирующих в мире промышленных роботов. Если говорить об абсолютных цифрах, то к концу 2004 года в Японии было задействовано 356500 промышленных роботов, на втором месте со значительным отрывом шли Соединенные Штаты Америки (122000 промышленных роботов). Япония также занимает первое место в мире и по экспорту промышленных роботов. Ежегодно эта страна производит более 60 тысяч роботов, почти половина из которых идет на экспорт. Такой разрыв, безусловно, делает нашествие японских роботов ещё более заметным.

 

1982 — 18—27 октября 1982 г. в Ленинграде, в выставочном комплексе в  Гавани проходила (вероятно, первая  в СССР) Международная выставка  «Промышленные роботы-82».

1986 — в Чернобыле впервые  в СССР применены роботы для  очистки радиоактивных отходов.

2005 — ВМФ России в  Балтийском море проведены испытания  подводного робота-разведчика «Гном»[источник  не указан 1798 дней].

2007 — МВД России в  Перми проводило испытания тестового  робота-милиционера Р-БОТ 001.

2010 — в Америке в  продажу поступили новые роботы PR2.

2013 — создан и выведен  на орбиту первый робот-астронавт.

Типы роботов[править | править исходный текст]

Андроид (человекообразный робот)

Биоробот

Промышленный робот

Транспортный робот

Подводный робот

Бытовой робот

Боевой робот

Зооробот

Звероробот

Летающий робот

Медицинский робот

Микроробот

Наноробот

Персональный робот

Педикулятор

Робот-артист

Робот-игрушка

Робот-официант

Робот-программа

Робот-хирург

Робот-экскурсовод

Социальный робот

Шаробот

Промышленные роботы[править | править исходный текст]

Основная статья: Промышленный робот

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.

 

Несмотря на их высокую стоимость, численность промышленных роботов в странах с развитым производством быстро растёт. Основная причина массовой роботизации такова: «Роботы выполняют сложные производственные операции по 24 ч в сутки. Выпускаемая продукция при этом имеет высокое качество. Они... не болеют, не нуждаются в обеденном перерыве и отдыхе, не бастуют, не требуют повышения заработной платы и пенсии. Роботы не подвержены влиянию температуры окружающей среды либо воздействию газов или выбросов агрессивных веществ, опасных для жизни человека»[7].

 

Медицинские роботы[править | править исходный текст]

Основная статья: Роботизированная хирургия

В последние годы роботы получают всё большее применение в медицине; в частности, разрабатываются различные модели хирургических роботов. Ещё в 1985 году робот Unimation Puma 200[en] был использован для позиционирования хирургической иглы при выполнении биопсии головного мозга, проводившейся под управлением компьютера[8]. В 1992 году разработанный в Имперском колледже Лондона робот ProBot впервые осуществил операцию на предстательной железе, положив начало практической роботизированной хирургии. С 2000 года компания Intuitive Surgical серийно выпускает робот Da Vinci, предназначенный для лапароскопических операций и установленный в нескольких сотнях клиник по всему миру[9].

 

Бытовые роботы[править | править исходный текст]

Основная статья: Бытовой робот

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

 

В сентябре 2005 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.

 

Роботы для обеспечения безопасности[править | править исходный текст]

В последнее время роботы всё чаще применяются силовыми структурами: полицией, органами государственной безопасности, аварийно-спасательными службами, силами ведомственной и вневедомственной охраны. В 2007 году в Перми прошли первые испытания робота-полицейского Р-БОТ 001, разработанного московской компанией «Лаборатория Трёхмерного Зрения»[10]. При тушении пожаров применяют роботизированные установки пожаротушения.

 

Для оперативной разведки агентства по чрезвычайным ситуациям и полиция используют «летающих роботов» (беспилотные летательные аппараты)[11]. При проведении под водой обследования потенциально опасных объектов и поисково-спасательных работ службы МЧС России используют подводные роботы серии «Гном», выпускаемые с 2001 года московской компанией «Подводная робототехника»[12].

 

Боевые роботы[править | править исходный текст]

 

 

Swords — боевая система  наблюдения и разведки.

Основная статья: Боевой робот

Боевым роботом называют автоматическое устройство, заменяющее человека в боевых ситуациях или при работе в условиях, несовместимых с возможностями человека, в военных целях: разведка, боевые действия, разминирование и т. п. Боевыми роботами являются не только автоматические устройства с антропоморфным действием, которые частично или полностью заменяют человека, но и действующие в воздушной и водной среде, не являющейся средой обитания человека (авиационные беспилотные с дистанционным управлением, подводные аппараты и надводные корабли). В настоящее время большинство боевых роботов являются устройствами телеприсутствия, и лишь очень немногие модели имеют возможность выполнять некоторые задачи автономно, без вмешательства оператора.

 

В Технологическом институте Джорджии под руководством профессора Хенрика Кристенсена разработаны напоминающие муравьёв инсектоморфные роботы, способные обследовать здание на предмет наличия там врагов и мин-ловушек (доставляются к зданию «главным роботом» — мобильным роботом на гусеничном ходу). Получили распространение в войсках и летающие роботы. На начало 2012 года военными во всём мире использовались около 10 тысяч наземных и 5 тысяч летающих роботов; 45 стран мира разрабатывало или закупало военных роботов[11].