Автор: Пользователь скрыл имя, 21 Апреля 2014 в 21:04, реферат
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.
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
Роботы-учёные[править | править исходный текст]
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[13].
К роботам-учёным безусловно можно отнести роботов, с помощью которых исследовались вентиляционные шахты Большой Пирамиды Хеопса. С их помощью были открыты т. н. «дверки Гантенбринка» и т. н. «ниши Хеопса». Исследования продолжаются.
Технологии[править | править исходный текст]
Основная статья: Робототехника
Система передвижения[править | править исходный текст]
Робот на гусеничном ходу
Основная статья: Робототехника#Способы перемещения
Для передвижения по открытой местности чаще всего используют колёсный или гусеничный движитель (примерами подобных роботов могут служить Warrior и PackBot). Реже используются шагающие системы (примерами подобных роботов могут служить BigDog и Asimo). 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 роботы передвигаются вдоль монорельсов, по напольной колее и т. д. Для перемещения по наклонным или вертикальным плоскостям, по трубам используются системы, аналогичные «шагающим» конструкциям, но с вакуумными присосками[14][15]. Также известны роботы, использующие принципы движения живых организмов — змей[16][17], червей[18], рыб[19][20], птиц[21], насекомых[22] и других; соответственно, говорят о ползающих[23][24], инсектоморфных (от лат. Insecta ‘насекомое’)[25] и других типах роботов бионического происхождения.
Система распознавания образов[править | править исходный текст]
Основная статья: Компьютерное зрение
Системы распознавания уже способны определять простые трехмерные предметы, их ориентацию и композицию в пространстве, а также могут достраивать недостающие части, пользуясь информацией из своей базы данных (например, собирать конструктор Lego).
Двигатели[править | править исходный текст]
В настоящее время в качестве приводов обычно используются двигатели постоянного тока, шаговые электродвигатели и сервоприводы.
Существуют разработки двигателей, не использующих в своей конструкции моторов: например, технология сокращения материала под действием электрического тока (или поля) (см. электроактивные полимеры), которая позволяет добиться более точного соответствия движения робота натуральным плавным движениям живых существ.
Искусственный интеллект (AI)[править | править исходный текст]
Основная статья: Искусственный интеллект
Технология подзарядки[править | править исходный текст]
Разработаны технологии, позволяющие роботам самостоятельно осуществлять подзарядку, находя и подсоединяясь к стационарной зарядной станции. В настоящий момент в разных лабораториях проходят испытания различных систем, обеспечивающих бесконтактную подзарядку аккумуляторов в помещениях (например, направленным мощным инфракрасным лазером или индукционным принципом).
Математическая база[править | править исходный текст]
Помимо уже широко применяющихся нейросетевых технологий, существуют алгоритмы самообучения взаимодействию робота с окружающими предметами в реальном трёхмерном мире: робот-собака Aibo под управлением таких алгоритмов прошел те же стадии обучения, что и новорожденный младенец, самостоятельно научившись координировать движения своих конечностей и взаимодействовать с окружающими предметами (погремушками в детском манеже). Это дает ещё один пример математического понимания алгоритмов работы высшей нервной деятельности человека.
Навигация[править | править исходный текст]
Системы построения модели окружающего пространства по ультразвуку или сканированием лазерным лучом широко используются в гонках роботизированных автомобилей (которые уже успешно и самостоятельно проходят реальные городские трассы и дороги на пересечённой местности с учётом неожиданно возникающих препятствий).
Внешний вид[править | править исходный текст]
В Японии не прекращаются разработки роботов, имеющих внешний вид, на первый взгляд неотличимый от человеческого. Развивается техника имитации эмоций и мимики «лица» роботов[26].
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[27].
Производители роботов[править | править исходный текст]
Существуют компании, специализирующиеся на производстве роботов (среди крупнейших — iRobot Corporation). Роботов также выпускают некоторые компании, работающие в сфере высоких технологий: ABB, Honda, Mitsubishi, Sony, World Demanded Electronic, Gostai, KUKA.
Проводятся выставки роботов, напр. самая крупная в мире International robot exhibition (iRex) (проводится в начале ноября раз в два года в Токио, Япония)[28][29]
Известные модели роботов[править | править исходный текст]
Существует несколько моделей роботов, получивших широкую известность:
робот-андроид ASIMO,
робот-собака AIBO,
робот-пылесос Roomba,
C3PO и R2-D2 из Звёздных войн,
T-800 и Т-1000 из серии фильмов Терминатор,
Робокоп из фильма «Робот-полицейский»,
Вертер из фильма Гостья из будущего,
Электроник из фильма Приключения Электроника
Робот Бендер из мультсериала Футурама
Абрадокс из мультфильма Ку! Кин-дза-дза
и другие.
Трагические факты[править | править исходный текст]
В 1981 году Кэндзи Урада, рабочий завода Kawasaki стал первой официальной жертвой, погибшей от руки робота[30]. С этого времени число жертв роботов растёт, несмотря на внедрение усовершенствованных механизмов безопасности.
18 марта 2008 года 81-летний австралиец стал первым человеком, который покончил жизнь самоубийством при помощи робота, которого сам собрал согласно схемам, взятым из сети Интернет[31].
Роботы как хобби[править | править исходный текст]
Существует направление моделизма, которое подразумевает создание роботов. Сейчас моделисты делают как радиоуправляемых роботов, так и автономных.
Проводятся соревнования по нескольким основным направлениям.
DARPA Grand Challenge — соревнования автоматических автомобилей.
«Битвы роботов» (англ. Robot Wars) — телешоу соревнований между роботами (Великобритания, 1998—2004).
Первые Олимпийские игры роботов-андроидов 2010 (21—23 июня 2010 года, Харбин[32]).
Российские соревнования мобильных роботов:
Молодёжный научно-технический фестиваль «Мобильные роботы»[33]
Российская национальная лига евробот[34]
«Робофест» в Москве
К соревнованиям автономных роботов относятся: перемещение по контрастной полосе на скорость, борьба сумо, футбол роботов.
Шагающий робот, собранный из набора Robotis Bioloid
Изобретатель Пит Редмонд (Pete Redmond) создал робота RuBot II, который может собрать кубик Рубика за 35 секунд.
Роботы в культуре[править | править исходный текст]
Основная статья: Роботы в культуре
Робот из фильма «День, когда Земля остановилась», ставший прообразом многих роботов в кино-фантастике
Роботы как культурный феномен появились с пьесой Карела Чапека «R.U.R.», описывающую конвейер, на котором роботы собирают самих себя. С развитием технологии люди всё чаще видели в механических созданиях что-то больше, чем просто игрушки. Литература отразила страхи человечества по поводу возможности замены людей их собственными творениями. В дальнейшем эти идеи развиваются в фильмах «Метрополис» (1927), «Бегущий по лезвию» (1982) и «Терминатор» (1984). Как роботы с искусственным интеллектом становятся реальностью и взаимодействуют с человеком, показано в фильмах «Искусственный разум» (2001) режиссёра Стивена Спилберга и «Я, робот» (2004) режиссёра Алекса Пройяса.
Из научной фантастики известны три закона роботехники, впервые сформулированные Айзеком Азимовым (с помощью[35] сформулировавшего их Джона Кэмпбелла) в рассказе «Хоровод» (1942):
Робот не может причинить вред человеку или своим бездействием допустить, чтобы человеку был причинён вред.
Робот должен повиноваться всем приказам, которые даёт человек, кроме тех случаев, когда эти приказы противоречат Первому Закону.
Робот должен заботиться о своей безопасности в той мере, в которой это не противоречит Первому и Второму Законам.
Оригинальный текст (англ.) [показать]
Разнообразное аниме, где фигурируют боевые или другие роботы, популярно в Японии и даже перешло в отдельный жанр меха. В этом жанре меха были созданы многие культовые аниме, ставшие в мире символами японской анимации: Transformers, Gundam, Voltron, Neon Genesis Evangelion. Во многом благодаря этому начиная с 1980—1990 гг. роботы стали частью национальной культуры Японии, а также частью стереотипов о ней.
Существует также жанр видеоигр, непосредственно связанный с роботами — симуляторы меха. Наиболее известным представителем этого жанра является серия игр MechWarrior. В таких играх как Lost Planet, Shogo: Mobile Armor Division, Quake IV, Chrome, Unreal Tournament 3, Battlefield 2142, F.E.A.R. 2: Project Origin,Tekken, Mortal Kombat имеется возможность управлять роботами. Ещё одним примером видеоигры с участием роботов является Scrapland.
В браузере Mozilla Firefox, начиная с 3-й версии, есть специфичная страница about:robots — виртуальное пасхальное яйцо с шуточным посланием от роботов к людям.
В 1970-е и 1980-е гг. тема роботов была популярна среди эстрадных и рок-исполнителей.
Compressorhead — музыкальный коллектив, состоящий из роботов.