Ирина Эланс

Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями

Робототехника

Содержание

Введение………………………………………………………………..2
Робот…………………………………………………………………....2
Разум…………………………………………………………………....2
Промышленные………………………………………………………..3
Робот Chico…………………………………………………………….4
Дежурные роботы-мокрицы………………………………………….4
Готовы ли роботы заменить трейдера?...............................................5
Рука…………………………………………………………………….6
Паукобот………………………………………………………………8
Военные роботы………………………………………………………9
Робот-полицейский…………………………………………………...10
Кресло-робот………………………………………………………….10
Чемодан-робот из России…………………………………………….11
Японские роботы воссоздадут парк Юрского периода…………….11
Технологии интеллектуального автомобиля от Daihatsu…………..12
Интеллектуальные дороги……………………………………………12
Роботы-игрушки………………………………………………………13
Мир находится на пороге третьей научно-технической революции..14
Вывод…………………………………………………………………...15
Список литературы…………………………………………………....16

Введение

Каждый год на рынке робототехники «прокручивается» 5 - 6 миллиардов долларов, и эта цифра постоянно растет. Видимо, век накопления знаний и теоретической науки сменяется новой эпохой - когда всевозможные роботы и механизмы заполняют мир.

По последним данным, сегодня в мире работают 1,8 млн. самых различных роботов – промышленных, домашних, роботов-игрушек.

Робот

Что же такое робот? Робот – это электромеханическое, пневматическое, гидравлическое устройство, программа, либо их комбинация, работающая без участия человека и выполняющие действия, обычно осуществляемые человеком. Другими словами робот – это автоматическое устройство, имитирующее движения и действия человека.

Робот построен по компьютерной технологии, сознание робота - это вычислительная машина, с которой информация может быть считана и перенесена на отдельный носитель. Робот не лечится, а ремонтируется путем ввода соответствующих диагностических программ.

У робота отсутствует ассоциативное мышление. У него отсутствует любопытство – есть лишь программа по накоплению информации, которая ему необходима. Робот все понимает умом, душевные качества ему не присущи – все-таки он не имеет души.

Существует 3 правила робототехники, которые сформулировал в 1942 году автор научно-фантастических произведений Айзек Азимов в своем рассказе Хоровод:

1. Робот не может повредить человеку или, бездействуя, допустить, чтобы человеку был нанесен вред.

2. Робот должен подчиняться приказам, которые дает ему человек за исключением случаев, когда такие приказы противоречат первому правилу

3. Робот должен защищать свое существование до тех пор эта защита не противоречит первому или второму правилу.

Психологи установили, что идеальный робот-андроид не должен превышать ростом 1 метр 30 сантиметров. Более высокие механизмы уже вызывают у людей опасение.

Что уже умеют человекоподобные механизмы:

1. ходить, бегать, подниматься по лестницам, перепрыгивать препятствия высотой до полуметра;

2. танцевать, ходить на лыжах, играть в футбол, кидать дротики;

3. играть в шахматы, на музыкальных инструментах, дирижировать оркестром;

4. делать уколы и хирургические операции;

5. распознавать и синтезировать человеческую речь, вести беседу, пожимать руки, улыбаться;

6. убираться по дому, выполнять функции секретаря, следить за детьми и животными, смешивать коктейли, подавать на стол;

7. охранять дом, драться с другими механизмами.

С каждым годом роботы совершенствуются и умнеют, но все, же их искусственный интеллект не сравнится с человеческим.

3. Разум

На данный момент еще не выработан удовлетворительный критерий «разумности».

В 1950 году Аланом Тьюрингом был предложен тест. Критерий этого теста говорит, что «система может считаться разумной, если наблюдатель, общаясь с ней достаточное время, не отличит ее от человека». То есть, он заключается в переписке судьи (человека) с машиной и с другим человеком. Если судья при этом не может достоверно отличить машину от человека, то машина признается разумной.

В очередной раз компьютеры не прошли проверку на наличие разума.

21 октября 2007 года в Нью-Йорке состоялся очередной конкурс Хью Лебнера. Конкурс был учрежден в 1990 году и является первым соревнованием систем искусственного интеллекта на прохождение теста Тьюринга. Главный приз состязания – $100 тыс. и золотая медаль – должны достаться создателю первой искусственной системы, которая сможет пройти тест Тьюринга на наличие разума.

В конкурсе Хью Лебнера компьютер должен пройти тест у не менее половины независимых судей. При этом переписка осуществляется путем обмена мгновенными сообщениями.

К проблемам будущих отношений человека и роботов обратились и в разных странах.

Европейская сеть исследований робототехники (ERRN) также занялась разработкой норм использования роботов. И в черновике европейских правил говорится, что в 21 веке человечество впервые столкнется с проявлением чужого разума - с роботами. И это событие повлечет разнообразные проблемы этического, социального и экономического свойства. Организация планирует установить этические нормы, описывающие роли и функции роботов, т.к. ожидается, что их интеллект сильно разовьется в ближайшее время. Многие государства считают роботов ключевым элементом экономического развития страны и вкладывает в соответствующие исследования миллионы долларов и производство роботов в XXI веке может стать крупнейшей отраслью промышленности.

Промышленные

Какую пользу могут принести роботы в экономической сфере?

Мы полагаем, что при комплексном использовании польза будет колоссальна.

1. Роботов можно широко использовать для добычи сырья и ресурсов. Такие роботы могут работать в суровых и опасных климатических условиях, им нипочем ни мороз, ни радиация.

2. Разработка месторождений полезных ископаемых актуальна ближайшие 30-40 лет. Потом в связи с приходом нано-технологий появится возможность получить сырьё из рассеянного состояния в окружающей среде. Кадровый кризис будет препятствовать освоению месторождений. Применение технологий андроидных роботов позволит в кратчайшие сроки выполнить эту работу и создать фундамент для экономического процветания страны в будущем.

3. Большинство населения концентрируется в больших городах. Сейчас трудно найти людей готовых работать в удаленных районах страны. Андроидные роботы смогут сыграть существенную роль в отдаленных районах. Там они потребуют значительно меньших затрат на использование, чем работа человека. Впрочем, работа человека тоже понадобится. Ведь роботами кто-то должен управлять. Нужны люди, которые будут заниматься обслуживанием и дополнительным обучением роботов.

4. Есть крупные компании, которые сталкиваются с проблемой грядущего кадрового дефицита в производстве различной продукции - андроидные роботы смогут заменить человека у станка. Роботы будут выполнять основную работу по производству, в то время как люди смогут потратить больше сил и ресурсов на разработку более конкурентоспособной продукции, и продвижению этой продукции на международные рынки, налаживанию сбыта и инфраструктуры, разработкой рекламы и высокого имиджа продукции на мировых рынках.

5. Да и сами по себе роботы являются продуктом высоких технологий. Их разработка и внедрение в производство требует разработку целой отрасли науки и промышленности. Знания, полученные при разработке андроидных роботов, смогут быть применены в самых различных сферах. Андроидные роботы, узлы и детали к ним, программное обеспечение, все это является качественным высокотехнологичным товаром, который обязательно найдет своего покупателя в самом ближайшем будущем.

6. Просто внедрение роботов, от микроскопических капсул, вживляемых в организм человека, до высокотехнологичных пылесосов позволит людям сосредоточиться на решении более важных проблем и задач. Механические помощники могут также присматривать за детьми, пенсионерами и выполнять работу по дому.

Роботы к 2025 году смогут выполнять работу, для которой Японии потребовалось бы занять 3,5 миллиона человек.

Эксперты Международной федерации робототехники отмечают, что в промышленности используется больше всего роботов – примерно 770 тысяч. Причем половина из них - 350 тысяч работают в Японии.

В Европе же используется 233 тысячи, а в Северной Америке - 104 тысячи промышленных роботов и используются они, главным образом, на сборочных конвейерах.

Также электронные помощники заняты и при уборке мусора или погрузке. Среди европейских государств больше всего промышленных роботов используется в Германии - 105,2 тысячи, второе место занимает Италия - 46,8 тысячи, на третьем - Франция - 24,2 тысячи. В России уже работает 5 тысяч роботов, Швейцария и Австрия используют по 3,5 тысячи роботов, Финляндия - 3 тысячи, Дания - 1,8 тысячи, Польша - 644 робота и Венгрия - 176.

Робот Chico

Бразильская государственная энергетическая компания Petrobras разработала уникальную модель робота, способного отслеживать утечки газа в трубах.

Робот, получивший название Chico, способен автономно перемещаться по земле, под водой, в грязи, горной местности и даже обладает специальным буром, чтобы всверливаться в горные породы для проверки труб.

Новый робот был разработан в сотрудничестве Государственным фондом поддержки исследований Fapesp. На первом этапе эксплуатации робот будет использован для обслуживания 420-километровой газовой трубы, протянувшейся от региона Каори до города Манаос. Большая часть трубы проходит в тропических лесах Амазонки.

Уникальный робот может быть использован и для различных экологических исследований, так как он разрабатывался с той точки зрения, чтобы во время своего функционирования нанести как можно меньший вред окружающей среде, утверждают разработчики.

6. Дежурные роботы-мокрицы

В будущем предполагается, что если в лесу запахнет жареным или просто горелым, то как будто из-под земли возникнет орава стальных монстров. И мигом усмирит пламя.

Называются эти роботы OLE — Offroad-Losch-Einheit, что в переводе со смеси из английско-немецкого можно перевести как "Внедорожный тушительный агрегат".

Над этим проектом Институт промышленного дизайна начал работать ещё зимой 2005-2006 годов.

Заниматься OLE заставила серьёзная проблема лесных пожаров, которые ежегодно только в Европе выжигают по пять тысяч квадратных километров леса, принося финансовые убытки до 2,5 миллионов евро, не говоря уже о различных экологических последствиях, включая ртутное загрязнение.

Поэтому учёные и пришли к довольно банальному выводу, что лучше предупредить беду, чем устранять её неприятные и печальные результаты. Однако это не такая уж и простая задача. Регулярные обследования, скажем, с помощью вертолёта слишком дороги и малоэффективны. Можно установить и датчики, которые срабатывают быстро, но, естественно, не гарантируют скорого прибытия пожарной команды.

Вот так и появилось простое решение — объединить в одном аппарате и детектор, и пожарную машину.

OLE может зафиксировать места возгораний на расстоянии от 50 до тысячи метров — в зависимости от густоты леса и погоды.

OLE — это робот, который перемещается не на паре ног, не на колёсах. Ведь лес — это сложная местность, которая требует соответствующего сложного передвижения. Поэтому и было решено снабдить робота сразу шестью лапами, похожими на лапки насекомого. А чтобы он не натыкался на препятствия, к нему приделывается пара датчиков-усиков для ощупывания дороги.

Многочисленные конечности нужны, чтобы OLE мог свободно перемещаться по лесу и патрулировать территорию. У него лишь одна забота: узнавать, не горит ли где чего. "Узреть" источник возгорания он может с помощью инфракрасных сенсоров, регистрирующих сильные источники тепла.

Если такой источник попадает в поле зрения, то "Тушительный агрегат" стремглав бежит к нему и заодно сообщает о ЧП по беспроводной связи в координационный центр, управляющий такими роботами.

Разумеется, если замечен едва разгорающийся огонь, то потушить его не очень сложно. Для этого OLE использует встроенную в него пожаротушительную машину, выбрасывающую воду в импульсном режиме — это позволяет сократить объём носимой с собой жидкости.

Однако, как бы ни была хороша техника, но и она сама, в принципе, может, не успев справиться с очагом, оказаться посреди пламени. Если вдруг с OLE происходит такой казус, то это не так уж страшно: при достижении температуры, опасной для его электронных компонентов, он быстро сворачивается в клубок — как это делают мокрицы — и втягивает в себя ноги.

Его в этой ситуации спасает жаропрочный панцирь, сделанный из керамического волокна и выдерживающий до 1300° по Цельсию. Поле того, как огонь стихнет, робот может развернуться и пойти снова патрулировать — если, конечно, после этого останется, что патрулировать.

Пока что Offroad-Losch-Einheit существует только в виде концепта. А информация его физического воплощения просачивается весьма скудная.

Но когда дело дойдёт, наконец, до серийного производства этих сторожей чащоб, то это будет крайне радостная новость — за сохранность зелёных массивов можно будет не беспокоиться.

7. Готовы ли роботы заменить трейдера?

Роботы появились на мировых биржах одновременно с началом электронной торговли. Весь мир давно опутан интернет-паутиной и торговать нефтяными контрактами можно хоть с островов Новой Гвинеи.

Сотни тысяч акций, облигаций, производных инструментов - управлять всем этим вручную просто невозможно. Меняется цена базового актива, скажем, какой-то акции на ММВБ, одновременно должны поменяться ценники на несколько десятков фьючерсов и опционов на эту акцию на рынке FORTS (РТС). Причем сделать это нужно быстро, так что без машин не обойтись. Но роботы помогают не только организовать работу торговой площадки - в последнее время они помогают трейдерам зарабатывать.

В развитых странах давным-давно существуют целые отрасли, которые готовят системные решения для крупных компаний и новичков. Например, продаются готовые пакеты с готовыми автоматизированными стратегиями для новичков и мелких трейдеров. Крупные же инвестиционные банки заказывают программы специально - под конкретные цели и задачи.

В России же все только начинается. Выиграют те, кто, во-первых, всерьез займется созданием биржевых роботов для массового спроса, а во-вторых - начнет их раньше других использовать в торговле.

Но на ММВБ роботы занимают, по оценкам, не менее 1% от всего объема торгов. Что касается срочного рынка на РТС, то тут процент больше.

Куда большую популярность получили программы-советники. Эти программы не посылают никаких торговых сигналов - они просто анализируют рынок, ищут привлекательные акции, дают технический анализ рынка, а также позволяют получать свежую информацию.

К примеру, такие системы предлагает всем желающим брокерская компания "Атон". Речь идет о программе Aton-Line, которая отслеживает текущие котировки, строит графики и помогает выставлять заявки на покупку или продажу.

Не менее распространены аналогичные продукты, которые предлагает "Церих", - QUIK и Z-TRADE. "Брокеркредитсервис" тоже предлагает своим клиентам пользоваться QUIK. Для теханализа используются программы Omega Research, MetaStock и Wealth-Lab.

За рубежом сейчас такая же тенденция - не роботы, а помощники. Быстро найденная акция с хорошим потенциалом роста или, напротив, бумага, которая уже слишком "перегрета" и вот-вот начнет падать, - подобного рода информация самая ценная. Разумеется, можно научить робота находить такие акции и принимать решения. Но одним техническим анализом тут не обойтись. У робота нет эмоций, которые помогают рисковать - выигрывать или терять миллиарды.

Роботы ловят людей-трейдеров на невнимательности, чаще преуспевают в скорости подачи заявок. Но успешный робот - такое же редкое явление, как частный трейдер. Кстати, многие разработчики роботов внимательно изучают распечатки операций гениальных трейдеров, с тем, чтобы внедрить потом их алгоритмы в роботы.

Роботов в отличие от советников в свободной продаже нет, и ни одна уважающая себя инвестиционная компания не будет их вам предлагать. Есть несколько студий-разработчиков и просто одиночных "умельцев", которые делают самостоятельные торговые системы. Но не дайте себя обмануть.

В японском НИИ индустриальных технологий создан первый в мире образец домашнего человекоподобного робота, который способен садиться, ложиться и, самое главное, самостоятельно вставать на ноги. Он может управлять сложной техникой и ухаживать за людьми преклонного возраста или больными. У электронного гуманоида есть эмоции и инстинкты. Кроме того, он умеет говорить его словарный запас включает 6 тысяч слов. Он может ходить по неровным поверхностям и вставать после падения, а также откликаться на зов.

8. Рука

Инженеры и раньше нередко сравнивали свои творения — манипуляторы для андроидов — с руками человека, но здесь это сравнение, пожалуй, впервые, подходит без преувеличения. В новом проекте изобретатели максимально близко воспроизвели в металле, резине и пластике анатомические особенности человеческих руки и части торса.

Называется это творение Airic's_arm . Это рука и прилегающий "кусок" спины. Габариты Airic's_arm, когда рука распрямлена. А вес её равен всего-то 6,3 килограмма.

Главным достоинством разработки германские специалисты считают её приближение к руке человека в плане точности движений, динамики и мощности. Секрет же новинки – в так называемых "Жидкостных мускулах" (Fluidic Muscle).

Вопреки названию, мускулы эти работают от сжатого (6-8 атмосфер) воздуха. При подаче давления они раздуваются вширь (поскольку в длину из начального, сдутого, состояния они вытянуться не могут) и одновременно сокращаются, словно настоящие мышцы.

По сравнению с электрическими приводами, равно как и с пневматическими или гидравлическими цилиндрами, такие мускулы не могут обеспечить высоких скоростей движения или дальности перемещения соединяемых деталей, зато обладают рядом иных сильных сторон.

Сила, в буквальном смысле, — одна из них. Мышцы длиной несколько сантиметров могут развивать усилие в десятки килограммов, а иные модели — и в сотни. Вес их при этом куда меньше, чем у любого иного типа привода сравнимой силы.

Система управления может менять "напряжение" таких мышц до 100 раз в секунду, и никакой инерционности в движении они не проявят. Пусть скорость перемещения деталей, соединённых такой робототехнической мышцей, не очень велика, зато Fluidic Muscle может развивать ускорение до 100 м/c 2 .

Сокращается Fluidic Muscle на 10-20% от своей начальной длины, то есть — на считанные сантиметры. Но вспомните: мускулы человека, скажем, той же руки, прикреплены к костям вблизи суставов. И эти мускулы также отличаются сравнительно небольшим перемещением своих концов, зато развивают приличное усилие.

В руке Airic's_arm её авторы воссоздали в металле и пластике практически все кости руки и плеча человека, включая лопатку (впервые в технике), и даже кисть с пятью пальцами и все положенные этой структуре суставы.

А приводят эту систему в движение Fluidic Muscle числом 32 штуки! Это приблизительно вдвое меньше, чем в настоящей руке и плечевом поясе, но всё равно — впечатляет.

Любопытно, что инженеры компании не раз прибегали к "природным патентам". Например, недавно они создали летающего по воздуху и плавающего под водой роботов-скатов Air_ray и Aqua_ray .

Придуманы были эти аппараты как техноискусство и реклама принципов биомиметики.

Air_ray наполнен гелием, и в воздухе он плавает не хуже своего собрата из водной среды. Встроенные приводы придают "крыльям-плавникам" скатов движения, копирующие движения настоящей рыбы, а радиоуправление позволяет направлять машины в любую сторону и даже выполнять фигуры высшего пилотажа.

Что до Airic's_arm, её разработчики намерены и дальше развивать этот проект.

Найденный принцип, пишут они, позволит в будущем создать аналогичные робототехнические шеи, ноги, а после оснащения таких конечностей тактильными датчиками и видеокамерами можно будет строить гуманоидных роботов с выдающимися возможностями.

А специалисты по искусственному интеллекту из компании «Хонда» заслуженно гордятся тем, что их питомец ASIMO все лучше осваивает правила вежливого поведения.

Например, он умеет уступать дорогу. Для этого ему надо измерить положение, скорость и ускорение приближающегося человека и на основании этого рассчитать его траекторию.

Японии начинает грозить демографический кризис, какого история человечества ещё не знала.

В отличие от многих предыдущих подобных выставок, проводящихся в Японии каждый год, на этой (2008) упор делался не на роботах-манипуляторах, которые используются на производстве, а на роботах-андроидах, задача которых — помощь в домашнем хозяйстве, в больнице или в приюте для престарелых.

Робот ASIMO компании Honda умеет танцевать и наливать чай, а робот компании Toyota неплохо играет на скрипке.

Конечно, в обычной жизни вряд ли кому-нибудь может понадобиться робот, умеющий играть на скрипке. Но ничто другое не продемонстрирует лучше точность механики и совершенство цепей управления.

На выставке можно увидеть устройства, умеющие кормить стариков с ложечки, усаживающие их в туалете или вызывающие медперсонал, когда они не хотят принимать таблетки.

На проходящих время от времени пресс-конференциях представители крупнейшей в мире автомобильной компании Toyota уверяют журналистов в том, что производство сервисных роботов скоро станет одним из основных направлений её деятельности. А правительство уже выделяет на проектирование конструкций роботов большие субсидии.

Появление новых роботов приветствуют университеты и значительная часть средств массовой информации.

Вот например двухколесный робот не похож на человека — скорее он похож на электрокар или двухколесный велосипед с мотором. Зато он хорошо «понимает» для чего, куда и как надо привезти немощного седока в тесном интерьере.

Сервисные роботы давно уже интересуют не только японцев. Компания Vecna Technologies поставляет американской армии своих «медвежат» (BEAR — Battlefield extraction-assist robot), умеющих делать много такого, что не всегда в состоянии сделать человек. Например, вынести раненого с поля боя.

Вот, например, двухколесный «подвижный робот», который может перевозить человека по неровной местности, следовать за своим владельцем с покупками или другим грузом. Если такая машина будет надежной и доступной по цене, то вполне вероятно, что когда-нибудь они появятся в каждом доме.

Развитие сервисных роботов с неизбежностью должно привести к их проникновению и в личную жизнь людей, хотя этот процесс займет немного больше времени.

Так считает журналист и независимый исследователь Дэвид Леви, получивший десять лет назад магистерскую степень по искусственному интеллекту.

В вышедшей недавно книге «Роботы без границ: жизнь в виртуальную эру» («Robots Unlimited: Life in a Virtual Age») он пишет о проблемах «любви» между людьми и роботами, а также о возникающих в связи с этим этических проблемах.

Ученые уже создали искусственную кожу, по-разному реагирующую на легкое поглаживание и сильное давление, и искусственные пальцы, способные на чувственные прикосновения.

В одном из своих интервью, отвечая на вопрос о возможности появления роботов, обладающих сознанием, Леви выразил уверенность в том, что роботы смогут вести себя так, как будто обладают сознанием, и их будет очень трудно отличить от людей.

Ничто не мешает превращению роботов не только в заботливых опекунов и медсестер, но и в друзей, «спутников жизни» и даже супругов.

Бледный механизм шибко мнётся лицом человека

Иногда робот может быть только лицом. Работа над проектом WD началась ещё в 2003 году.

Цель — сделать маску из полимерного материала, которая могла бы точно имитировать выражения человеческого лица. Идея изобретения заключается в том, чтобы оживить маску-физиономию, заставив шевелиться на ней определённые "контрольные точки".

Кстати, WD-2 умеет воссоздавать не только выражение, но и форму лица. Проще говоря, он так растягивает и мнёт маску, что она полностью подстраивается под образец.

Робототехника 📙 Реферат → 🆔 239278