Для чего могут использоваться роботы: Перспективные направления применения робототехники в бизнесе – Информационно-аналитическая система Росконгресс

Перспективные направления применения робототехники в бизнесе – Информационно-аналитическая система Росконгресс

Министерство цифрового развития, связи и массовых коммуникаций Российской Федерации совместно с экспертами Национальной Ассоциации участников рынка робототехники представляют исследование перспективных направлений применения робототехники в бизнесе. В материале собраны кейсы реализованных или разрабатываемых робототехнических комплексов (РТК) в различных отраслях.

Аналитики Фонда Росконгресс выделили основные тезисы данного исследования, сопроводив каждый из них подходящим по теме фрагментом видеотрансляций панельных дискуссий, состоявшихся в рамках деловых программ ключевых мероприятий, проведённых Фондом.

Робототехника — инструмент с высоким потенциалом

Технологии робототехники зарекомендовали себя во многих сферах человеческой деятельности. Робототехнические комплексы (РТК) используются на предприятиях для автоматизации производственного процесса, во время чрезвычайных происшествий для оперативной и безопасной помощи.

Применение робототехники связано с оптимизацией процесса — снижением издержек и сроков, а также с качественным улучшением результата. Например, применение роботов на автомобильных заводах сокращает производственный цикл, повышает качество продукции, устраняет фактор человеческой ошибки.

В зависимости от объёма продукции и размера заработной платы, автоматизация производственного процесса с использованием роботов может окупиться в течение

1–3 лет. Дополнительные средства, освободившиеся после оптимизации производства, могут быть использованы для расширения продуктовой линии, предоставления услуг, выхода на новые рынки.

Видео: https://roscongress.org/sessions/spief-2019-innovatsionnoe-sotrudnichestvo-v-stranakh-sng/search/#00:58:48.703

Промышленность является одним из наиболее перспективных направлений применения робототехники

Промышленная робототехника — зрелый рынок, технологии которого исследуются и используются уже более пятидесяти лет. За это время промышленная робототехника зарекомендовала себя как эффективный инструмент снижения эксплуатационных издержек и получила широкое распространение в автомобилестроении, электрике и электронике, металлообработке, машиностроении и других отраслях промышленности.

По данным Международной федерации робототехники (International Federation of Robotics, IFR), объём мирового рынка промышленных роботов в 2018 году составил 422 тыс. единиц, или 16,5 млрд долл. в денежном выражении. Рынок промышленной робототехники вырос на 6% в 2017–2018 гг.

В России промышленные роботы используются меньше, чем в среднем по миру. Одним из показателей, иллюстрирующих уровень использования промышленных роботов, является плотность роботизации. Этот показатель рассчитывается как количество промышленных роботов на 10 000 рабочих мест в отрасли и отражает насыщенность рынка и уровень автоматизации промышленности.

Для расширения спектра применения промышленной робототехники и технологий манипулирования необходимо преодолеть ряд вызовов:

• Снижение стоимости. В целом роботы становятся более простыми в управлении и программировании, что делает их использование доступным для многих компаний, в особенности для предприятий малого и среднего бизнеса.

• Расширение спектра процессов, где применяются роботы. Использование специализированного программного обеспечения, позволяющего автоматизировать программирование роботов, открывает новые ниши применения промышленной робототехники.

• Техническое зрение и системы захвата. На данный момент спектр операций, выполняемых роботами, ограничен однотипными задачами. Захват объектов, различных по форме и весу, является трудновыполнимой задачей, на решение которой в настоящее время направлены усилия ведущих разработчиков.

• Коллаборация. Оснащение роботов сенсорами позволяет делать использование роботов в одном пространстве с людьми безопасным. Кроме того, коллаборативные роботы могут быть оснащены режимом обучения через запоминание перемещения манипулятора, что упрощает взаимодействие человека и робота, так как не требует дополнительного программирования.

Важными факторами для развития робототехники являются готовность спроса и развитие компаний-интеграторов. Промышленная робототехника развивается не сама по себе, а как ответ на запросы, появляющиеся в индустрии. В связи с этим высока потребность в стимулировании заказчика через информирование о передовых практиках, программы переобучения и льготное финансирование.

Видео: https://roscongress.org/sessions/forkast-2100-kakie-tekhnologii-budut-vostrebovany-v-budushchem/search/#00:11:21.727

Использование робототехники в сельском хозяйстве в последние годы набирает популярность

Повышенный интерес к применению роботов для сельского хозяйства связан с несколькими факторами, среди которых повышение уровня доступности технологий, расширение областей применения роботов, а также технологический прорыв — развитие беспилотных технологий.

Мировой рынок роботов для сельского хозяйства вырос на 30% в 2018 году по сравнению с уровнем 2019 года. Было продано 477 единиц сельскохозяйственных роботов. Объём рынка составил 2,4 млн долл. По оценкам экспертов, в 2019 году объём мирового рынка сельскохозяйственных роботов увеличился вдвое по сравнению с уровнем 2018 года. Рост рынка в 2020–2022 гг. оценивается в 50% ежегодно.

Роботы для сельского хозяйства помогают прежде всего сокращать издержки, связанные с человеческим фактором. Для России актуальность данной сферы применения робототехники обуславливается следующими причинами:

• нехватка рабочей силы: роботы могут заменять трактористов и комбайнёров, заниматься удобрением полей и сбором урожая;

• издержки в связи с недобросовестным выполнением работы: робот не пропустит рабочую смену и не украдёт горючее или урожай;

• сложные условия работы: автопилот на комбайне или тракторе уже сегодня может освободить механизатора от вождения и позволить сконцентрироваться на контроле навесного оборудования;

• трудные погодные условия: робот может работать в условиях низкой видимости (туман), в холод и дождь.

Видео: https://roscongress.org/sessions/tsifrovizatsiya-gotova-li-vasha-kompaniya-k-revolyutsii-/search/#00:14:18.879

Медицинская робототехника — один из лидирующих по уровню технологий и востребованности сегментов профессиональной сервисной робототехники

Рынок медицинских роботов развивается уже на протяжении 25 лет. Медицинские роботы повышают качество медицинских манипуляций за счёт точного направления медицинских инструментов для диагностики и терапии, повышают точность и безопасность хирургических операций и сокращают срок реабилитации за счёт точности и возможности минимально инвазивной хирургии и исключения попадания инфекций.

Использование робототехники в медицине повышает экономическую эффективность ухода за пациентами, облегчает процесс подготовки и обучения персонала за счёт медицинских тренажёров. Информация, собранная роботами в процессе обслуживания и диагностики, может быть использована для анализа и прогнозирования на облачных серверах.

Продажи медицинских роботов выросли в 2018 году до 5 100 единиц, на 50% по сравнению с 2017 годом. Медицинские роботы составили в 2018 году 31% от общей стоимости продаж всех профессиональных сервисных роботов. Объём рынка увеличился на 27% и составил 2,8 млрд долл.

Медицинские роботы являются самыми дорогими сервисными роботами. Средняя цена медицинского робота составляет 548 тыс. долл., включая аксессуары и услуги.

Видео: https://roscongress.org/sessions/sberbank-venture-pulse/search/#01:13:12.959

Перспективные направления робототехники в смежных и прочих областях

Робототехника также применяется в таких областях, как горнодобывающая промышленность, логистика, клининг, контроль и обслуживание, аварийно-спасательные и охранные системы, системы обслуживания общественных мест, в сфере строительства, киноиндустрии, а также при создании экзоскелетов.

Зачастую схожие технологические решения могут применяться в разных отраслях. Например, промышленные манипуляторы и роботы могут использоваться не только в обрабатывающем производстве, но и в логистике, медицине. Дроны могут использоваться в горнодобывающей отрасли, логистике, мониторинге линий электропередач, строительстве. Большое значение имеет адаптация технологий под конкретное нишевое применение.

Видео: https://roscongress.org/sessions/roboty-nadezhnye-pomoshchniki-lyudey/search/#00:27:19.168

Также предлагаем вам ознакомиться с другими материалами, размещенными в разделах Информационно-аналитической системы Росконгресс Робототехника и Искусственный интеллект, которые посвящены развитию индустрии 4.0, инновациям и современным научным разработкам.

Роботы в человеческом обществе / Хабр

Роботы – это автоматизированные машины, которые способны выполнять функции человека при взаимодействии с окружающим миром. О них люди мечтали еще с древних времен, и вот сейчас эти механизмы входят в наше общество с огромной скоростью. Основное их предназначение – сделать нашу жизнь более комфортной, улучшить условия труда, освободить «руки» от сложных рабочих процессов и увеличить производительность.

Роботы чаще всего встречаются в промышленности, где с их помощью удалось полностью автоматизировать большинство производственных задач. Но, кроме того, умные машины все больше задействуются в военной отрасли, медицине, сфере обслуживания и потребительском секторе.

И если ранее они выполняли только повторяющиеся рутинные задачи по программе, то сейчас их уровень достиг новых вершин, позволяя взаимодействовать с нами, общаясь на своем машинном языке, понимать наши жесты и эмоции. Кроме того, используя специализированные площадки уже сейчас каждый желающий имеет возможность влиять на индустрию, создавать свои программы и добавлять новые функции к роботам. Таким образом, развиваясь от простых вспомогательных механизмов, роботы имеют все шансы влиться в наше общество и стать нашими друзьями.

История развития

Отметим несколько интересных фактов из истории развития роботов. Первые признаки робототехники наблюдались еще с античности, когда люди мечтали о гигантских бронзовых машинах, которые смогли бы помочь им сражаться с врагами и завоевывать новые земли. Есть свидетельства, что прообразами нынешних роботов были механические фигуры, найденные в записках арабского изобретателя Аль-Джазари примерно в 1136 – 1206 годах.

Первым, кто представил чертеж человекоподобного робота, был великий Леонардо да Винчи примерно в 1495 году. Чертеж представлял модель механического рыцаря, который может сидеть, стоять, двигать руками, головой и, возможно, захватывать предметы. Но так и неизвестно, пытался ли да Винчи воплотить в реальность этот механизм.

В 16-17 веке в Западной Европе инженеры начали конструировать автоматоны — заводные механизмы наподобие человека, которые могли выполнять довольно сложные действия. Самый известный из них – робот «испанский монах», который был изобретен примерно в 1560 году механиком Хуанело Турриано для императора Карла V. Автоматон был около 40 см в высоту, способный ходить, бить себя в грудь рукой, кивать головой и даже преподносить деревянный крест к губам.

Более заметный прогресс в робототехнике наблюдался в 18 веке. К примеру, в 1738 году французский инженер Жак де Вокансон собрал первого в мире андроида, способного играть на флейте.

С 19 века изобретения стали приобретать более практический смысл. В 1898 году известный физик Никола Тесла представил общественности миниатюрное радиоуправляемое судно. Первоначально это изобретение казалось немного причудливым. Но в дальнейшем его идеи стали воплощаться в жизнь и приобрели широкое применение.

1921 год – механизмы, наконец, обрели четкий термин «робот» благодаря чешскому писателю Карлу Чапеку и его пьесе под названием «Россумские Универсальные Роботы». Примечательно, что Чапек назвал этим словом не машины, а живых людей, создаваемых на специальной фабрике. Но термин закрепился в науке и дал жизнь всем автоматизированным устройствам.

В середине 20 века, в частности, в 1950-ых стали разрабатываться механические манипуляторы для взаимодействия с радиоактивными материалами. Эти роботы копировали движения рук человека, находящегося в безопасном месте.

В 1968 году японской компанией Kawasaki Heavy Industries, Ltd был произведен первый промышленный робот. С тех пор Япония начала вовсю стремиться стать мировой столицей робототехники, и ей это удалось. Несмотря на то, что роботы изначально разрабатывались в США, они импортировались в Японию в малых количествах, где инженеры изучали их и применяли в производстве.

Коммерческое распространение роботов началось с 1980-ых годов. Технический прогресс двигался в направлении совершенствования систем управления. Такие компании как Unimate, Hitachi KUKA, Westinghouse, FANUC развивали системы датчиков для своих роботов, делая их более чувствительными к задачам, которые они выполняют.

В конце 90-ых – начале 2000-ых начался активный рост и развитие отрасли с использованием новых контроллеров, языков программирования, запуска первых роботов в космос и возникновением машин, создающих роботов.

В это время также появились новые человекоподобные роботы, такие как канадский Aiko, имитирующий человеческие чувства (осязание, слух, речь, зрение), ASIMO – гуманоид японской фирмы Honda, робот-собака AIBO, созданная компанией Sony и другие.

• В 2005 году вышел робот-гуманоид RoboThespian британской компании Engineered Arts. Пройдя несколько модификаций, он стал наилучшей платформой для общения и развлечений. В этом же году мир увидел BigDog – боевой четвероногий робот, созданный Boston Dynamics.
• В 2008 году вышел гуманоидный дружелюбный робот NAO, предназначенный для работы в домах, университетах и лабораториях и предлагающий помощь в научных исследованиях и образовании.
• В 2011 году на МКС был отправлен первый робот-космонавт НАСА Robonaut-2.

Последние пять лет наблюдается широкий всплеск робототехники во всех отраслях – от продвинутых манипуляторов до гуманоидов, которые выглядят как живые люди, имеют широкий спектр эмоций и полностью копируют нашу мимику.

Препятствия

Несмотря на всю полезность технологии, роботы пока не используются повсеместно, как это зачастую нам показывают во многих фантастических фильмах. Это связано с рядом факторов. Во-первых, для этого просто не готова наша инфраструктура: дороги, улицы, здания и наши дома. Роботы воспринимают мир иначе и пока неспособны даже отличить стул от стола, чего уж говорить о постоянно меняющихся условиях нашей жизни.

Во-вторых, не готова правовая система государств: использование роботов требует соответствующих законов, чтобы они «мирно» сосуществовали с нами. В конце концов, если не сами роботы, то кто-то другой должен нести ответственность за их действия.

В-третьих, некоторые исследователи утверждают, что нам необходимо опасаться этих механических рабочих, так как с дальнейшим активным развитием искусственного интеллекта они смогут в буквальном смысле поработить нас. Эти опасения слишком сильно сдерживают исследование и распространения робототехники.

Конечно, не стоит отрицать, что есть масса глобальных рисков, которые могут возникнуть при использовании сверхчеловеческого разума, не запрограммированного на безусловную лояльность к человеку. Но будущее пока что в наших руках, и мы в силах его изменить, тем более, что сейчас программирование роботов становится все более открытым и доступным для общественности. Нужно только научиться правильно пользоваться этими возможностями.

Роботы сегодня

Как уже упоминалось, наибольшей отраслью, где используется робототехника, является промышленность, в частности, автомобилестроение. Манипуляторы, работающие на заводах, варьируются от размеров и функциональности в зависимости от типа выполняющей задачи – сборочные, сварочные, режущие, красящие. Наряду с ними на производстве можно встретить разгрузочно-погрузочных роботов, упаковщиков, сортировщиков, формовщиков и прочие механизмы, заменяющие человека в рутинных повторяющихся задачах. Компаниями-лидерами в промышленной автоматизации являются – KUKA (Германия), Fanuc (Япония), Kawasaki (Япония), ABB (Швейцария), Denso (Япония) и другие.

Наряду с этим новых масштабов приобретает рынок совместных роботов, которые могут работать с людьми на одной производственной линии, не причиняя им вреда. Это манипуляторы компании Universal Robots, а также промышленные роботы нового поколения Baxter и Sawyer от Rethink Robotics.

В последние годы весь мир внимательно следит за разработкой автомобилей с автономным управлением, которые будут перевозить людей без их участия в процессе. Сейчас ближе всего к беспилотным машинам находится служба такси Uber. Но прогресс в разработке технологии регулярно демонстрируют такие производители, как Ford, Mercedes, Toyota, BMW и Tesla.

Роботы также активно используются в сельском хозяйстве. Зачастую, это радиоуправляемые тракторы и плуги, но все более широкого применения приобретают беспилотные летательные аппараты, которые аграрии используют для картографирования своих угодий и регулярного осмотра культур.

А какие роботы служат в быту? Безусловно, первое место здесь принадлежит роботам-пылесосам, которые стали незаменимыми помощниками по уборке в доме. Лидером среди производителей этих устройств является американская фирма iRobot и её пылесосы Roomba. Последние модели производителя отличаются улучшенной навигацией и сопряжением со смартфоном. Данное дополнение открывает новые возможности для обычных пользователей, которые могут через специальные приложения добавлять роботам больше функций.

Для ухода за газонами служат автоматизированные газонокосилки, которые оснащены массивом датчиков для безопасной езды и стрижки травы на больших площадях. За бассейнами ухаживают небольшие колесные роботы, которые самостоятельно передвигаются по дну водоема, чистят стены, ступени и фильтруют воду.

Кроме того, растущего числа набирают беспилотные летательные аппараты, которые давно перешли от исключительно военного применения к гражданскому. Дроны используются для самых различных задач – от развлечения до наблюдения и профессиональной видеосъемки. Лидерство в этом секторе за китайским производителем DJI. Их последний аппарат Spark считается самым совершенным селфи-дроном, запускаемым и управляемым жестами.

Все большего распространения также приобретают системы умного дома. Если раньше такая «автоматизация» заключалась в хлопанье ладошами чтобы включить свет, то сейчас человеку вообще не нужно ни за чем следить – вся власть в руках электронного управдома, роботизированного центра управления, которому подчинены все домашние устройства от систем безопасности и освещения до кофеварки и стиральной машины.

Более того, пользователь может сам добавлять функции в систему, которые ему нужны. К примеру, ему необходимо настроить работу стиральной машины на время, когда счетчики работают в режиме «ночь», чтобы экономить расходы на электроэнергию. Для этого нужно сконструировать соответствующее приложение для смартфона, который поможет оставаться на связи с домом и управлять домашней автоматизацией практически с любого места.

Вспомогательным гаджетом может выступать эхо-колонка (Amazon Echo, Google Home и другие), позволяющая с помощью голосовых команд управлять всей техникой в доме. Или роботы-помощники, которые выступают в роли органайзера, будильника, мультимедиа проигрывателя. Будучи подключенными к Интернету, они сообщают о погоде, рассказывают новости, предоставляют информацию о пробках в вашем городе и прочее. А благодаря открытому доступу к программированию, из них можно сделать отличных помощников для учебы детей, развлечения пожилых и даже игрушек для домашних животных.

Как видите, роботы уже вошли в нашу жизнь в виде разнообразных умных гаджетов, бытовых приборов и смарт-систем. Однако до идеального образа, созданного человеческим воображением, умным машинам еще очень далеко. Все что они могут – выполнять запрограммированные человеком команды. Но инженеры упорно стремятся к тому, чтобы сделать машины по-настоящему дееспособными, а взаимодействие с ними более легким, естественным и главное – доступным обычному человеку.

Прогнозы на будущее

С каждым годом эксперты и аналитики представляют нам новый мир, где на смену вере в сверхъестественное придет вера в науку и технику. Мир, в котором можно учиться и работать, не выходя из дома. Интернет размоет границы между странами, а роботы будут делать за нас практически все.

Если верить статистическим данным организации Tractica, число потребляемых человечеством роботов достигнет 31,2 млн единиц по всему миру к 2020 году. При этом, лидерство на рынке займут бытовые роботы, обогнав промышленных и военных.

Ученые прогнозируют, что уже к 2018 году Интернет вещей будет насчитывать около 6 млрд подключенных устройств. Эти устройства будут обращаться к сервисам и данным в Сети, что позволит людям строить новые бизнес-планы для обслуживания этих подключенных устройств. К 2020 году 40% взаимодействий с мобильными устройствами будут осуществляться через «умных» агентов. Этот прогноз основан на том, что наш мир движется к эпохе приложений, в которой такие сервисы, как Amazon Alexa, Microsoft Cortana и Apple Siri будут играть роль универсального интерфейса для взаимодействия человека с устройствами.

Технический директор Google Рэй Курцвейл в своих прогнозах по поводу развития робототехники и информационных технологий предполагает, что персональные роботы, способные на полностью автономные сложные действия, станут такой же привычной вещью, как холодильники или стиральные машины уже в 2027 году. А беспилотные автомобили заполнят полностью дороги в 2033 году.

Какими бы утешительными или наоборот пугающими не были прогнозы, перед учеными и инженерами стоит еще ряд проблем. Основная из них – жесткие ограничения правительств государств в принятии робототехники, которые сопровождаются нехваткой стандартов качества и безопасности продукции.

Еще одна проблема, которую нужно решить перед тем, как роботы будут массово внедрены в жизнь – это доступность программного и аппаратного обеспечения. Дороговизна материалов и оборудования для производства не позволяет производителям снижать цены на своих роботов. К примеру, очень дорого стоят такие медицинские устройства как экзоскелеты, которые помогли бы многим людям с ограниченными возможностями нормально жить и передвигаться.

Пока нам доступны только роботы-уборщики, дроны и персональные помощники, но радует тот факт, что вскоре у нас будет возможность делать эти устройства более функциональными, не завися от производителей.

Плюс ко всему, обычные люди пока не готовы морально к принятию роботов, похожих на них. Это связано в первую очередь с нехваткой информации о том, каких достижений добился научно-технический прогресс. Вдобавок к этому у людей сложилось ошибочное мнение о роботах, которые были неоднократно представлены в научно-фантастических фильмах. Некоторые до сих пор воспринимают слово «робот» как что-то вроде «Терминатора» или дроида из «Звездных войн». А ведь на самом деле, сейчас собрать и запрограммировать робота может даже ребенок.

Нужно расширять границы знаний, больше читать и смотреть интересные видео об устройствах из реального мира, которые могут иметь большое значение в нашей повседневной жизни.

Роботы в концепции IoT

Робототехника также затрагивает область столь нашумевшего сейчас направления – Интернета вещей. Это единая сеть, которая соединяет окружающие объекты реального мира с виртуальными.

Как это происходит: сенсоры вводятся во все подключенные к сети устройства, что позволяет им взаимодействовать с внешним миром. К примеру, «умные» шторы, которые сами регулируют свою прозрачность в зависимости от уровней внешнего и внутреннего освещения. Или холодильник, который самостоятельно регулирует температуру в разных отсеках, основываясь на том, какие продукты вы берете чаще всего. Таким образом, техника начинает подстраиваться под ежедневную жизнь пользователя и управляться исходя из его потребностей.

Интернет вещей – это не просто объединение различных приборов и датчиков через проводные и беспроводные каналы. Это более тесная интеграция реального и виртуального миров, в которых производится общение между людьми и устройствами.

Ученые уверены, что в будущем эти системы станут активными участниками информационных и социальных процессов, а также бизнеса, где они смогут взаимодействовать между собой, обмениваться информацией об окружающей обстановке, реагировать и влиять на внешние процессы без вмешательства человека.

На этом фоне появляется концепция Social IoT, которая предполагает объединение людей, роботов и устройств в одно информационно-правовое поле. Но что же нужно для осуществления этой концепции? Дело в том, что самой главной проблемой в данной области на сегодняшний день является отсутствие государственных стандартов, что затрудняет возможность применения предлагаемых на рынке решений, а также сдерживает появление новых.

Но кроме стандартов безопасности, необходимо создать доступные механизмы взаимодействия между роботами и людьми для управления и контроля. Это даст возможность полноценно управлять не одним роботом, а безопасно впустить в наше общество иную цивилизацию машин и жить в гармонии с ними.

Такие пользовательские программные сервисы, к счастью, скоро появятся и будут доступными, позволяя даже новичку добавлять к своему роботу новые интересные задачи. Хотите, чтобы робот-пылесос пел ваши любимые песни? Почему бы и нет. Для этого достаточно будет воспользоваться набором готовых базовых инструментов.

С помощью API программы каждый желающий сможет быстро создавать и комбинировать множество своих вариантов решений. При этом не нужно будет тратить свои ресурсы на создание базовых инструментов, а только фокусироваться на основной задаче.

Уже в ближайшем будущем вы сможете подключить программу, выбрать готовое приложение и сделать свой робот-пылесос говорящим и поющим. А если оснастить его видеокамерой, он сможет выступать в роли охранника. Но самое главное, что с помощью большого набора программных инструментов у вас появится возможность писать собственные уникальные приложения, чтобы добавлять бытовым роботам больше новых функций.

Стоит также отметить, что каждый отдельно взятый продукт стороннего разработчика на представленной базе будет иметь возможность привлекать к себе пользователей всей системы и распространять свой продукт. Таким образом, будет создана большая экосистема инструментов и возможностей, которые будут пользоваться ежедневно людьми со всего мира.

Заключение

В заключение стоит отметить, что по мере того как наш мир будет наполняться роботами, навыки общения с ними будут не менее полезны чем навыки общения с людьми. Мы видим, как современные технологии постепенно объединяют людей и умные машины в одну большую социально-аппаратную сеть. И это только начало сложного, но очень увлекательного путешествия в будущее.

Робототехника: факты (Научный путь: Общественное телевидение Айдахо)

• Дом
• Факты
• ссылки
• Игры
• Учителя
• Книги
• Глоссарий
• Видео

См. 10 самых популярных вопросов

Что такое роботы?

Слово «робот» происходит от чешского слова «robota», что означает «принудительная работа или труд». Сегодня мы используем слово «робот» для обозначения любой искусственной машины, которая может выполнять работу или выполнять другие задачи либо автоматически, либо с помощью дистанционного управления человеком. Некоторые роботы работают в соответствии с заранее запрограммированными инструкциями, в то время как другие должны иметь человека, постоянно отдающего команды. Робототехника — это наука и изучение роботов.

Что делают роботы?

Роботов иногда считают устройствами далекого будущего или чем-то из научной фантастики. Но правда в том, что сегодня роботы являются частью нашей жизни. На самом деле роботы окружают нас повсюду! Наш мир населен машинами, которые могут говорить с нами, слушать нас, выполнять просьбы и даже решать проблемы без конкретных указаний со стороны человека. Однако наиболее распространенное использование роботов заключается в том, что они выступают в качестве заменителей человеческого труда, выполняя работу, которую могут выполнять люди, но для которой роботы лучше подходят.

Представьте, что вы работаете на фабрике, и ваша работа заключается в том, чтобы затянуть один винт на тостере. И представьте, что вы проделывали это действие снова и снова, тостер за тостером, день за днем, недели, месяцы или годы. С такой работой лучше справляются роботы, чем люди. Сегодня большинство роботов используются для выполнения повторяющихся действий или работы, которая считается слишком опасной для человека. Робот идеально подходит для входа в здание, в котором может быть бомба. Роботы также используются на фабриках для создания таких вещей, как автомобили, шоколадные батончики и электроника. Роботы теперь используются в медицине, для военной тактики, для поиска объектов под водой и для исследования других планет. Роботизированные технологии помогли людям, потерявшим руки или ноги. Роботы — отличный инструмент для помощи человечеству.

Краткая история роботов

Роботы кажутся современным изобретением, но на самом деле данные свидетельствуют о том, что в Древней Греции и Риме автоматизация создавалась для всего, от игрушек до деталей для религиозных церемоний. Леонардо да Винчи набросал планы гуманоидного робота в конце 1400-х годов.
Жак де Вокансон прославился в 18 веке своей автоматизированной человеческой фигурой, играющей на флейте, и уткой, которая могла махать крыльями. Эти ранние автоматы часто управлялись веревками, колесами, воздухом или водой.

Многие автоматизированные изобретения, которые могли вести себя подобно человеку, были задокументированы на протяжении всей истории. Большинство из них были созданы в основном для развлекательных целей. Писатели-фантасты с большим успехом писали о роботах во всевозможных ситуациях, а это означало, что роботы были частью повседневных разговоров и воображения. Электро, первый говорящий гуманоидный робот, построенный в 1939 году, мог произносить 700 слов и выполнять такие задачи, как надувание воздушных шаров. В 1956 году Джордж Девол и Джозеф Энгельбергер основали первую в мире компанию по производству роботов. К 19Роботы 60-х годов были внедрены на автомобильном заводе General Motors в Нью-Джерси для перемещения деталей автомобилей. Роботы продолжали развиваться, и теперь их можно найти в домах в качестве игрушек, пылесосов и программируемых домашних животных. Сегодня роботы являются частью многих аспектов промышленности, медицины, науки, освоения космоса, строительства, упаковки пищевых продуктов и даже используются для проведения хирургических операций. Ватсон, робот с искусственным интеллектом от IBM, победил игроков-людей в эпизоде ​​Jeopardy!. Есть социальные роботы с мимикой, беспилотные летательные аппараты (БПЛА), которые следят за ураганами, роботы-пчелы, помогающие опылять урожай, и многое другое. Наука о робототехнике будет продолжать развиваться способами, которые мы едва ли можем себе представить!

Так зачем использовать роботов?

Одна из причин, по которой используются роботы, заключается в том, что часто дешевле использовать их вместо людей. Роботы легче выполнять некоторые работы, а иногда использование роботов — единственный возможный способ выполнить некоторые задачи. Роботы могут исследовать бензобаки, глубоко под океаном или внутри вулканов. Они могут исследовать поверхность Марса, искать выживших после катастрофы или отправляться в опасные места, где существуют экстремальные температуры или загрязненная среда.

Роботы также могут делать одно и то же снова и снова, не скучая. Они могут сверлить, сваривать, красить, обращаться с опасными материалами, а в некоторых ситуациях роботы гораздо точнее человека ‐ которые могут сократить производственные затраты, ошибки или опасности. Роботы никогда не болеют, не нуждаются во сне, не нуждаются в еде, не нуждаются в выходных и, самое главное, они никогда не жалуются! Использование роботов имеет много преимуществ.

Части робота

В фильмах и комиксах роботы обычно выглядят и ведут себя как люди, общаются и делают то же, что и люди. Роботов, похожих на людей, называют роботами-гуманоидами. Но большинство роботов предназначены для конкретного промышленного использования и не похожи на людей.

Роботы могут быть изготовлены из различных материалов, включая металлы и пластмассы. Большинство роботов состоят из 3 основных частей:

1. Контроллер ‐ также известный как «мозг», которым управляет компьютерная программа. Часто программа очень детализирована, поскольку она дает команды для движущихся частей робота.
2. Механические части ‐ двигатели, поршни, захваты, колеса и шестерни, которые заставляют робота двигаться, захватывать, поворачиваться и подниматься. Эти части обычно питаются воздухом, водой или электричеством.
3. Датчики ‐ чтобы рассказать роботу о его окружении. Сенсоры позволяют роботу определять размеры, формы, расстояние между объектами, направление и другие отношения и свойства веществ. Многие роботы могут даже определить величину давления, необходимого для захвата предмета без его раздавливания.

Все эти части предназначены для совместной работы и управления работой робота. Помимо программирования роботов, чтобы они были максимально интеллектуальными, ученые также усердно работают над созданием роботов, которые могут выполнять ряд сложных движений, а также использовать различные датчики. Создание робота инженерами и учеными следует этапам процесса проектирования. Узнайте больше о процессе проектирования на сайте Science Trek Inventions.

Нанороботы

Нанороботы или нанороботы — это роботы, уменьшенные до микроскопических размеров, чтобы поместить их в очень маленькое пространство для выполнения определенной функции. В настоящее время наноботы все еще находятся в стадии разработки. Будущие нанороботы могут быть помещены в кровоток для выполнения хирургических процедур, которые слишком деликатны или слишком сложны для стандартной хирургии. Нанороботы могут бороться с бактериями, отслеживая и уничтожая каждую бактериальную клетку, или могут восстанавливать клетки отдельных органов в организме.

Представьте, если бы нанобот мог нацеливаться на раковые клетки и уничтожать их, не касаясь соседних здоровых клеток. Наноботы, вероятно, будут нести на борту лекарства и хирургические инструменты. Они должны были бы иметь возможность перемещаться по человеческому телу, а затем также находить выход. Нанороботы можно использовать и в других ситуациях. Крошечные механизмы и инструменты нанороботов могут позволить создавать объекты в мельчайших масштабах. Некоторые вещи, которые мы только воображаем в научной фантастике, однажды могут стать реальностью. Возможно, однажды вы станете ученым, работающим с нанороботами.

Роботы в космосе

Роботы особенно полезны при исследовании космоса, потому что, в отличие от людей-исследователей, они могут выживать в космосе в течение длительного периода времени и могут безопасно делать то, что люди не могут делать. Они могут быть созданы для выполнения вещей, которые были бы слишком рискованными или невозможными для астронавтов. Например, они могут выдерживать суровые условия, такие как экстремальные температуры на далеких планетах или высокий уровень радиации. Они могут собирать образцы, проводить измерения и отправлять фотографии на Землю.

Mars Rover — NASA

Роботизированные манипуляторы на космических кораблях, таких как Международная космическая станция, используются для перемещения крупных объектов в космосе. Марсоходы НАСА, такие как Curiosity или Perseverance, используются для исследования Марса. Постоянно разрабатываются новые роботы для освоения космоса. Складной робот под названием A-PUFFER был разработан для исследования районов Луны. BRUIE — это робот, предназначенный для исследования подледных поверхностей, таких как подземные океаны спутника Юпитера Европы. Робот под названием Hedgehog разрабатывается для исследования астероидов и комет.

Чтобы спроектировать и построить этих сложных роботов, требуется много людей. Инженеры-электрики разрабатывают схемы, инженеры-механики проектируют корпус или руку робота, а инженеры-компьютерщики разрабатывают системы программирования и связи. Возможно, когда-нибудь вы поможете изобрести новых роботов для исследования за пределами нашей планеты. Узнайте больше об использовании роботов в космосе.

Искусственный интеллект

Некоторые компьютеры и роботы были разработаны так, чтобы вести себя как человек. Машина с искусственным интеллектом — это машина, которая может воспринимать окружающую среду и соответствующим образом изменять свое поведение, используя подручные средства для решения проблем или достижения целей, для достижения которых она была запрограммирована. Программное обеспечение для распознавания лиц, сложное программное обеспечение для планирования или компьютерные игры, которые реагируют на действия игроков, — все это формы искусственного интеллекта. В настоящее время интеллект насекомых находится в центре внимания исследований и разработок, потому что насекомых и их поведение легче имитировать. Наноботы могут быть основаны на поведении насекомых, работающих вместе стаями для выполнения определенной функции.

Робот с искусственным интеллектом может выполнять простое решение проблем в процессе сбора фактов о ситуации, последующего сравнения этой информации с сохраненными данными, выполнения различных возможных действий и предсказания того, какое действие будет наиболее успешным. Одним из примеров такого рода машин являются шахматные роботы.

Другие виды роботов были разработаны с возможностью «обучения» различными способами. Некоторые роботы могут учиться, имитируя действия человека, и ученые научили их танцевать, демонстрируя танцевальные движения. Другие виды роботов могут научиться использовать информацию о предыдущих действиях для принятия будущих решений. Эти обучающиеся роботы распознают, достигло ли определенное действие (например, определенное перемещение ног) желаемого результата (обход препятствия). Робот сохраняет эту информацию и пытается выполнить успешное действие в следующий раз, когда столкнется с той же ситуацией. В других примерах робот, который наполняет коробку печеньем, может «подсчитать» количество печенья в коробке, или робот может определить интенсивность движения на улице, чтобы вычислить, когда менять свет. Эта наука находится на ранних стадиях, но разрабатываются роботы, которые могут принимать решения, чтобы подавать еду, переводить слова с одного языка на другой и получать информацию из внешних источников для решения проблем.

Ограничения робота

В отличие от фильмов, роботы не могут думать или принимать решения без участия человека; скорее, они являются инструментами, помогающими нам добиваться цели. Роботы — это машины с запрограммированными движениями, которые позволяют им двигаться в определенных направлениях или последовательностях. Искусственный интеллект позволил роботам обрабатывать информацию и учиться; электронные датчики позволяют им получать информацию об окружающей среде и выбирать действия на основе этой информации. Но они по-прежнему ограничены информацией, которую им дают, проблемами, которые им поручено решать, и функциями, на выполнение которых они запрограммированы. Важно помнить, что, поскольку люди являются источником интеллекта роботов, именно люди контролируют эти инструменты и решают, как их использовать для улучшения жизни людей.

Для чего используются роботы?

Когда вы слышите слово «робот», вы можете подумать о R2-D2 из «Звездных войн» или о каком-то другом научно-фантастическом персонаже. Однако по мере быстрого развития технологий в последние десятилетия роботы превратились из простых идей в реальные вещи, которые теперь можно использовать для впечатляющего диапазона приложений.

В настоящее время роботы могут использоваться во всех видах проектов автоматизации, которые могут помочь предприятиям улучшить свои производственные линии, повысить производительность и эффективность и, в свою очередь, прибыль. Ниже мы описали некоторые из наиболее популярных типов роботизированной автоматизации и то, для чего их можно использовать.

1. Настольные роботы

Представляют собой типы роботов, которые можно легко использовать для безопасной работы вместе с людьми без необходимости дополнительных мер предосторожности. Их также часто называют коботами. Настольные роботы — отличный выбор для повседневных задач и впечатляющее разнообразие приложений, что делает их идеальными для небольших проектов автоматизации, например, если вы хотите автоматизировать розлив пива или сборку мелких предметов.

2. Промышленные роботы

С другой стороны, промышленные роботы чрезвычайно полезны в крупных проектах по автоматизации. Их можно использовать во всех отраслях промышленности, от автомобильной промышленности до упаковки или других производственных областей. Промышленные роботы способны выполнять тысячи операций, от базовых задач захвата и размещения до более сложных, таких как покраска, укладка на поддоны, фрезерование с ЧПУ, сборка и многое другое. Мы наблюдаем, как промышленные роботы становятся все более популярным вариантом для предприятий всех размеров, которые стремятся увеличить свое производство и значительно увеличить свою прибыль.

3. Роботы для чистых помещений

Названные роботами для «чистых помещений», потому что они, как правило, используются специально для приложений, где контакт с человеком должен быть сведен к минимуму по разным причинам, этот тип роботов используется особенно в фармацевтической и медицинской промышленности. Их приложения также сильно различаются: они могут легко выполнять базовые приложения для захвата и размещения в производстве планшетов и копировать движения человека, находящегося в другой комнате.