Τι είναι η ρομποτική. Τι είναι ένα ρομπότ; Κοινωνικές συνέπειες της ρομποτοποίησης

Πάνω από δύο χιλιάδες χρόνια πριν, ο Ήρων της Αλεξάνδρειας δημιούργησε τη μηχανή νερού «Singing Bird» και μια σειρά από συστήματα κινητών μορφών για αρχαίους ναούς. Το 270, ο αρχαίος Έλληνας εφευρέτης Κτησίβιος επινόησε ένα ειδικό ρολόι νερού, που ονομαζόταν κλεψύδρα (ή «κλοπή του χρόνου»), το οποίο, με την ευρηματική συσκευή του, προκάλεσε μεγάλο ενδιαφέρον στους σύγχρονους. Το 1500, ο μεγάλος Λεονάρντο ντα Βίντσι ανέπτυξε μια μηχανική συσκευή με τη μορφή λιονταριού, η οποία υποτίθεται ότι αποκάλυπτε το οικόσημο της Γαλλίας όταν ο βασιλιάς έμπαινε στην πόλη. Τον 18ο αιώνα, ο Ελβετός ωρολογοποιός P. Jaquet-Droz δημιούργησε μια μηχανική κούκλα που ονομάζεται "The Scribe", η οποία μπορούσε να προγραμματιστεί χρησιμοποιώντας τύμπανα κάμερας για να γράφει μηνύματα κειμένου που περιέχουν έως και 40 γράμματα. Το 1801, ο Γάλλος έμπορος Joseph Jacquard εισήγαγε ένα καινοτόμο σχέδιο αργαλειού εκείνη την εποχή, το οποίο μπορούσε να «προγραμματιστεί» χρησιμοποιώντας ειδικές κάρτες με τρύπες για την αναπαραγωγή επαναλαμβανόμενων διακοσμητικών σχεδίων σε υφαντά υφάσματα. Στις αρχές του 19ου αιώνα, αυτή η ιδέα δανείστηκε από τον Άγγλο μαθηματικό Charles Babbage για να δημιουργήσει έναν από τους πρώτους αυτόματους υπολογιστές. Γύρω στη δεκαετία του '30 του 20ου αιώνα, εμφανίστηκαν ανδροειδή που εφάρμοζαν στοιχειώδεις κινήσεις και μπορούσαν να προφέρουν τις πιο απλές φράσεις κατόπιν ανθρώπινης εντολής. Μία από τις πρώτες τέτοιες εξελίξεις ήταν το σχέδιο του Αμερικανού μηχανικού D. Wexley, που δημιουργήθηκε για την Παγκόσμια Έκθεση στη Νέα Υόρκη το 1927.

Στη δεκαετία του '50 του 20ου αιώνα, εμφανίστηκαν μηχανικοί χειριστές για εργασία με ραδιενεργά υλικά. Κατάφεραν να αντιγράψουν τις κινήσεις των χεριών του χειριστή, ο οποίος βρισκόταν σε ασφαλές μέρος. Μέχρι το 1960, πραγματοποιήθηκε η ανάπτυξη τηλεκατευθυνόμενων τροχοφόρων πλατφορμών με χειριστή, τηλεοπτική κάμερα και μικρόφωνο για εξέταση και συλλογή δειγμάτων σε περιοχές υψηλής ραδιενέργειας.

Η ευρεία υιοθέτηση βιομηχανικών αριθμητικά ελεγχόμενων εργαλειομηχανών έχει τονώσει τη δημιουργία προγραμματιζόμενων χειριστών που χρησιμοποιούνται για τη φόρτωση και την εκφόρτωση εργαλειομηχανών. Το 1954, ο Αμερικανός μηχανικός D. Devol κατοχύρωσε με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας μια μέθοδο για τον έλεγχο ενός χειριστή φόρτωσης και εκφόρτωσης χρησιμοποιώντας αντικαταστάσιμες διάτρητες κάρτες· ως αποτέλεσμα, το 1956, μαζί με τον D. Engelberger, δημιούργησε την πρώτη βιομηχανική εταιρεία στον κόσμο, την Unimation. Unimation από την Universal Automation) για την παραγωγή βιομηχανικής ρομποτικής. Το 1962 κυκλοφόρησαν τα πρώτα βιομηχανικά ρομπότ στις Ηνωμένες Πολιτείες, το Versatran και το Unimate, και μερικά από αυτά εξακολουθούν να λειτουργούν, έχοντας ξεπεράσει το όριο των 100 χιλιάδων ωρών ζωής. Ενώ σε αυτά τα πρώιμα συστήματα η αναλογία κόστους μεταξύ ηλεκτρονικών και μηχανικών ήταν 75% έως 25%, αυτό έχει πλέον αντιστραφεί. Ταυτόχρονα, το τελικό κόστος των ηλεκτρονικών συνεχίζει να μειώνεται σταθερά. Η εμφάνιση των χαμηλού κόστους συστημάτων ελέγχου μικροεπεξεργαστών στη δεκαετία του 1970, τα οποία αντικατέστησαν τις εξειδικευμένες μονάδες ελέγχου ρομπότ με προγραμματιζόμενους ελεγκτές, βοήθησε στη μείωση του κόστους των ρομπότ κατά περίπου τρεις φορές. Αυτό χρησίμευσε ως κίνητρο για τη μαζική διανομή τους σε όλους τους τομείς της βιομηχανικής παραγωγής.

Υπάρχουν πολλές παρόμοιες πληροφορίες που περιέχονται στο βιβλίο. "Ρομποτική: Ιστορία και προοπτικές" I. M. Makarova και Yu. I. Topcheev, η οποία είναι μια δημοφιλής και λεπτομερής ιστορία για το ρόλο που έπαιξαν (και θα διαδραματίσουν) τα ρομπότ στην ιστορία της ανάπτυξης του πολιτισμού.

Οι πιο σημαντικές κατηγορίες ρομπότ

Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε διάφορες προσεγγίσεις για την ταξινόμηση των ρομπότ - για παράδειγμα, κατά περιοχή εφαρμογής, κατά σκοπό, μέθοδο κίνησης κ.λπ. Ανά περιοχή κύριας εφαρμογής, μπορούμε να διακρίνουμε βιομηχανικά ρομπότ, ερευνητικά ρομπότ, ρομπότ που χρησιμοποιούνται στη διδασκαλία, και ειδικά ρομπότ.

Οι πιο σημαντικές κατηγορίες ρομπότ γενικής χρήσης είναι: παραποιητικόςΚαι κινητόρομπότ.

Ρομπότ χειρισμού- αυτόματο μηχάνημα (στάσιμο ή κινητό), που αποτελείται από έναν ενεργοποιητή με τη μορφή χειριστή με πολλούς βαθμούς κινητικότητας, και μια συσκευή ελέγχου προγράμματος, η οποία χρησιμεύει για την εκτέλεση λειτουργιών κινητήρα και ελέγχου στη διαδικασία παραγωγής. Τέτοια ρομπότ παράγονται σε πάτωμα, κρέμασμαΚαι πύληπαραστάσεις. Είναι πιο διαδεδομένα στη βιομηχανία μηχανών και οργάνων.

Κινητό ρομπότ- ένα αυτόματο μηχάνημα που έχει ένα κινούμενο πλαίσιο με αυτόματα ελεγχόμενες κινήσεις. Τέτοια ρομπότ μπορεί να είναι με τροχούς, το περπάτημαΚαι παρακολουθούνται(υπάρχουν επίσης σέρνεται, επιπλέωνΚαι πέταγμακινητά ρομποτικά συστήματα, βλέπε παρακάτω).

Εξαρτήματα ρομπότ

Δίσκοι

Δίσκοι:Αυτοί είναι οι «μύες» των ρομπότ. Επί του παρόντος, οι πιο δημοφιλείς κινητήρες σε κινητήρες είναι ηλεκτρικοί, αλλά χρησιμοποιούνται και άλλοι που χρησιμοποιούν χημικά, υγρά ή πεπιεσμένο αέρα.
Κινητήρες DC:Επί του παρόντος, τα περισσότερα ρομπότ χρησιμοποιούν ηλεκτρικούς κινητήρες, οι οποίοι μπορεί να είναι διαφόρων τύπων.
Βηματικοί κινητήρες:Όπως υποδηλώνει το όνομα, οι βηματικοί κινητήρες δεν περιστρέφονται ελεύθερα όπως οι κινητήρες συνεχούς ρεύματος. Περιστρέφονται βήμα προς βήμα σε μια ορισμένη γωνία υπό τον έλεγχο του ελεγκτή. Αυτό σας επιτρέπει να κάνετε χωρίς αισθητήρα θέσης, καθώς η γωνία με την οποία έγινε η στροφή είναι γνωστή στον ελεγκτή. Επομένως, τέτοιοι κινητήρες χρησιμοποιούνται συχνά σε πολλούς μηχανισμούς κίνησης ρομπότ και μηχανές CNC.
Πιεζοκινητήρες:Μια σύγχρονη εναλλακτική λύση στους κινητήρες συνεχούς ρεύματος είναι οι πιεζοκινητήρες, γνωστοί και ως κινητήρες υπερήχων. Η αρχή της λειτουργίας τους είναι πολύ πρωτότυπη: μικροσκοπικά πιεζοηλεκτρικά πόδια, που δονούνται με συχνότητα μεγαλύτερη από 1000 φορές ανά δευτερόλεπτο, αναγκάζουν τον κινητήρα να κινηθεί σε κύκλο ή ευθεία γραμμή. Τα πλεονεκτήματα τέτοιων κινητήρων είναι η υψηλή νανομετρική ανάλυση, η ταχύτητα και η ισχύς, ασύγκριτα με το μέγεθός τους. Οι πιεζοκινητήρες είναι ήδη διαθέσιμοι στο εμπόριο και χρησιμοποιούνται επίσης σε ορισμένα ρομπότ.
Μύες αέρα:Οι μύες του αέρα είναι μια απλή αλλά ισχυρή συσκευή για την παροχή έλξης. Όταν αντλούνται με πεπιεσμένο αέρα, οι μύες μπορούν να συστέλλονται έως και το 40% του μήκους τους. Ο λόγος για αυτή τη συμπεριφορά είναι η ύφανση που είναι ορατή από έξω, η οποία κάνει τους μύες να είναι είτε μακρύι και λεπτοί είτε κοντοί και χοντροί [ ] . Επειδή ο τρόπος που λειτουργούν είναι παρόμοιος με τους βιολογικούς μύες, μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την παραγωγή ρομπότ με μύες και σκελετούς παρόμοιους με αυτούς των ζώων.
Ηλεκτροενεργά πολυμερή:Τα ηλεκτροενεργά πολυμερή είναι ένας τύπος πλαστικού που αλλάζει σχήμα ως απόκριση στην ηλεκτρική διέγερση. Μπορούν να σχεδιαστούν με τέτοιο τρόπο ώστε να λυγίζουν, να τεντώνονται ή να συστέλλονται. Ωστόσο, επί του παρόντος δεν υπάρχουν EAP κατάλληλα για την παραγωγή εμπορικών ρομπότ, καθώς όλα τα υπάρχοντα δείγματά τους είναι αναποτελεσματικά ή εύθραυστα.
Ελαστικοί νανοσωλήνες:Αυτή είναι μια πολλά υποσχόμενη πειραματική τεχνολογία στα αρχικά στάδια ανάπτυξης. Η απουσία ελαττωμάτων στους νανοσωλήνες επιτρέπει στην ίνα να παραμορφώνεται ελαστικά κατά αρκετά τοις εκατό. Ο ανθρώπινος δικέφαλος μπορεί να αντικατασταθεί με ένα σύρμα από αυτό το υλικό με διάμετρο 8 mm. Τέτοιοι συμπαγείς «μύες» θα μπορούσαν να βοηθήσουν τα ρομπότ στο μέλλον να προσπεράσουν και να πηδήξουν πάνω από τους ανθρώπους.

Τρόποι κίνησης

Ρομπότ με τροχούς και ιχνηλάτες

Τα πιο κοινά ρομπότ αυτής της κατηγορίας είναι τα τετράτροχα ρομπότ και τα ρομπότ. Ρομπότ δημιουργούνται επίσης με διαφορετικό αριθμό τροχών. Σε αυτή την περίπτωση, είναι συχνά δυνατό να απλοποιηθεί ο σχεδιασμός του ρομπότ, καθώς και να του δοθεί η δυνατότητα να εργάζεται σε χώρους όπου η σχεδίαση με τέσσερις τροχούς είναι αναποτελεσματική.

Τα ρομπότ με δύο τροχούς χρησιμοποιούνται συνήθως για τον προσδιορισμό της γωνίας κλίσης του σώματος του ρομπότ και τη δημιουργία των αντίστοιχων τάση ελέγχου(προκειμένου να διασφαλιστεί η διατήρηση της ισορροπίας και η εκτέλεση των απαραίτητων κινήσεων) ορισμένες γυροσκοπικές συσκευές. Το πρόβλημα της διατήρησης της ισορροπίας ενός ρομπότ με δύο τροχούς σχετίζεται με τη δυναμική ενός αντίστροφου εκκρεμούς. Πολλές παρόμοιες συσκευές «εξισορρόπησης» έχουν αναπτυχθεί. Τέτοιες συσκευές περιλαμβάνουν το Segway, το οποίο μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως εξάρτημα ρομπότ. για παράδειγμα, το Segway χρησιμοποιείται ως πλατφόρμα μεταφοράς στο ρομπότ Robonaut που αναπτύχθηκε από τη NASA.

Τα μονότροχα ρομπότ είναι από πολλές απόψεις μια ανάπτυξη ιδεών που σχετίζονται με τα ρομπότ με δύο τροχούς. Για να κινηθείτε σε δισδιάστατο χώρο, μια μπάλα που οδηγείται από πολλούς μηχανισμούς κίνησης μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως ένας μόνο τροχός. Υπάρχουν ήδη αρκετά σχέδια τέτοιων ρομπότ. Παραδείγματα περιλαμβάνουν το σφαιρικό ρομπότ που αναπτύχθηκε στο Πανεπιστήμιο Carnegie Mellon, το σφαιρικό ρομπότ "BallIP", που αναπτύχθηκε στο Πανεπιστήμιο Tohoku Gakuin, ή το Rezero ballbot, που αναπτύχθηκε στην Ανώτατη Τεχνική Σχολή της Ελβετίας. Αυτοί οι τύποι ρομπότ έχουν ορισμένα πλεονεκτήματα που σχετίζονται με το επίμηκες σχήμα τους, το οποίο μπορεί να τους επιτρέψει να ενσωματωθούν καλύτερα στο ανθρώπινο περιβάλλον από ό,τι είναι δυνατό για ορισμένους άλλους τύπους ρομπότ.

Υπάρχει μια σειρά από πρωτότυπα σφαιρικών ρομπότ. Μερικοί από αυτούς χρησιμοποιούν την περιστροφή της εσωτερικής μάζας για να οργανώσουν την κίνηση. Τα ρομπότ αυτού του τύπου ονομάζονται στα αγγλικά. σφαιρικά ρομπότ orb bot και eng. μπάλα μποτ.

Ορισμένα σχέδια κινητών ρομπότ με τροχούς χρησιμοποιούν τροχούς μεταφοράς κυλίνδρων του τύπου "πανκατευθυντικών" ("τροχοί παντός κατεύθυνσης"). Τέτοια ρομπότ χαρακτηρίζονται από αυξημένη ικανότητα ελιγμών.

Για την κίνηση σε ανώμαλες επιφάνειες, γρασίδι και βραχώδες έδαφος, αναπτύσσονται εξάτροχα ρομπότ, τα οποία έχουν μεγαλύτερη πρόσφυση σε σύγκριση με τα τετράτροχα. Οι πίστες παρέχουν ακόμα μεγαλύτερη πρόσφυση. Πολλά σύγχρονα ρομπότ μάχης, καθώς και ρομπότ που έχουν σχεδιαστεί για να κινούνται σε τραχιές επιφάνειες, έχουν σχεδιαστεί ως οχήματα με ίχνη. Ταυτόχρονα, είναι δύσκολο να χρησιμοποιηθούν τέτοια ρομπότ σε εσωτερικούς χώρους, σε λείες επιφάνειες και χαλιά. Παραδείγματα τέτοιων ρομπότ είναι το αγγλικό ρομπότ που αναπτύχθηκε από τη NASA. Urban Robot ("Urbie"), ρομπότ Warrior και PackBot που αναπτύχθηκαν από το iRobot.

Ρομπότ που περπατούν

Οι πρώτες δημοσιεύσεις αφιερώθηκαν σε θεωρητικά και πρακτικά θέματα δημιουργίας ρομπότ που περπατούν, χρονολογούνται στη δεκαετία 1970-1980.

Η μετακίνηση ενός ρομπότ χρησιμοποιώντας τα «πόδια» του είναι ένα πολύπλοκο δυναμικό πρόβλημα. Έχει ήδη δημιουργηθεί ένας αριθμός ρομπότ που κινούνται με δύο πόδια, αλλά αυτά τα ρομπότ δεν μπορούν ακόμη να επιτύχουν μια τέτοια σταθερή κίνηση όπως είναι εγγενής στους ανθρώπους. Επίσης έχουν δημιουργηθεί πολλοί μηχανισμοί που κινούνται σε περισσότερα από δύο άκρα. Η προσοχή σε τέτοιες κατασκευές οφείλεται στο γεγονός ότι είναι πιο εύκολο να σχεδιαστούν. Προσφέρονται επίσης υβριδικές επιλογές (όπως τα ρομπότ της ταινίας «I, Robot», ικανά να κινούνται σε δύο άκρα ενώ περπατούν και σε τέσσερα άκρα ενώ τρέχουν).

Τα ρομπότ που χρησιμοποιούν δύο πόδια τείνουν να κινούνται καλά στο πάτωμα και ορισμένα σχέδια μπορούν να πλοηγηθούν σε σκάλες. Η πλοήγηση σε ανώμαλο έδαφος είναι μια πρόκληση για αυτόν τον τύπο ρομπότ. Υπάρχει ένας αριθμός τεχνολογιών που επιτρέπουν στα ρομπότ που περπατούν να κινούνται:

Servo drive + hydromechanical drive - μια πρώιμη τεχνολογία για την κατασκευή ρομπότ περπατήματος, που εφαρμόστηκε σε μια σειρά από μοντέλα πειραματικών ρομπότ που κατασκευάστηκαν από την General Electric τη δεκαετία του 1960. Το πρώτο έργο της GE που ενσωματώθηκε σε μέταλλο χρησιμοποιώντας αυτήν την τεχνολογία και, κατά πάσα πιθανότητα, το πρώτο ρομπότ περπατήματος στον κόσμο για στρατιωτικούς σκοπούς ήταν το «τετράποδος μεταφορέας» Walking Truck (το μηχάνημα έχει ρομποτικά άκρα, ο έλεγχος πραγματοποιείται από άτομο που βρίσκεται απευθείας στην καμπίνα).

Προσαρμοστικοί αλγόριθμοι για τη διατήρηση της ισορροπίας. Βασίζονται κυρίως στον υπολογισμό των αποκλίσεων της στιγμιαίας θέσης του κέντρου μάζας του ρομπότ από μια στατικά σταθερή θέση ή κάποια προκαθορισμένη τροχιά της κίνησής του. Συγκεκριμένα, παρόμοια τεχνολογία χρησιμοποιεί και το περπάτημα ρομπότ-φορέας Big Dog. Όταν κινείται, αυτό το ρομπότ διατηρεί μια σταθερή απόκλιση της τρέχουσας θέσης του κέντρου μάζας από το σημείο στατικής σταθερότητας, γεγονός που συνεπάγεται την ανάγκη για μια περίεργη τοποθέτηση των ποδιών («γόνατα μέσα» ή «ώθηση») και επίσης δημιουργεί προβλήματα με το σταμάτημα του μηχανήματος σε ένα μέρος και την εξάσκηση των μεταβατικών τρόπων βάδισης. Ένας προσαρμοστικός αλγόριθμος για τη διατήρηση της σταθερότητας μπορεί επίσης να βασίζεται στη διατήρηση μιας σταθερής κατεύθυνσης του διανύσματος ταχύτητας του κέντρου μάζας του συστήματος, ωστόσο, τέτοιες τεχνικές είναι αποτελεσματικές μόνο σε αρκετά υψηλές ταχύτητες. Το μεγαλύτερο ενδιαφέρον για τη σύγχρονη ρομποτική είναι η ανάπτυξη συνδυασμένων μεθόδων για τη διατήρηση της σταθερότητας, που συνδυάζουν τον υπολογισμό των κινηματικών χαρακτηριστικών του συστήματος με εξαιρετικά αποτελεσματικές μεθόδους πιθανολογικής και ευρετικής ανάλυσης.

Άλλες μέθοδοι μετακίνησης

Δύο ρομπότ που σέρνονται σαν φίδια. Το αριστερό είναι εξοπλισμένο με 64 δίσκους, το δεξί - δέκα

Συστήματα ελέγχου

Κάτω από έλεγχος ρομπόταναφέρεται στη λύση ενός συνόλου προβλημάτων που σχετίζονται με την προσαρμογή ενός ρομπότ στο εύρος των εργασιών που επιλύει, στον προγραμματισμό των κινήσεων και στη σύνθεση ενός συστήματος ελέγχου και του λογισμικού του.

Ανάλογα με τον τύπο ελέγχου, τα ρομποτικά συστήματα χωρίζονται σε:

Βιοτεχνικά:
- εντολή (κουμπί και έλεγχος μοχλού μεμονωμένων τμημάτων του ρομπότ).
- αντιγραφή (επανάληψη ανθρώπινης κίνησης, πιθανή εφαρμογή ανάδρασης που μεταδίδει την εφαρμοζόμενη δύναμη, εξωσκελετές).
- ημιαυτόματο (έλεγχος ενός στοιχείου εντολής, για παράδειγμα, μια λαβή, ολόκληρο το κινηματικό κύκλωμα του ρομπότ).
Αυτόματο:
- λογισμικό (λειτουργία σύμφωνα με ένα προκαθορισμένο πρόγραμμα, σχεδιασμένο κυρίως για την επίλυση μονότονων προβλημάτων σε σταθερές περιβαλλοντικές συνθήκες).
- προσαρμοστικό (επίλυση τυπικών προβλημάτων, αλλά προσαρμογή στις συνθήκες λειτουργίας).
- έξυπνο (τα πιο ανεπτυγμένα αυτόματα συστήματα).
Διαδραστικό:
- αυτοματοποιημένο (είναι δυνατή η εναλλαγή των αυτόματων και βιοτεχνικών τρόπων λειτουργίας).
- εποπτική (αυτόματα συστήματα στα οποία ένα άτομο εκτελεί μόνο λειτουργίες-στόχους)·
- διαδραστικό (το ρομπότ συμμετέχει σε διάλογο με ένα άτομο για την επιλογή μιας στρατηγικής συμπεριφοράς και, κατά κανόνα, το ρομπότ είναι εξοπλισμένο με ένα έμπειρο σύστημα που μπορεί να προβλέψει τα αποτελέσματα των χειρισμών και να δώσει συμβουλές για την επιλογή ενός στόχου).

Μεταξύ των βασικών εργασιών του ελέγχου ρομπότ είναι τα ακόλουθα:

προβλέψεις σχεδιασμού·
προγραμματισμός κίνησης?
Σχεδιασμός δυνάμεων και στιγμών.
Δυναμική ανάλυση ακρίβειας.
αναγνώριση κινηματικών και δυναμικών χαρακτηριστικών του ρομπότ.

Στην ανάπτυξη μεθόδων ελέγχου των ρομπότ, τα επιτεύγματα της τεχνικής κυβερνητικής και η θεωρία του αυτόματου ελέγχου έχουν μεγάλη σημασία.

Τομείς χρήσης

Ο μέσος αριθμός ρομπότ στον κόσμο το 2017 είναι 69 ανά 10.000 εργαζόμενους. Ο μεγαλύτερος αριθμός ρομπότ βρίσκεται στη Νότια Κορέα - 531 ανά 10.000 εργαζόμενους, στη Σιγκαπούρη - 398, στην Ιαπωνία - 305, στη Γερμανία - 301.

Εκπαίδευση

Τα ρομποτικά συστήματα είναι επίσης δημοφιλή στον τομέα της εκπαίδευσης ως σύγχρονα ερευνητικά εργαλεία υψηλής τεχνολογίας στον τομέα της θεωρίας αυτόματου ελέγχου και της μηχατρονικής. Η χρήση τους σε διάφορα εκπαιδευτικά ιδρύματα δευτεροβάθμιας και τριτοβάθμιας επαγγελματικής εκπαίδευσης καθιστά δυνατή την εφαρμογή της έννοιας της «μάθησης βάσει έργου», η οποία αποτελεί τη βάση ενός τόσο μεγάλου κοινού εκπαιδευτικού προγράμματος των Ηνωμένων Πολιτειών και της Ευρωπαϊκής Ένωσης όπως το ILERT. Η χρήση των δυνατοτήτων των ρομποτικών συστημάτων στην εκπαίδευση μηχανικών καθιστά δυνατή την ταυτόχρονη ανάπτυξη επαγγελματικών δεξιοτήτων σε διάφορους σχετικούς κλάδους: μηχανική, θεωρία ελέγχου, σχεδιασμός κυκλωμάτων, προγραμματισμός, θεωρία πληροφοριών. Η ζήτηση για σύνθετη γνώση συμβάλλει στην ανάπτυξη συνδέσεων μεταξύ των ερευνητικών ομάδων. Επιπλέον, ήδη στη διαδικασία της εξειδικευμένης εκπαίδευσης, οι μαθητές έρχονται αντιμέτωποι με την ανάγκη επίλυσης πραγματικών πρακτικών προβλημάτων.

Δημοφιλή ρομποτικά συστήματα για εκπαιδευτικά εργαστήρια:

Υπάρχουν κι άλλοι. Το Κέντρο Παιδαγωγικής Αριστείας της Μόσχας συνέκρινε τις πιο δημοφιλείς πλατφόρμες και ρομποτικούς κατασκευαστές.

Το Επάγγελμα Κινητό ρομποτικό περιλαμβάνεται στη λίστα με τα TOP-50 πιο δημοφιλή επαγγέλματα σύμφωνα με το Υπουργείο Εργασίας της Ρωσικής Ομοσπονδίας

Προβλέπεται ότι ο όγκος πωλήσεων ρομπότ για την εκπαίδευση και την επιστήμη το 2016-2019. θα ανέλθει σε 8 εκατομμύρια μονάδες.

Βιομηχανία

Τα ρομπότ χρησιμοποιούνται με επιτυχία στην κατασκευή εδώ και δεκαετίες. Τα ρομπότ αντικαθιστούν με επιτυχία τους ανθρώπους όταν εκτελούν συνήθεις, ενεργοβόρες και επικίνδυνες λειτουργίες. Τα ρομπότ δεν κουράζονται, δεν χρειάζονται διαλείμματα για ξεκούραση, νερό και φαγητό. Τα ρομπότ δεν απαιτούν υψηλότερους μισθούς και δεν είναι μέλη συνδικαλιστικών οργανώσεων.

Κατά κανόνα, τα βιομηχανικά ρομπότ δεν διαθέτουν τεχνητή νοημοσύνη. Είναι χαρακτηριστικό να επαναλαμβάνονται οι ίδιες κινήσεις του χειριστή σύμφωνα με ένα άκαμπτο πρόγραμμα.

Έχουν γίνει μεγάλα βήματα, για παράδειγμα, στη χρήση ρομπότ σε μεταφορείς εργοστασίων αυτοκινήτων. Υπάρχουν ήδη σχέδια για επιχειρήσεις στην αυτοκινητοβιομηχανία, όπου όλες οι διαδικασίες συναρμολόγησης αυτοκινήτων και μεταφοράς ημικατεργασμένων προϊόντων θα πραγματοποιούνται από ρομπότ και οι άνθρωποι θα τις ελέγχουν μόνο

Στην πυρηνική και χημική βιομηχανία, τα ρομπότ χρησιμοποιούνται ευρέως όταν εργάζονται σε ραδιενεργά και χημικά επικίνδυνα περιβάλλοντα.

Έχει δημιουργηθεί ένα ρομπότ για την αυτοματοποιημένη διάγνωση της κατάστασης των γραμμών μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας, το οποίο αποτελείται από ένα μη επανδρωμένο ελικόπτερο και μια συσκευή προσγείωσης και κίνησης κατά μήκος ενός καλωδίου αντικεραυνικής προστασίας.

Το 2016, 1,8 εκατομμύρια ρομπότ χρησιμοποιήθηκαν στη βιομηχανία σε όλο τον κόσμο και προβλέπεται ότι μέχρι το 2020 ο αριθμός τους θα ξεπεράσει τα 3,5 εκατομμύρια.

Προβλέπεται ότι ο όγκος πωλήσεων ρομπότ το 2016-2019. για χρήση σε logistics, κατασκευή και κατεδάφιση θα είναι 177 χιλιάδες μονάδες.

Γεωργία

Τα πρώτα ρομπότ που παρέχουν αυτοματοποιημένη φροντίδα για τις καλλιέργειες χρησιμοποιούνται στη γεωργία. Δοκιμάζονται τα πρώτα ρομποτικά θερμοκήπια για την καλλιέργεια λαχανικών.

Προβλέπεται ότι ο όγκος πωλήσεων ρομπότ το 2016-2019. για χρήση στη γεωργία θα είναι 34 χιλιάδες μονάδες.

Φάρμακο

Στην ιατρική, η ρομποτική βρίσκει εφαρμογή με τη μορφή διαφόρων εξωσκελετών που βοηθούν άτομα με μυοσκελετικές διαταραχές. Μικροσκοπικά ρομπότ αναπτύσσονται για εμφύτευση στο ανθρώπινο σώμα για ιατρικούς σκοπούς: βηματοδότες, αισθητήρες πληροφοριών κ.λπ.

Το πρώτο ρομποτικό χειρουργικό σύμπλεγμα για την πραγματοποίηση επεμβάσεων στην ουρολογία αναπτύχθηκε στη Ρωσία.

Προβλέπεται ότι ο όγκος πωλήσεων ρομπότ το 2016-2019. για ιατρική χρήση θα είναι 8 χιλιάδες μονάδες.

Κοσμοναυτική

Ρομποτικοί χειριστές χρησιμοποιούνται στα διαστημόπλοια. Για παράδειγμα, στο διαστημόπλοιο παρατήρησης Orlets, υπήρχε μια λεγόμενη μηχανή κάψουλας που φόρτωνε μικρού μεγέθους κάψουλες καθόδου με φιλμ. Τα Rover, όπως το Lunokhod και το Mars, μπορούν να θεωρηθούν ενδιαφέροντα παραδείγματα κινητών ρομπότ.

Αθλημα

Το πρώτο Παγκόσμιο Πρωτάθλημα ποδοσφαίρου ρομπότ πραγματοποιήθηκε στην Ιαπωνία το 1996 (βλ. RoboCup).

Μεταφορά

Σύμφωνα με τις προβλέψεις, η παραγωγή πλήρως αυτοματοποιημένων επιβατικών αυτοκινήτων με αυτόματο πιλότο το 2025 θα ανέλθει σε 600 χιλιάδες μονάδες.

Πόλεμος

Τα πρώτα πλήρως αυτόνομα ρομπότ για στρατιωτική χρήση έχουν ήδη αναπτυχθεί. Οι διεθνείς διαπραγματεύσεις έχουν αρχίσει για την απαγόρευσή τους.

Ασφάλεια φωτιάς

Τα ρομπότ πυρκαγιάς (ρομποτικές εγκαταστάσεις) χρησιμοποιούνται ενεργά στην πυρόσβεση. Το ρομπότ είναι ικανό να ανιχνεύει ανεξάρτητα μια πυρκαγιά, να υπολογίζει συντεταγμένες και να κατευθύνει έναν πυροσβεστικό παράγοντα στο κέντρο της φωτιάς χωρίς ανθρώπινη βοήθεια. Κατά κανόνα, αυτά τα ρομπότ εγκαθίστανται σε εκρηκτικά αντικείμενα [ ] .

Κοινωνικές συνέπειες της ρομποτοποίησης

Σημειώνεται ότι οι ωρομίσθιοι για χειρωνακτική εργασία στις ανεπτυγμένες χώρες αυξάνονται κατά περίπου 10-15% ετησίως και το κόστος λειτουργίας ρομποτικών συσκευών αυξάνεται κατά 2-3%. Την ίδια στιγμή, το επίπεδο της ωρομίσθωσης για έναν Αμερικανό εργάτη ξεπέρασε το κόστος μιας ώρας εργασίας για ένα ρομπότ γύρω στα μέσα της δεκαετίας του '70 του 20ού αιώνα. Ως αποτέλεσμα, η αντικατάσταση ενός ατόμου στο χώρο εργασίας με ένα ρομπότ αρχίζει να αποφέρει καθαρό κέρδος σε περίπου 2,5-3 χρόνια.

Η ρομποτοποίηση της παραγωγής μειώνει το ανταγωνιστικό πλεονέκτημα των οικονομιών με φθηνό εργατικό δυναμικό και προκαλεί τη μετακίνηση ειδικευμένου εργατικού δυναμικού από τη μεταποίηση στον τομέα των υπηρεσιών. Στο μέλλον, τα μαζικά επαγγέλματα (οδηγοί, πωλητές) θα ρομποτοποιηθούν. Στη Ρωσία, έως και οι μισές θέσεις εργασίας μπορούν να αντικατασταθούν.

Κάθε αύξηση στον αριθμό των ρομπότ που χρησιμοποιήθηκαν στην αμερικανική βιομηχανία μεταξύ 1990 και 2007 είχε ως αποτέλεσμα την εξάλειψη έξι ανθρώπινων θέσεων εργασίας. Κάθε νέο ρομπότ ανά χίλιες θέσεις εργασίας μειώνει τον μέσο μισθό στην οικονομία των ΗΠΑ κατά μέσο όρο κατά μισό τοις εκατό.

δείτε επίσης

Σημειώσεις

Επεξηγηματικό λεξικό ορολογίας Πολυτεχνείου / Σύνταξη: V. Butakov, I. Fagradyants. - Μ.: Πολύγλωσσο, 2014.
Παραδοσιακή μετάφραση στα ρωσικά στα έργα του A. Azimov.
, Με. 3.
, Με. 1.
, Με. 101.
, Με. έντεκα.
, Με. 26.
V. L. Konyukh. Ιστορία της ρομποτικής// Βασικά στοιχεία της ρομποτικής. - Rostov-on-Don: “Phoenix”, 2008. - P. 21. - 281 p. - ISBN 978-5-222-12575-5.
Wesley L. Stone. The History of Robotics // Εγχειρίδιο Ρομποτικής και αυτοματισμού / Thomas R. Kurfess. - Boca Raton, Λονδίνο, Νέα Υόρκη, Ουάσιγκτον, D.C.: CRC PRESS, 2005. - ISBN 0-8493-1804-1.
, Με. 6-7.
, Με. 9.
Air Muscles από την Image Company
Air Muscles από το Shadow Robot (απροσδιόριστος) (μη διαθέσιμος σύνδεσμος)Αρχειοθετήθηκε από το πρωτότυπο στις 27 Σεπτεμβρίου 2007.
T.O.B.B. (απροσδιόριστος) . Mtoussaint.de. Ανακτήθηκε στις 27 Νοεμβρίου 2010. Αρχειοθετήθηκε στις 24 Αυγούστου 2011.
nBot, ένα ρομπότ ζυγοστάθμισης με δύο τροχούς (απροσδιόριστος) . Geology.heroy.smu.edu. Ανακτήθηκε στις 27 Νοεμβρίου 2010. Αρχειοθετήθηκε στις 24 Αυγούστου 2011.
Αναφορά δραστηριότητας ROBONAUT (απροσδιόριστος) . NASA (Φεβρουάριος 2004). Ανακτήθηκε στις 20 Οκτωβρίου 2007. Αρχειοθετήθηκε στις 20 Αυγούστου 2007.
IEEE Spectrum: Ένα ρομπότ που ισορροπεί σε μια μπάλα (απροσδιόριστος) . Spectrum.ieee.org. Ανακτήθηκε στις 27 Νοεμβρίου 2010. Αρχειοθετήθηκε στις 24 Αυγούστου 2011.
Rezero – Focus Project Ballbot (απροσδιόριστος) . ethz.χ. Ανακτήθηκε στις 11 Δεκεμβρίου 2011. Αρχειοθετήθηκε στις 4 Φεβρουαρίου 2012.
Carnegie Mellon (2006-08-09). Ερευνητές του Carnegie Mellon αναπτύσσουν νέο τύπο κινητού ρομπότ που ισορροπεί και κινείται σε μια μπάλα αντί για πόδια ή τροχούς. Δελτίο τύπου . Ανακτήθηκε 2007-10-20.
Το σφαιρικό ρομπότ μπορεί να σκαρφαλώσει πάνω από εμπόδια (απροσδιόριστος) Αρχειοθετήθηκε από το πρωτότυπο στις 24 Αυγούστου 2011.
Ροτόνδος (απροσδιόριστος) . Rotundus.se. Ανακτήθηκε στις 27 Νοεμβρίου 2010. Αρχειοθετήθηκε στις 24 Αυγούστου 2011.
Το OrbSwarm αποκτά εγκέφαλο (απροσδιόριστος) . BotJunkie (11 Ιουλίου 2007). Ανακτήθηκε στις 27 Νοεμβρίου 2010. Αρχειοθετήθηκε στις 24 Αυγούστου 2011.
Κυλιόμενο Τροχιακό Πράγμα που λειτουργεί με Bluetooth (απροσδιόριστος) . BotJunkie. Ανακτήθηκε στις 27 Νοεμβρίου 2010. Αρχειοθετήθηκε στις 24 Αυγούστου 2011.
Σμήνος (απροσδιόριστος) . orbswarm.com. Ανακτήθηκε στις 27 Νοεμβρίου 2010. Αρχειοθετήθηκε στις 24 Αυγούστου 2011.
The Ball Bot: (απροσδιόριστος) (μη διαθέσιμος σύνδεσμος). blogs.sun.com. Ανακτήθηκε στις 27 Νοεμβρίου 2010. Αρχειοθετήθηκε στις 24 Αυγούστου 2011.
Senior Design Projects | College of Engineering & Applied Science| Πανεπιστήμιο του Κολοράντο στο Boulder (απροσδιόριστος) (μη διαθέσιμος σύνδεσμος). engineering.colorado.edu (30 Απριλίου 2008). Ανακτήθηκε στις 27 Νοεμβρίου 2010. Αρχειοθετήθηκε στις 24 Αυγούστου 2011.
Martynenko Yu. G., Formalsky A. M.Σχετικά με την κίνηση ενός κινητού ρομπότ με τροχούς μεταφοράς κυλίνδρων // Izvestia RAS. Θεωρία και συστήματα ελέγχου. - 2007. - Νο. 6. - σελ. 142-149.
Andreev A. S., Peregudova O. A.Σχετικά με τον έλεγχο της κίνησης ενός τροχοφόρου κινητού ρομπότ // Εφαρμοσμένα Μαθηματικά και Μηχανική. - 2015. - Τ. 79, Αρ. 4. - Σ. 451-462.
JPL Robotics: Σύστημα: Commercial Rovers
Πολυποδικά ρομπότ εύκολα στην κατασκευή
Εξάποδα ρομπότ AMRU-5
Επίτευξη σταθερού περπατήματος (απροσδιόριστος) . Honda παγκοσμίως. Ανακτήθηκε στις 22 Οκτωβρίου 2007. Αρχειοθετήθηκε στις 24 Αυγούστου 2011.
Αστείος περίπατος (απροσδιόριστος) . Pooter Geek (28 Δεκεμβρίου 2004). Ανακτήθηκε στις 22 Οκτωβρίου 2007. Αρχειοθετήθηκε στις 24 Αυγούστου 2011.
Το Pimp Shuffle της ASIMO (απροσδιόριστος) . Popular Science (9 Ιανουαρίου 2007). Ανακτήθηκε στις 22 Οκτωβρίου 2007. Αρχειοθετήθηκε στις 24 Αυγούστου 2011.
Vtec Forum: Ένα μεθυσμένο ρομπότ; Νήμα
3D One-Leg Hopper (1983–1984) (απροσδιόριστος) . MIT Leg Laboratory. Ανακτήθηκε στις 22 Οκτωβρίου 2007. Αρχειοθετήθηκε στις 24 Αυγούστου 2011.
3D δίποδα (1989–1995) (απροσδιόριστος) Αρχειοθετήθηκε από το πρωτότυπο στις 24 Αυγούστου 2011.
Τετράποδο (1984–1987) (απροσδιόριστος) . MIT Leg Laboratory. Ανακτήθηκε στις 26 Μαρτίου 2011. Αρχειοθετήθηκε στις 24 Αυγούστου 2011.
Δοκιμάζοντας τα Όρια (απροσδιόριστος) . Boeing. Ανακτήθηκε στις 9 Απριλίου 2008. Αρχειοθετήθηκε στις 24 Αυγούστου 2011.
Air Penguin - ρομπότ πιγκουίνων σε έκθεση στο Ανόβερο
Πληροφορίες για το Air Penguin στην ιστοσελίδα Festo
Air-Ray Ballonet, Αγγλικά.
Περιγραφή του AirJelly στον ιστότοπο Festo, Αγγλικά.
Ma, Kevin Y.; Chirarattananon, Pakpong; Fuller, Sawyer B.; Γουντ, Ρόμπερτ Τζ. Controlled Flight of a Biologically Inspired, Insect-Scale Robot (Αγγλικά) // Science: journal. - 2013. - Μάιος (τ. 340, αρ. 6132). - Σ. 603-607. - DOI:10.1126/science.1231806.
Τσερνούσκο Φ. Λ.Κυματοειδείς κινήσεις ενός πολλαπλού συνδέσμου κατά μήκος ενός οριζόντιου επιπέδου // Εφαρμοσμένα Μαθηματικά και Μηχανική. - 2000. - Τ. 64, τεύχος. 4 . - σελ. 518-531.
Knyazkov M. M., Bashkirov S. A.Επίπεδη κίνηση ρομπότ πολλαπλών συνδέσμων σε επιφάνεια με ξηρή τριβή // Μηχατρονική, αυτοματισμός, έλεγχος. - 2004. - Νο. 3. - σελ. 28-32.
Osadchenko N.V., Abdelrahman A.M.Z.Υπολογιστική μοντελοποίηση της κίνησης ενός κινητού ρομπότ ερπυσμού // Bulletin of MPEI. - 2008. - Νο. 5. - σελ. 131-136.
Μίλερ, Γκάβιν. Εισαγωγή (απροσδιόριστος) . snakerobots.com. Ανακτήθηκε στις 22 Οκτωβρίου 2007. Αρχειοθετήθηκε στις 24 Αυγούστου 2011.
ACM-R5 (απροσδιόριστος) (μη διαθέσιμος σύνδεσμος). Ανακτήθηκε στις 10 Απριλίου 2011. Αρχειοθετήθηκε στις 11 Οκτωβρίου 2011.
Ρομπότ με φίδι που κολυμπά (σχόλιο στα ιαπωνικά)
Είδος πιθήκουστο YouTube
Hradetsky V. G., Veshnikov V. B., Kalinichenko S. V., Kravchuk L. N.Ελεγχόμενη κίνηση κινητών ρομπότ σε επιφάνειες αυθαίρετα προσανατολισμένες στο διάστημα. - Μ.: Nauka, 2001. - 360 σελ.
Wallbotστο YouTube
Πανεπιστήμιο Στάνφορντ: Stickybot
Σφακιωτάκης κ.ά. Review of Fish Swimming Modes for Aquatic Locomotion (Αγγλικά): journal. - IEEE Journal of Oceanic Engineering, 1999. - Απρίλιος. Αρχειοθετήθηκε από το πρωτότυπο στις 26 Σεπτεμβρίου 2007.

Όλοι έχουν ακούσει τη λέξη «ρομποτική» πολλές φορές. Τι είναι όμως ουσιαστικά;

Στα αγγλικά ακούγεται λίγο πιο σύντομο -ρομποτική- αλλά το νόημα δεν αλλάζει καθόλου.

Η ρομποτική είναι η επιστήμη της δημιουργίας τεχνικά συστήματαμε αυτοματισμό. Αυτό σημαίνει ότι η ρομποτική είναι ουσιαστικά μια σύνθεση λογισμικού ελέγχου προγραμματισμού και μηχανικής (η λέξη αυτή προέρχεται από το ελληνικό - μηχανική ( δεν φαίνεται ωραίο; =)) - η τέχνη της κατασκευής μηχανών) και τα ηλεκτρονικά, αφού τα ρομπότ εξακολουθούν να είναι ηλεκτρονικοί μηχανισμοί.

Διαστημόπλοια, ρομπότ υπηρεσίας, στρατιωτικοί μηχανισμοί, μηχανές παραγωγής - υπάρχουν τόσα πολλά ρομπότ τώρα που είναι απίθανο κάποιος να αναλάβει να απαριθμήσει όλους τους τύπους τους ταυτόχρονα (αλλά όχι πολλά). Η Robotics ασχολείται με τη διασφάλιση της ανάπτυξης όλων αυτών των πολυάριθμων περιοχών.

Έτσι, για παράδειγμα, για να δημιουργήσετε το απλούστερο που χρειάζεστε:

παρουσία κινητήρα (τουλάχιστον για την κίνηση των ποδιών),
η παρουσία συστημάτων υποστήριξης ισορροπίας (γυροσκόπια, αισθητήρες θέσης, αισθητήρες υπερήχων για την ανίχνευση εμποδίων),
συστήματα ελέγχου (μπορεί να βασίζονται είτε σε ένα αυτόνομο πρόγραμμα που λειτουργεί με δεδομένα από αισθητήρες είτε σε έναν εξωτερικό πίνακα ελέγχου).

Αισθητήρες, κινητήρες, πρόγραμμα ελέγχου, διεπαφή επικοινωνίας με τον χειριστή...
Δηλαδή, ακόμα και ένα απλό Android απαιτεί δουλειά ειδικών σε πολλές ειδικότητες. Σήμερα υπάρχουν τόσα πολλά ρομπότ που κανείς δεν έχει την ιδέα ότι η ρομποτική είναι επιστήμη μόνο για το μέλλον. Και η ανάγκη ανάπτυξης νέων λύσεων όσο το δυνατόν πιο αποτελεσματικά είναι αυτό που καθόρισε τον διαχωρισμό της ρομποτικής σε μια ξεχωριστή επιστήμη.

Το ρομπότ είναι μια προγραμματιζόμενη μηχανική συσκευή που είναι ικανή να εκτελεί εργασίες και να αλληλεπιδρά με το εξωτερικό περιβάλλον χωρίς ανθρώπινη βοήθεια. Η ρομποτική είναι η επιστημονική και τεχνική βάση για το σχεδιασμό, την παραγωγή και την εφαρμογή ρομπότ.

Η λέξη "ρομπότ" χρησιμοποιήθηκε για πρώτη φορά από τον Τσέχο θεατρικό συγγραφέα Karl Capek το 1921. Το έργο του Rossum's Universal Robots αφορούσε μια τάξη σκλάβων, τεχνητά δημιουργημένων ανθρωποειδών υπηρετών που πολεμούσαν για την ελευθερία τους. Η τσέχικη λέξη "robota" σημαίνει "αναγκαστική σκλαβιά". Η λέξη «ρομποτική» χρησιμοποιήθηκε για πρώτη φορά από τον διάσημο συγγραφέα επιστημονικής φαντασίας Isaac Asimov το 1941.

Βασικά εξαρτήματα ρομπότ

Εξαρτήματα ρομπότ: σώμα/πλαίσιο, σύστημα ελέγχου, χειριστές και πλαίσιο.

Σώμα/πλαίσιο:Το σώμα ή το πλαίσιο του ρομπότ μπορεί να είναι οποιουδήποτε σχήματος και μεγέθους. Αρχικά, το σώμα/πλαίσιο παρέχει τη δομή του ρομπότ. Οι περισσότεροι άνθρωποι είναι εξοικειωμένοι με τα ανθρωποειδή ρομπότ που χρησιμοποιούνται στη δημιουργία ταινιών, αλλά στην πραγματικότητα, τα περισσότερα ρομπότ δεν έχουν τίποτα κοινό με την ανθρώπινη μορφή. (Το Robonaft της NASA, που παρουσιάστηκε στην προηγούμενη ενότητα, αποτελεί εξαίρεση). Συνήθως, ένα σχέδιο ρομπότ εστιάζει στη λειτουργικότητα και όχι στην εμφάνιση.

Σύστημα ελέγχου:Το σύστημα ελέγχου του ρομπότ είναι το αντίστοιχο του ανθρώπινου κεντρικού νευρικού συστήματος. Έχει σχεδιαστεί για να συντονίζει τον έλεγχο όλων των στοιχείων του ρομπότ. Οι αισθητήρες αντιδρούν στην αλληλεπίδραση του ρομπότ με το εξωτερικό περιβάλλον. Οι αποκρίσεις του αισθητήρα αποστέλλονται στην κεντρική μονάδα επεξεργασίας (CPU). Η CPU επεξεργάζεται δεδομένα χρησιμοποιώντας λογισμικό και λαμβάνει αποφάσεις με βάση τη λογική. Το ίδιο συμβαίνει όταν εισάγετε μια προσαρμοσμένη εντολή.

Χειριστές:Για να ολοκληρώσουν μια εργασία, τα περισσότερα ρομπότ αλληλεπιδρούν με το εξωτερικό περιβάλλον καθώς και με τον κόσμο γύρω τους. Μερικές φορές είναι απαραίτητο να μετακινηθούν περιβαλλοντικά αντικείμενα χωρίς άμεση συμμετοχή από τους χειριστές. Οι χειριστές δεν αποτελούν στοιχείο του βασικού σχεδιασμού του ρομπότ, όπως το σώμα/το πλαίσιο ή το σύστημα ελέγχου του, δηλαδή το ρομπότ μπορεί να λειτουργήσει χωρίς χειριστή. Αυτό το μάθημα εστιάζει στο θέμα των χειρισμών, ειδικά στην Ενότητα 6.

Σασί:Αν και ορισμένα ρομπότ μπορούν να εκτελούν εργασίες που έχουν ανατεθεί χωρίς να αλλάξουν τη θέση τους, τα ρομπότ συχνά απαιτείται να μπορούν να μετακινούνται από τη μια τοποθεσία στην άλλη. Για να εκτελέσει αυτή την εργασία, το ρομπότ χρειάζεται ένα πλαίσιο. Το σασί είναι ένα κινητήριο μέσο κίνησης. Τα ανθρωποειδή ρομπότ είναι εξοπλισμένα με πόδια, ενώ ο εξοπλισμός τρεξίματος σχεδόν όλων των άλλων ρομπότ εφαρμόζεται με τροχούς.

Εφαρμογές και παραδείγματα ρομπότ

Σήμερα, τα ρομπότ έχουν πολλές εφαρμογές. Οι εφαρμογές χωρίζονται σε τρεις κύριες κατηγορίες:

Βιομηχανικά ρομπότ?
ερευνητικά ρομπότ?
εκπαιδευτικά ρομπότ.

Βιομηχανικά ρομπότ

Στη βιομηχανία, απαιτείται υψηλή ταχύτητα και ακρίβεια για την εκτέλεση ενός τεράστιου αριθμού εργασιών. Για πολλά χρόνια, ευθύνη για την υλοποίηση παρόμοια έργαπου μεταφέρονται από ανθρώπους. Με την ανάπτυξη της τεχνολογίας, η χρήση ρομπότ έχει κάνει πολλές διαδικασίες παραγωγής πιο γρήγορες και ακριβείς. Αυτό περιλαμβάνει τη συσκευασία, τη συναρμολόγηση, τη βαφή και την παλετοποίηση. Αρχικά, τα ρομπότ εκτελούσαν μόνο ειδικούς τύπους επαναλαμβανόμενων εργασιών που απαιτούσαν συμμόρφωση με ένα απλό σύνολο κανόνων. Ωστόσο, με την πρόοδο της τεχνολογίας, τα βιομηχανικά ρομπότ έχουν γίνει πολύ πιο ευέλικτα και είναι πλέον σε θέση να λαμβάνουν αποφάσεις με βάση σύνθετες ανατροφοδοτήσεις από αισθητήρες. Σήμερα, τα βιομηχανικά ρομπότ είναι συχνά εξοπλισμένα με συστήματα όρασης. Μέχρι το τέλος του 2014, η Διεθνής Ομοσπονδία Ρομποτικής προέβλεψε ότι η χρήση βιομηχανικών ρομπότ παγκοσμίως θα ήταν πάνω από 1,3 εκατομμύρια μονάδες!

Τα ρομπότ μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την εκτέλεση πολύπλοκων, επικίνδυνων εργασιών ή εργασιών που οι άνθρωποι δεν είναι σε θέση να εκτελέσουν. Για παράδειγμα, τα ρομπότ είναι ικανά να εξουδετερώνουν βόμβες, να συντηρούν πυρηνικούς αντιδραστήρες, να εξερευνούν τα βάθη του ωκεανού και να φτάσουν στα πιο απομακρυσμένα σημεία του διαστήματος.

Ερευνητικά ρομπότ

Τα ρομπότ έχουν ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών στον κόσμο της έρευνας, καθώς χρησιμοποιούνται συχνά για την εκτέλεση εργασιών που οι άνθρωποι είναι ανήμποροι να εκτελέσουν. Τα πιο επικίνδυνα και πολύπλοκα περιβάλλοντα βρίσκονται κάτω από την επιφάνεια της Γης. Προκειμένου να μελετήσει το διάστημα και τους πλανήτες του ηλιακού συστήματος, η NASA χρησιμοποίησε ιστορικά διαστημόπλοια, προσγειωμένες και οχήματα παντός εδάφους με ρομποτικές λειτουργίες.

Robots Pathfinder και Sojourner

Για την αποστολή Pathfinder Mars, αναπτύχθηκε μια μοναδική τεχνολογία για την παράδοση ενός εξοπλισμένου προσεδάφισης και ρομποτικού ρόβερ, Sojourner, στην επιφάνεια του Άρη. Το Sojourner ήταν το πρώτο rover που στάλθηκε στον πλανήτη Άρη. Το ρόβερ Sojourner ζυγίζει 11 κιλά (24,3 λίβρες) στην επιφάνεια της Γης και περίπου. 9 κιλά και είναι συγκρίσιμο σε μέγεθος με ένα καροτσάκι μωρού. Το όχημα παντός εδάφους έχει έξι τροχούς και μπορεί να κινηθεί με ταχύτητες έως και 0,6 μέτρα (1,9 πόδια) ανά λεπτό. Η αποστολή εκτοξεύτηκε στην επιφάνεια του Άρη στις 4 Ιουλίου 1997. Το Pathfinder όχι μόνο ολοκλήρωσε την προβλεπόμενη αποστολή του, αλλά επέστρεψε στη Γη με έναν τεράστιο όγκο δεδομένων που συλλέχτηκε και ξεπέρασε τη σχεδιαστική του ζωή.

Οχήματα παντός εδάφους Spirit and Opportunity

Τα Mars Exploration Rovers (MER) Spirit and Opportunity στάλθηκαν στον Άρη το καλοκαίρι του 2003 και προσγειώθηκαν τον Ιανουάριο του 2004. Η αποστολή τους ήταν να εξετάσουν και να ταξινομήσουν μεγάλες ποσότητες πετρωμάτων και εδαφών προκειμένου να ανακαλύψουν ίχνη νερού στον Άρη, με την ελπίδα να στείλουν μια ανθρώπινη αποστολή στον πλανήτη. Αν και η προγραμματισμένη διάρκεια της αποστολής ήταν 90 ημέρες, στην πραγματικότητα ξεπέρασε τα έξι χρόνια. Κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, συλλέχθηκαν αμέτρητα γεωλογικά δεδομένα για τον Άρη.

Ρομποτικός βραχίονας διαστημόπλοιου

Όταν οι σχεδιαστές της NASA άρχισαν για πρώτη φορά να σχεδιάζουν το διαστημόπλοιο, αντιμετώπισαν την πρόκληση της ασφαλούς και αποτελεσματικής παράδοσης ενός τεράστιου, αλλά ευτυχώς αβαρούς όγκου φορτίου και εξοπλισμού στο διάστημα. Το Remote Manipulation System (RMS) ή Canadarm (Καναδικός Απομακρυσμένος Χειριστής), έκανε τον πρώτο του διαστημικό περίπατο στις 13 Νοεμβρίου 1981.

Το χέρι έχει έξι κινητές αρθρώσεις που προσομοιώνουν το ανθρώπινο χέρι. Δύο αρθρώσεις βρίσκονται στον ώμο, μία στον αγκώνα και άλλες τρεις στο χέρι. Στο άκρο του χεριού υπάρχει μια συσκευή λαβής ικανή να πιάσει ή να αγκιστρώσει το απαιτούμενο φορτίο. Σε μηδενική βαρύτητα, ο βραχίονας είναι ικανός να σηκώσει 586.000 κιλά βάρους και να το τοποθετήσει με εκπληκτική ακρίβεια. Η συνολική μάζα του βραχίονα στην επιφάνεια της Γης είναι 994 λίβρες.

Το RMS χρησιμοποιήθηκε για την εκτόξευση και την αναζήτηση δορυφόρων, και επίσης αποδείχθηκε ανεκτίμητη βοήθεια στους αστροναύτες κατά τη διαδικασία επισκευής του διαστημικού τηλεσκοπίου Hubble. Η τελευταία αποστολή του Canadarm ως μέρος του διαστημικού σκάφους εκτοξεύτηκε τον Ιούλιο του 2011 και ήταν η 90η αποστολή του ρομπότ.

Συστήματα υπηρεσιών κινητής τηλεφωνίας

Το Mobile Servicing System (MSS) είναι ένα παρόμοιο σύστημα με το RMS και είναι επίσης γνωστό ως Canadarm 2. Το σύστημα σχεδιάστηκε για να εγκατασταθεί στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό ως χειριστής αντικειμένων. Το MSS έχει σχεδιαστεί για τη συντήρηση εξοπλισμού και οργάνων που είναι εγκατεστημένα στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό, καθώς και για να βοηθά στη μεταφορά τροφίμων και εξοπλισμού εντός του σταθμού.

Dextre

Ως μέρος της διαστημικής αποστολής STS-123 το 2008, το διαστημόπλοιο Endeavor μετέφερε το τελευταίο μέρος του εύκαμπτου χειριστή ειδικού σκοπού Dextre.

Το Dextre είναι ένα ρομπότ εξοπλισμένο με δύο μικρά χέρια. Το ρομπότ είναι ικανό να εκτελεί εργασίες συναρμολόγησης ακριβείας που προηγουμένως εκτελούσαν οι αστροναύτες κατά τη διάρκεια διαστημικών περιπάτων. Το Dextre μπορεί να μεταφέρει αντικείμενα, να χειρίζεται εργαλεία και να εγκαταστήσει ή να αφαιρέσει εξοπλισμό στον διαστημικό σταθμό. Το Dextre είναι επίσης εξοπλισμένο με φωτισμό, εξοπλισμό βίντεο, βάση εργαλείων και τέσσερις θήκες εργαλείων. Οι αισθητήρες επιτρέπουν στο ρομπότ να «αισθάνεται» τα αντικείμενα που χειρίζεται και να ανταποκρίνεται αυτόματα σε κινήσεις ή αλλαγές. Η ομάδα μπορεί να παρακολουθεί την εργασία χρησιμοποιώντας τέσσερις εγκατεστημένες κάμερες.

Ο σχεδιασμός του ρομπότ μοιάζει με άτομο. Το πάνω μέρος του σώματός του μπορεί να περιστρέφεται στη μέση και οι ώμοι του στηρίζονται σε χέρια εκατέρωθεν.

Τα ρομπότ στην εκπαίδευση

Η ρομποτική έχει γίνει ένα διασκεδαστικό και προσιτό εργαλείο για τη διδασκαλία και την υποστήριξη προσεγγίσεων STEM, σχεδιασμού και επίλυσης προβλημάτων. Στη ρομποτική, οι μαθητές έχουν την ευκαιρία να συνειδητοποιήσουν τον εαυτό τους ως σχεδιαστές, καλλιτέχνες και τεχνικοί ταυτόχρονα, χρησιμοποιώντας τα χέρια και το κεφάλι τους. Αυτό ανοίγει τεράστιες δυνατότητες για την εφαρμογή επιστημονικών και μαθηματικών αρχών.

ΣΕ σύγχρονο σύστημαΗ εκπαίδευση, δεδομένων των οικονομικών περιορισμών, τα γυμνάσια και τα λύκεια αναζητούν συνεχώς οικονομικούς τρόπους διδασκαλίας σύνθετων προγραμμάτων που συνδυάζουν την τεχνολογία με πολλούς κλάδους στους μαθητές για να τους προετοιμάσουν για σταδιοδρομία. Οι δάσκαλοι βλέπουν αμέσως τα πλεονεκτήματα της ρομποτικής και αυτού του εκπαιδευτικού μαθήματος, αφού εφαρμόζουν μια διεπιστημονική μέθοδο συνδυασμού διαφόρων γνωστικών αντικειμένων. Επιπλέον, η ρομποτική προσφέρει τον πιο προσιτό και επαναχρησιμοποιήσιμο εξοπλισμό.

Σήμερα, περισσότερο από ποτέ, τα σχολεία χρησιμοποιούν προγράμματα ρομποτικής στην τάξη για να ζωντανέψουν το πρόγραμμα σπουδών και να πληρούν ένα ευρύ φάσμα ακαδημαϊκών προτύπων που απαιτούνται για τους μαθητές. Η ρομποτική όχι μόνο παρέχει μια μοναδική και ευρεία βάση για τη διδασκαλία ποικίλων τεχνικών κλάδων, αλλά και έναν τομέα της τεχνολογίας που έχει σημαντικό αντίκτυπο στην ανάπτυξη της σύγχρονης κοινωνίας.

Γιατί είναι σημαντική η ρομποτική;

Όπως φαίνεται από την ενότητα «Δυνατότητες εφαρμογής και παραδείγματα ρομπότ», η ρομποτική είναι ένας νέος τομέας τεχνολογίας που χρησιμοποιείται σε πολλούς τομείς της ανθρώπινης ζωής. Σημαντικός παράγοντας στην ανάπτυξη της κοινωνίας είναι η εκπαίδευση όλων των μελών της όσον αφορά τις υπάρχουσες τεχνολογίες. Αλλά αυτός δεν είναι ο μόνος λόγος για την αυξανόμενη σημασία της ρομποτικής. Η ρομποτική συνδυάζει μοναδικά τα θεμέλια των κλάδων STEM (επιστήμη, τεχνολογία, μηχανική και μαθηματικά). Κατά τη διάρκεια της μάθησης στην τάξη, οι μαθητές εξερευνούν διαφορετικούς κλάδους και τις σχέσεις τους χρησιμοποιώντας σύγχρονα, τεχνολογικά προηγμένα και ελκυστικά εργαλεία. Επιπλέον, η οπτική αναπαράσταση των έργων που απαιτούνται από τους μαθητές τους ενθαρρύνει να πειραματιστούν και να είναι δημιουργικοί στην εύρεση λύσεων αισθητικά ευχάριστες και εφαρμόσιμες. Συνδυάζοντας αυτές τις πτυχές της εργασίας, οι μαθητές ανεβάζουν τις γνώσεις και τις δυνατότητές τους στο επόμενο επίπεδο.

Ρομποτική- μια σχετικά νέα και εντατικά αναπτυσσόμενη επιστημονική κατεύθυνση, που ζωντανεύει από την ανάγκη ανάπτυξης νέων σφαιρών και τομέων ανθρώπινης δραστηριότητας, καθώς και από την ανάγκη για ευρεία αυτοματοποίηση της σύγχρονης παραγωγής, με στόχο την απότομη αύξηση της αποτελεσματικότητάς της. Η χρήση αυτόματων προγραμματιζόμενων συσκευών - ρομπότ - στην εξερεύνηση του διαστήματος και των βάθη των ωκεανών, και από τη δεκαετία του '60. του αιώνα μας και στον παραγωγικό τομέα, η ραγδαία πρόοδος στον τομέα της δημιουργίας και χρήσης ρομπότ τα τελευταία χρόνια κατέστησε αναγκαία την ενσωμάτωση της επιστημονικής γνώσης μιας σειράς συναφών θεμελιωδών και τεχνικών κλάδων σε μια ενιαία επιστημονική και τεχνική κατεύθυνση - τη ρομποτική.

Η ιδέα της δημιουργίας ρομπότ - μηχανικών συσκευών, παρόμοιων σε εμφάνιση και δράση με ανθρώπους ή οποιαδήποτε ζωντανά όντα, έχει γοητεύσει την ανθρωπότητα από αμνημονεύτων χρόνων. Ακόμη και σε θρύλους και μύθους, ο άνθρωπος προσπάθησε να δημιουργήσει μια εικόνα πλασμάτων προικισμένων με φανταστική σωματική δύναμη και επιδεξιότητα, ικανά να πετούν, να ζουν υπόγεια και στο νερό, να ενεργούν ανεξάρτητα και ταυτόχρονα να υπακούουν αδιαμφισβήτητα στον άνθρωπο και να εκτελούν τα πιο δύσκολα και επικίνδυνη δουλειά για αυτόν. Ακόμη και στην Ιλιάδα του Ομήρου (VI αι. π.Χ.) λέγεται ότι ο κουτσός σιδηρουργός Ήφαιστος, ο θεός της φωτιάς και προστάτης της τέχνης του σιδηρουργού, σφυρηλατούσε κορίτσια από χρυσό που εκτελούσαν τις οδηγίες του.

Οι χρυσές υπηρέτριες έτρεξαν αμέσως να τον συναντήσουν, όμοιες με ζωντανές κοπέλες, στις οποίες ο νους και η φωνή και η δύναμη περιέχονται στο στήθος τους, που διδάχτηκαν από τους Αθάνατους θεούς στους πιο ποικίλους κόπους...

Οι σύγχρονοι άνθρωποι σίγουρα συνδέουν αυτές τις «υπηρέτριες» με ανθρωπόμορφες, δηλ. που δημιουργήθηκε κατ' εικόνα και ομοίωση ανθρώπου, αυτόματα συσκευές γενικής χρήσης- ρομπότ.

Θεωρία της Ρομποτικήςβασίζεται σε κλάδους όπως τα ηλεκτρονικά, η μηχανική, η επιστήμη των υπολογιστών, καθώς και η ραδιοφωνία και η ηλεκτρική μηχανική. Υπάρχει κατασκευαστική, βιομηχανική, οικιακή, αεροπορία και ακραία (στρατιωτική, διαστημική, υποβρύχια) ρομποτική.

Σήμερα, η ανθρωπότητα έχει σχεδόν φτάσει στο σημείο όπου τα ρομπότ θα χρησιμοποιούνται σε όλους τους τομείς της ζωής. Επομένως, τα μαθήματα ρομποτικής και προγραμματισμού ηλεκτρονικών υπολογιστών πρέπει να εισαχθούν στα εκπαιδευτικά ιδρύματα.

Η μελέτη της ρομποτικής σας επιτρέπει να λύσετε τα ακόλουθα προβλήματα που αντιμετωπίζει η επιστήμη των υπολογιστών ως ακαδημαϊκό μάθημα. Δηλαδή, λαμβάνοντας υπόψη τη γραμμή αλγορίθμου και προγραμματισμού, τον εκτελεστή, τα βασικά της λογικής και τα λογικά θεμέλια ενός υπολογιστή.

Είναι επίσης δυνατή η μελέτη της ρομποτικής στο μάθημα των μαθηματικών (υλοποίηση βασικών μαθηματικών πράξεων, σχεδιασμός ρομπότ), τεχνολογίας (σχεδιασμός ρομπότ, τόσο με χρήση τυπικών συγκροτημάτων όσο και ελεύθερα), φυσικής (συναρμολόγηση εξαρτημάτων σχεδιαστών που είναι απαραίτητα για την κίνηση του σασί ρομπότ).

Μαθήματα ρομπότ

Ρομπότ χειρισμού- αυτόματο μηχάνημα (στάσιμο ή κινητό), που αποτελείται από έναν ενεργοποιητή με τη μορφή χειριστή με πολλούς βαθμούς κινητικότητας και μια συσκευή ελέγχου προγράμματος, η οποία χρησιμεύει για την εκτέλεση λειτουργιών κινητήρα και ελέγχου στη διαδικασία παραγωγής. Τέτοια ρομπότ παράγονται σε επιδαπέδια, αναρτημένες και σκελετές εκδόσεις. Είναι πιο διαδεδομένα στη βιομηχανία μηχανών και οργάνων.

Κινητό ρομπότ- ένα αυτόματο μηχάνημα που έχει ένα κινούμενο πλαίσιο με αυτόματα ελεγχόμενες κινήσεις. Τέτοια ρομπότ μπορούν να κινούνται με τροχούς, να περπατούν και να παρακολουθούνται (υπάρχουν επίσης κινητά ρομποτικά συστήματα σέρνεται, κολύμβηση και πτήση.

Εξαρτήματα ρομπότ

Δίσκοι- αυτοί είναι οι «μύες» των ρομπότ. Επί του παρόντος, οι πιο δημοφιλείς κινητήρες στους κινητήρες είναι ηλεκτρικοί, αλλά χρησιμοποιούνται και άλλοι που χρησιμοποιούν χημικά ή πεπιεσμένο αέρα.

κινητήρες συνεχούς ρεύματος: Επί του παρόντος, τα περισσότερα ρομπότ χρησιμοποιούν ηλεκτρικούς κινητήρες, οι οποίοι μπορεί να είναι διαφόρων τύπων.

Βηματικοί κινητήρες: Όπως υποδηλώνει το όνομα, οι βηματικοί κινητήρες δεν περιστρέφονται ελεύθερα όπως οι κινητήρες συνεχούς ρεύματος. Περιστρέφονται βήμα προς βήμα σε μια ορισμένη γωνία υπό τον έλεγχο του ελεγκτή. Αυτό σας επιτρέπει να κάνετε χωρίς αισθητήρα θέσης, καθώς η γωνία με την οποία έγινε η στροφή είναι γνωστή στον ελεγκτή. Επομένως, τέτοιοι κινητήρες χρησιμοποιούνται συχνά σε πολλούς μηχανισμούς κίνησης ρομπότ και μηχανές CNC.

Πιεζοκινητήρες: Μια σύγχρονη εναλλακτική στους κινητήρες συνεχούς ρεύματος είναι οι πιεζοκινητήρες, γνωστοί και ως κινητήρες υπερήχων. Η αρχή της λειτουργίας τους είναι πολύ πρωτότυπη: μικροσκοπικά πιεζοηλεκτρικά

Τα παλμικά πόδια που δονούνται με συχνότητα περισσότερες από 1000 φορές ανά δευτερόλεπτο προκαλούν την κίνηση του κινητήρα σε κύκλο ή ευθεία γραμμή. Τα πλεονεκτήματα τέτοιων κινητήρων είναι η υψηλή νανομετρική ανάλυση, η ταχύτητα και η ισχύς, ασύγκριτα με το μέγεθός τους. Οι πιεζοκινητήρες είναι ήδη διαθέσιμοι στο εμπόριο και χρησιμοποιούνται επίσης σε ορισμένα ρομπότ.

Μύες αέρα: Οι μύες του αέρα είναι μια απλή αλλά ισχυρή συσκευή για την παροχή πρόσφυσης. Όταν αντλούνται με πεπιεσμένο αέρα, οι μύες μπορούν να συστέλλονται έως και το 40% του μήκους τους. Ο λόγος για αυτή τη συμπεριφορά είναι η ύφανση, ορατή από έξω, η οποία προκαλεί τους μύες να είναι είτε μακροί και λεπτοί είτε κοντοί και χοντροί[η πηγή δεν διευκρινίζεται 987 ημέρες]. Επειδή ο τρόπος που λειτουργούν είναι παρόμοιος με τους βιολογικούς μύες, μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την παραγωγή ρομπότ με μύες και σκελετούς παρόμοιους με αυτούς των ζώων.

Ηλεκτροενεργά πολυμερή: Τα ηλεκτροενεργά πολυμερή είναι ένας τύπος πλαστικού που αλλάζει σχήμα ως απόκριση στην ηλεκτρική διέγερση. Μπορούν να σχεδιαστούν με τέτοιο τρόπο ώστε να λυγίζουν, να τεντώνονται ή να συστέλλονται. Ωστόσο, επί του παρόντος δεν υπάρχουν EAP κατάλληλα για την παραγωγή εμπορικών ρομπότ, καθώς όλα τα υπάρχοντα δείγματά τους είναι αναποτελεσματικά ή εύθραυστα.

Ελαστικοί νανοσωλήνες: Πρόκειται για μια πολλά υποσχόμενη πειραματική τεχνολογία στα αρχικά στάδια ανάπτυξης. Η απουσία ελαττωμάτων στους νανοσωλήνες επιτρέπει στην ίνα να παραμορφώνεται ελαστικά κατά αρκετά τοις εκατό. Ο ανθρώπινος δικέφαλος μπορεί να αντικατασταθεί με ένα σύρμα από αυτό το υλικό με διάμετρο 8 mm. Τέτοιοι συμπαγείς «μύες» θα μπορούσαν να βοηθήσουν τα ρομπότ στο μέλλον να προσπεράσουν και να πηδήξουν πάνω από τους ανθρώπους.

Τρόποι κίνησης

Ρομπότ με τροχούς και ιχνηλάτες

Ρομπότ που περπατούν

Άλλες μέθοδοι μετακίνησης:

Ιπτάμενα ρομπότ (συμπεριλαμβανομένων UAV - μη επανδρωμένα εναέρια οχήματα).
Ρομπότ που σέρνονται.
Ρομπότ που κινούνται σε κάθετες επιφάνειες.
Πλωτά ρομπότ.

Συστήματα ελέγχου

Με τον όρο έλεγχος ενός ρομπότ εννοούμε την επίλυση ενός συνόλου προβλημάτων που σχετίζονται με την προσαρμογή του ρομπότ στο εύρος των εργασιών που επιλύει, τον προγραμματισμό κινήσεων και τη σύνθεση ενός συστήματος ελέγχου και του λογισμικού του.

Ανάλογα με τον τύπο ελέγχου, τα ρομποτικά συστήματα χωρίζονται σε:

1. Βιοτεχνική:

1.1. εντολή (κουμπί και έλεγχος μοχλού μεμονωμένων τμημάτων του ρομπότ).

1.2. αντιγραφή (επανάληψη ανθρώπινης κίνησης, πιθανή εφαρμογή ανάδρασης που μεταδίδει την εφαρμοζόμενη δύναμη, εξωσκελετές).

1.3. ημιαυτόματο (έλεγχος ενός στοιχείου εντολής, για παράδειγμα, μια λαβή, ολόκληρο το κινηματικό κύκλωμα του ρομπότ).

2. Αυτόματο:

2.1. λογισμικό (λειτουργία σύμφωνα με ένα προκαθορισμένο πρόγραμμα, σχεδιασμένο κυρίως για την επίλυση μονότονων προβλημάτων σε σταθερές περιβαλλοντικές συνθήκες).

2.2. προσαρμοστικό (επίλυση τυπικών προβλημάτων, αλλά προσαρμογή στις συνθήκες λειτουργίας).

2.3. έξυπνο (τα πιο ανεπτυγμένα αυτόματα συστήματα).

3. Διαδραστικό:

3.1. αυτοματοποιημένο (είναι δυνατή η εναλλαγή των αυτόματων και βιοτεχνικών τρόπων λειτουργίας).

3.2. εποπτική (αυτόματα συστήματα στα οποία ένα άτομο εκτελεί μόνο λειτουργίες-στόχους)·

3.3. διαδραστικό (το ρομπότ συμμετέχει σε διάλογο με ένα άτομο για την επιλογή μιας στρατηγικής συμπεριφοράς και, κατά κανόνα, το ρομπότ είναι εξοπλισμένο με ένα έμπειρο σύστημα που μπορεί να προβλέψει τα αποτελέσματα των χειρισμών και να δώσει συμβουλές για την επιλογή ενός στόχου).

Μεταξύ των βασικών εργασιών του ελέγχου ρομπότ είναι τα ακόλουθα:

προβλέψεις σχεδιασμού·
προγραμματισμός κίνησης?
Σχεδιασμός δυνάμεων και στιγμών.
Δυναμική ανάλυση ακρίβειας.
αναγνώριση κινηματικών και δυναμικών χαρακτηριστικών του ρομπότ.

Υποτύποι σύγχρονων ρομπότ:

Βιομηχανικά ρομπότ

Ιατρικά ρομπότ

Οικιακά ρομπότ
Ρομπότ ασφαλείας
Ρομπότ μάχης

Ρομπότ επιστήμονες

Μέχρι σήμερα, τα ρομπότ έχουν εισαχθεί σε πολλούς τομείς της ανθρώπινης δραστηριότητας και συνεχίζουν να συμπληρώνουν και μερικές φορές να αντικαθιστούν την ανθρώπινη εργασία τόσο σε επικίνδυνες δραστηριότητες όσο και στην καθημερινή ζωή.

Εγκυκλοπαιδικό YouTube

1 / 5

✪ World of ROBOTs [Ειδήσεις επιστήμης και τεχνολογίας]

✪ ΖΩΝΤΑΝΟ ΡΟΜΠΟΤ [Ειδήσεις επιστήμης και τεχνολογίας]

✪ Το ρομπότ DRC-HUBO της ομάδας KAIST ολοκληρώνει εργασίες στο DARPA Robotics Challenge (20x)

✪ RoboSimian Getting Out of Vehicle στο DARPA Robotics Challenge Finals

✪ Ρομπότ στην υπηρεσία των παιδιών: τι συνέβη στο WorldsSkills Russia 2019 Kazan;

Υπότιτλοι

Σήμερα στο τεύχος: Ο Έλον Μασκ έδειξε ένα φορτηγό που συναρπάζει το μυαλό και ένα ηλεκτρικό υπεραυτοκίνητο και οι Αμερικανοί προγραμματιστές Boston Dynamics δίδαξαν σε ένα ρομπότ πώς να κάνει τούμπες. Αιώνια υγεία σε όλους! Μαζί σας Alexander Smirnov, Correct Truth and Science and Technology News. Φίλοι μου, δείτε το βίντεο οπωσδήποτε μέχρι τέλους, σας περιμένει ένας διαγωνισμός με ενδιαφέροντα δώρα. Ο Έλον Μασκ είναι γνωστός για τη στάση του απέναντι σε αυτόν τον κόσμο - πάντα ονειρεύεται περισσότερα. Εάν η αρχή της χρονιάς συνδέθηκε με την έλευση των αυτοκινήτων χωρίς οδηγό, τότε οι δύο τελευταίοι μήνες του 2017 θα μείνουν στη μνήμη για τη μαζική κυκλοφορία των ηλεκτρικών φορτηγών. Ο επικεφαλής της Tesla Motors παρουσίασε το πολυαναμενόμενο ηλεκτρικό φορτηγό Tesla Semi Truck. Την ίδια στιγμή, ο Μασκ δημοσίευσε μια ενδιαφέρουσα περιγραφή στο Twitter: «Μπορώ να μετατραπώ σε ρομπότ, να πολεμήσω εξωγήινους και να φτιάξω ένα υπέροχο latte». Το νέο όχημα, που αποκαλύφθηκε στο κέντρο σχεδιασμού της Tesla στην Καλιφόρνια, είναι το επόμενο βήμα στην αποστολή του Elon να κάνει την ανθρωπότητα να ξεχάσει τα ορυκτά καύσιμα και να στραφεί στην καθαρή ηλεκτρική ενέργεια. Έτσι θα είναι αν ο επικεφαλής της Tesla καταφέρει να πείσει τη βιομηχανία μεταφορών ότι είναι απαραίτητο να προχωρήσει. Στην Καλιφόρνια, η κατηγορία βαρέων οχημάτων αντιπροσωπεύει το 7% του συνολικού όγκου μεταφορών, αλλά παράγει περισσότερο από το 20% των αερίων του θερμοκηπίου. Οποιοδήποτε φορτηγό χρησιμοποιεί ηλεκτρική ενέργεια αντί για ντίζελ δεν θα έχει πλέον αρνητικό αντίκτυπο στον πλανήτη και τους κατοίκους του. Ενώ πολλοί σκέφτονται απλώς την ανάπτυξη ηλεκτρικών φορτηγών, η Tesla έχει τους πόρους, τους μηχανικούς και την ικανότητα να το κάνει. Το πιο σημαντικό είναι ότι η εταιρεία έχει τους πόρους για να προσελκύσει την προσοχή ολόκληρης της αυτοκινητοβιομηχανίας. Ο Μασκ δεν φάνηκε να υπερβάλλει όταν είπε ότι η παρουσίαση του πρώτου ηλεκτρικού φορτηγού της Tesla θα «τράβηξε τα μυαλά όλων». Το Tesla Semi Truck είναι ένα πλήρως ηλεκτρικό φορτηγό. Ήδη μόνος εμφάνιση το ξεχωρίζει από οποιονδήποτε ανταγωνιστή. Το φορτηγό μοιάζει πολύ φουτουριστικό και μοιάζει περισσότερο με πολυτελές τουριστικό λεωφορείο. Αλλά τα κύρια χαρακτηριστικά εξακολουθούν να είναι κάτω από το σώμα. Κάτω από την καμπίνα υπάρχουν τέσσερις ηλεκτροκινητήρες στους πίσω άξονες - ένας σε κάθε πλευρά. Όταν είναι πλήρως φορτωμένο (36 τόνοι), το φορτηγό μπορεί να επιταχύνει στα 100 χιλιόμετρα την ώρα σε 20 δευτερόλεπτα. Η Tesla εγγυάται διάρκεια ζωής μετάδοσης 1,6 εκατομμυρίων km, που αντιστοιχεί σε περίπου 40 ταξίδια σε όλο τον κόσμο. Το πιο σημαντικό σημείο είναι ότι για το Semi Truck ο κατασκευαστής υποστηρίζει φανταστικά ταξίδια 800+ km με μία μόνο φόρτιση μπαταρίας. Ας θυμηθούμε ότι οι πρώτες φήμες έκαναν λόγο για μέτρια 320-480 km. Επιπλέον, σε 30 λεπτά, η μπαταρία του Tesla Semi Truck φορτίζεται στο 80%, δίνοντας στο φορτηγό αυτονομία περίπου 643 km. Σε αντίθεση με άλλα φορτηγά, η θέση του οδηγού στο Tesla Semi βρίσκεται στη μέση της καμπίνας. Αντί για τους συνηθισμένους μοχλούς, υπάρχουν δύο οθόνες αφής δίπλα στο τιμόνι: η αριστερή για την παρακολούθηση βασικών ενδείξεων και τον έλεγχο διαφόρων επιλογών και η δεξιά για τη συνήθη πλοήγηση και έλεγχο του συστήματος πολυμέσων. Το αυτοκίνητο τιμολογείται ως ημιαυτόνομο, ικανό να διατηρεί τη λωρίδα και να φρενάρει μόνο του. Αυτό αντιστοιχεί σε 1-2 επίπεδα αυτονομίας για αυτοοδηγούμενα αυτοκίνητα. Οι πρώτες παραδόσεις του φορτηγού αναμένονται το 2019. Προηγουμένως, ο Μασκ υποστήριξε ότι τα αυτόνομα ηλεκτρικά φορτηγά θα μείωναν το κόστος μεταφοράς και ταυτόχρονα θα αύξαναν την ασφάλεια.Σύμφωνα με πρόχειρες εκτιμήσεις, όταν οδηγείτε 160 km, το Tesla Semi θα ξοδεύει κατά μέσο όρο 1 $ ανά χιλιόμετρο. Αυτό είναι 50 σεντς φθηνότερο σε σύγκριση με τα τρακτέρ ντίζελ. Ο Musk ασκεί γενικά κάθε δυνατή πίεση στο γεγονός ότι η Semi είναι καλύτερη και πιο παραγωγική από τους κινητήρες ντίζελ από όλες τις απόψεις. Όχι μόνο από πλευράς ισχύος, πρόσφυσης και αεροδυναμικής, αλλά και από άποψη διάρκειας ζωής. Για παράδειγμα, το κιβώτιο ταχυτήτων ενός ηλεκτρικού φορτηγού δεν έχει γρανάζια· τα φρένα, λόγω του συστήματος ανάκτησης, έχουν σχεδόν απεριόριστη διάρκεια ζωής. Συνολικά, όλες οι καινοτομίες θα πρέπει να οδηγήσουν στο να είναι το Semi πιο κερδοφόρο και πιο αποδοτικό από τα πετρελαιοκίνητα φορτηγά. Τα φορτηγά του Musk πρέπει να διανύουν μεγαλύτερες αποστάσεις σε ίσα διαστήματα. Ταυτόχρονα, μεγάλες επενδύσεις σε τέτοιες μεταφορές θα αποπληρωθούν με τη μείωση του λειτουργικού κόστους. Μιλάμε για το κόστος της βενζίνης, καθώς και για τους μισθούς των οδηγών: Η Tesla σχεδιάζει να κάνει τα φορτηγά πλήρως αυτόνομα έως το 2020. Κατά τη διάρκεια της παρουσίασης, ο Έλον Μασκ όχι μόνο παρουσίασε το πολυαναμενόμενο φορτηγό, αλλά έδειξε και το concept του νέου δίθυρου σπορ αυτοκινήτου Tesla Roadster, το οποίο εξέπληξε όλους τους παρευρισκόμενους. Και αν όλοι περίμεναν ήδη την επίδειξη του φορτηγού, τότε κανείς δεν θα μπορούσε να φανταστεί την εμφάνιση ενός τόσο μοντέρνου roadster. Σύμφωνα με τον Elon, αυτό είναι το ταχύτερο ηλεκτρικό αυτοκίνητο παραγωγής. Επιταχύνει στα 96 km/h σε 1,9 δευτερόλεπτα και στα 160 km/h σε 4,2 δευτερόλεπτα. Το τετρακίνητο Roadster θα μπορεί να διανύσει περίπου 1.000 χιλιόμετρα με μία μόνο φόρτιση και η τελική του ταχύτητα θα είναι περίπου 400 χιλιόμετρα την ώρα. Η μαζική παραγωγή του Tesla Roadster έχει προγραμματιστεί να ξεκινήσει το 2020. Η τιμή του βασικού μοντέλου είναι 200 χιλιάδες δολάρια. Αυτή τη στιγμή, η σειρά Tesla αποτελείται από τρία επιβατικά αυτοκίνητα: το hatchback Model S, το crossover Model X και το sedan Model 3, οι πωλήσεις των οποίων ξεκίνησαν το καλοκαίρι του 2017. Στα πέντε χρόνια από τότε που η Tesla άρχισε να παράγει το sedan Model S, η εταιρεία πούλησε 200.000 οχήματα. Υπάρχουν περίπου 250 εκατομμύρια αυτοκίνητα στους δρόμους στις ΗΠΑ, έτσι ώστε τα 200.000 είναι μια σταγόνα στον κάδο. Ακόμα κι αν η Tesla μπορέσει να αυξήσει την παραγωγή του «προσιτού» σεντάν Model 3, θα περάσει πολύς καιρός μέχρι η αυτοκινητοβιομηχανία της Silicon Valley να αλλάξει τον τρόπο με τον οποίο η ανθρωπότητα βασίζεται στα ορυκτά καύσιμα για τις μεταφορές. Άρα: Αυτοκίνητο, Φορτηγό, Τρένο, Πύραυλος. Περιμένουμε ένα τρέιλερ με κίνηση. Και μετά μόνο ένα τρέιλερ με αυτόματο πιλότο. Το μόνο που μένει είναι ένα γιοτ και ένα αεροπλάνο. Και πιθανότατα, δεδομένου του πεδίου εφαρμογής του Musk, ενός υπερατλαντικού αεροσκάφους για 10 χιλιάδες επιβάτες και κάτι σε στυλ Zeppelin, αλλά με υπερηχητική ταχύτητα. Αναρωτιέμαι πότε ο Έλον θα σκεφτεί να φτιάξει ένα τόσο ωραίο πράγμα, όπως τα μέσα μαζικής μεταφοράς που ταξιδεύουν στην πόλη· δεν χρειάζεται ντεπόζιτο και μπαταρία, αφού υπάρχουν καλώδια από πάνω και ράγες στο κάτω μέρος. Αυτή είναι απλώς μια λαμπρή ιδέα. Όλοι παρακολουθούμε τις περιπέτειες του Έλον με ενδιαφέρον και όλοι έχουν μια απορία: πώς μπορεί αυτό το άτομο να σκεφτεί ότι τώρα, αυτή τη στιγμή, είναι η καλύτερη στιγμή για την παραγωγή ενός εντελώς νέου τύπου οχήματος; Η παραγωγή του Model 3 είναι αρκετούς μήνες πίσω από το χρονοδιάγραμμα. Το τελευταίο τρίμηνο, οι μετοχές της εταιρείας έχουν βυθιστεί και οι εκπρόσωποι της Tesla αναμένεται στο δικαστήριο να εξηγήσουν τα υποτιθέμενα προβλήματα του σεξισμού και του ρατσισμού στην εταιρεία. Αλλά αυτό είναι απίθανο να σταματήσει τον Μασκ στην έντονη δραστηριότητά του. Αυτός είναι ο άνθρωπος που προσπαθεί να μεταφέρει την ανθρωπότητα στον Άρη, κατασκευάζοντας επαναχρησιμοποιήσιμους πυραύλους, προσπαθεί να αποτρέψει μια αποκάλυψη ρομπότ, καταστρέφοντας μποτιλιαρίσματα σκάβοντας σήραγγες, και επίσης σχεδιάζει να εκτοξεύσει ανθρώπους σε ένα φασόλι μέσω ενός υπερηχητικού σωλήνα. Και όλα μαζί. Σκεφτείτε, βάλτε μερικά φορτηγά σε έναν μεταφορικό ιμάντα. Όταν η πλειοψηφία των ανθρώπων δεν πιστεύει στο μέλλον του email. κινητά, αυτό σημαίνει ότι ο Μασκ είναι στο σωστό δρόμο. Εν τω μεταξύ, κάπου οι φορτηγατζήδες που οδηγούν φορτηγά Kamaz στους «δρόμους» μας κλαίνε από τα γέλια. Το αμερικανικό εργαστήριο Boston Dynamics, το οποίο έγινε διάσημο για τη δημιουργία ανατριχιαστικών ρομπότ, δεν είναι πλέον μέρος της Google, αλλά δεν σταματά να αναπτύσσεται. Πριν από μερικά χρόνια, η εταιρεία παρουσίασε το όρθιο ρομπότ Atlas. Ένα ρομπότ που ξέρει ήδη πώς να σέρνει σιγά σιγά κουτιά, να δημιουργεί χάος στο γραφείο και να πέφτει από τη σκηνή. Αλλά αυτή τη φορά οι δημιουργοί του αποφάσισαν να μας εκπλήξουν με εντελώς νέα κόλπα: δίδαξαν στο μυαλό τους τα βασικά του parkour. Το εργαστήριο ρομποτικής Boston Dynamics, το οποίο ιδρύθηκε στο Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Μασαχουσέτης, αγοράστηκε στη συνέχεια από την Alphabet και στη συνέχεια πουλήθηκε στην ιαπωνική εταιρεία Softbank, είναι γνωστό ότι παράγει ρομπότ που είναι όσο το δυνατόν πιο παρόμοια με ζώα και ανθρώπους. Κάποτε, ανέπτυξε το ρομπότ BigDog για τη στρατιωτική υπηρεσία DARPA, μετά υπήρχε το ρομπότ τσιτάχ CHEETAH και ακόμη και το ρομπότ με έξι πόδια RiSE, το οποίο μπορεί να σκαρφαλώσει σε κάθετες επιφάνειες. Πολλοί θα θυμούνται ρομπότ που δέχτηκαν χτυπήματα και χτυπήματα για να αποδείξουν τη σταθερότητα και τη σταθερότητά τους. Το ανθρωποειδές ρομπότ Atlas μπορεί να ονομαστεί ίσως η πιο ενδιαφέρουσα δημιουργία της Boston Dynamics, αλλά από τη στιγμή που η τελευταία άλλαξε ιδιοκτήτη, δεν έχουμε ακούσει νέα για αυτό. Τώρα, σχεδόν δύο χρόνια μετά την τελευταία ενημέρωση του Atlas, η ομάδα δίδαξε στο ρομπότ πώς να κάνει τούμπες. Η εταιρεία έδειξε ένα σύντομο βίντεο με το ρομπότ Atlas να σκαρφαλώνει σε μικρά υψόμετρα, να πηδά από το ένα στο άλλο, να στρίβει 180 μοίρες σε ένα άλμα και να κάνει με χάρη τούμπες, αποκαθιστώντας ομαλά την ισορροπία του. Και μετά από ένα επιτυχημένο άλμα, σηκώνει τα χέρια του - σαν πραγματικός γυμναστής. Το δίποδο ρομπότ χρησιμοποιεί πολλαπλούς αισθητήρες στο σώμα και τα πόδια του για να διατηρεί την ισορροπία του και χρησιμοποιεί συστήματα LIDAR και στερεοφωνικούς αισθητήρες για να ανιχνεύει και να ξεπερνά τα εμπόδια. Δεν μπορούν όλοι να κάνουν καλύτερα αυτό το δύσκολο γυμναστικό κόλπο. Και δεν συνιστούμε να το επαναλάβετε, καθώς χωρίς οδηγίες και υποστήριξη υπάρχει μεγάλος κίνδυνος να βλάψετε την υγεία σας. Ωστόσο, η Boston Dynamics έδειξε και μια τελευταία ανεπιτυχή προσγείωση, προφανώς για να καθησυχάσει την ανθρωπότητα και να δείξει ότι η εξέγερση των μηχανών δεν μας απειλεί στο πολύ κοντινό μέλλον. Οι προγραμματιστές του ρομπότ είπαν ότι η διδασκαλία του ρομπότ να διατηρεί την ισορροπία μετά το άλμα ήταν ένα εξαιρετικά δύσκολο έργο με το οποίο αγωνίζονταν για πολύ καιρό. Το ρομπότ χρειάζεται αυτή την ικανότητα όχι για να εμφανιστεί στο τσίρκο, αλλά για μια πιο πρακτική εργασία - τη μετακίνηση και την παράδοση αγαθών σε ανώμαλο έδαφος. Για να γίνει αυτό, το ρομπότ διδάχτηκε να χρησιμοποιεί τα «μπράτσα» του για να σκαρφαλώνει σε κάθετες επιφάνειες, όπως κάνουν οι ορειβάτες. Ως αποτέλεσμα της καλής ισορροπίας του, μπορεί να λύσει ένα ευρύ φάσμα προβλημάτων ενώ καταλαμβάνει πολύ λίγο χώρο - δηλ. στέκεται στο ίδιο μέρος. Η εταιρεία επίσης δεν πρόκειται να ξεχάσει τα ρομποτικά ζώα, έτσι παρουσίασε ένα νέο μοντέλο που ονομάζεται The New SpotMini. Τα τελευταία χρόνια, υπάρχει μια τάση στη βιομηχανία της ρομποτικής να γίνονται τα ρομπότ πιο χαριτωμένα και το τελευταίο τέτοιο έργο από τη Boston Dynamics είναι μια σαφής επιβεβαίωση αυτού. Ας θυμηθούμε ότι πριν από αυτό, οι προγραμματιστές δημιούργησαν ένα σκυλί ρομπότ, το SpotMini, με συνήθειες πραγματικών σκύλων. Τρέχει, κρυφά στα μισολυγισμένα πόδια, προσπαθεί να μυρίσει γύρω αντικείμενα και φέρνει ακόμη και παντόφλες. Σε σύγκριση με τον προκάτοχό του, το νέο ρομπότ έχει πιο κομψό κέλυφος και άκρα. Σχεδιαστικά στοιχεία και μηχανισμοί που πολλοί βρήκαν ανατριχιαστικά καλύπτονται τώρα με διακοσμητικά πάνελ βαμμένα σε ένα χαρούμενο έντονο κίτρινο. Δηλαδή, στην πραγματικότητα, η Boston Dynamics αποφάσισε ότι ήταν καιρός να τελειώσει με τις πράξεις του δημόσιου «μηχανοεπιδεικτισμού» και άρχισε να ντύνει τα ρομπότ της με αξιοπρεπή ενδυμασία. Ωστόσο, αυτό δεν είναι το πιο σημαντικό πράγμα, το νέο ρομπότ μπορεί να κινείται με βάδισμα που ουσιαστικά δεν διαφέρει από το τρέξιμο ενός ζωντανού σκύλου, επιπλέον, το νέο ρομπότ έχει μάθει να καμπουριάζει σαν σκύλος, κοιτάζοντας μέσα από το κάμερα κατευθείαν στην ψυχή σας με το τετράγωνο, νεκρό μηχανικό «πρόσωπό» της. Όχι μόνο το νέο ρομπότ SpotMini έδειξε την ικανότητα να «ζει» τρέχοντας σε ένα γρασίδι κάπου στα περίχωρα της εταιρείας Boston Dynamics, αλλά απέκτησε την ικανότητα να γυρίζει τον κορμό του ενώ στέκεται στη θέση του, να καμπουριάζει και να σηκώνεται σε κάθετη κατεύθυνση. και να εκτελεί άλλες κινήσεις. Είναι αλήθεια ότι τώρα τρέχει σε ένα συνηθισμένο επίπεδο γκαζόν και πρέπει ακόμη να μάθουμε πόσο εύκολα θα μετακινηθεί, για παράδειγμα, σε ανώμαλο έδαφος, στην άμμο ή θα περάσει μέσα από ερείπια σε περιοχές καταστροφών. Η Boston Dynamics έδειξε μόνο μια γεύση από το ρομπότ. Αλλά ένα πράγμα γίνεται σαφές από το βίντεο: η τεχνολογία βελτιώνεται κάθε χρόνο και τα ρομπότ γίνονται πιο κομψά, πιο ευκίνητα και πιο πιστευτά. Παρόλο που ο σκύλος ρομπότ δεν έχει κεφάλι, στην πραγματικότητα μοιάζει πολύ με πραγματικό ζώο. Σημειώστε ότι η ίδια η Boston Dynamics ονόμασε προηγουμένως το επάγγελμα του courier ως το καταλληλότερο μέρος για να εργαστεί ο Spot. Είναι εκπληκτικό να βλέπεις ότι τα τετράποδα ρομπότ, τα οποία μόλις πριν από λίγα χρόνια ήταν μεγάλα, αδέξια και ικανά να κινούνται με ένα αστείο μηχανικό βάδισμα, «μετατοπίζοντας από το πόδι στο πόδι» ακόμη και ενώ στέκονται ακίνητα, έχουν κάνει ένα τόσο τεράστιο άλμα προς τα εμπρός . Βλέποντας μια τέτοια πρόοδο, αρχίζεις να πιστεύεις τις προβλέψεις του παππού Kurzweil. Όσο για τον Άτλαντα. Κινείται σαν ένας μικρός Κινέζος με στολή ρομπότ. Δεν υπαινίσσομαι, απλώς μια παρατήρηση. Θυμηθείτε, σε προηγούμενα βίντεο οι ερευνητές τρύπησαν το ρομπότ με ένα ραβδί, αλλά τώρα δεν το κάνουν. Επιπλέον, σημειώστε ότι δεν φαίνεται ούτε ένα άτομο στο πλαίσιο. Το μόνο που μένει είναι να βάλεις το AI σε αυτό και να κρυφτείς. Και σε 10 χρόνια ο ίδιος θα μας δέρνει με ένα ξύλο στο υπόστεγο και θα δει πώς θα αντιδράσουμε. Και βγάλτε συμπεράσματα από τα εξής: ένα παραδοσιακό μαστίγιο είναι 20% πιο αποτελεσματικό από ένα selfie stick στο να παρακινήσει μεγάλους πιθήκους. Όπως το κλασικό: "Κοιμήσου, παιδί, όνειρα γλυκά. Θα κοιμηθείς μέχρι τον τάφο σου. Η μάχη τελείωσε πριν από πολύ καιρό, τα ρομπότ νίκησαν. Μεγαλώνεις, μεγαλώνεις γρήγορα, Γίνε μεγάλος. Είσαι μια από τις μπαταρίες του Στρατού του Machines” Σας ευχαριστούμε όλους που παρακολουθήσατε! Ο Alexander Smirnov ήταν μαζί σας, Correct Truth and Science and Technology News. Μην ξεχάσετε να κάνετε like σε αυτό το σινεμά, να εγγραφείτε στο κανάλι, να μοιραστείτε το βίντεο με φίλους και να πατήσετε το καμπανάκι για να μην χάσετε νέα επεισόδια. Lechaim, αγόρια!

Η ρομποτική βασίζεται σε κλάδους όπως η ηλεκτρονική, η μηχανική, η τηλεμηχανική, η μηχανοτρονική, η επιστήμη των υπολογιστών, καθώς και η ραδιομηχανική και η ηλεκτρολογία. Υπάρχουν οι κατασκευαστικές, βιομηχανικές, οικιακές, ιατρικές, αεροπορικές και ακραίες (στρατιωτικές, διαστημικές, υποβρύχιες) ρομποτικές.

Ετυμολογία

Η λέξη "ρομποτική" (ή "ρομποτική" "ρομποτική") χρησιμοποιήθηκε για πρώτη φορά σε έντυπη μορφή από τον Isaac Asimov στην ιστορία επιστημονικής φαντασίας "The Liar", που δημοσιεύτηκε το 1941.

Η λέξη «ρομποτική» βασίζεται στη λέξη «ρομπότ», που επινοήθηκε στην πόλη από τον Τσέχο συγγραφέα Karel Capek και τον αδελφό του Josef για το έργο επιστημονικής φαντασίας του Karel Capek «R. U.R. "("Rossum's Universal Robots"), πρωτοπαρουσιάστηκε το 1921 και έγινε επιτυχία στο κοινό. Σε αυτό, ο ιδιοκτήτης του εργοστασίου οργανώνει την παραγωγή πολλών android, τα οποία στην αρχή λειτουργούν χωρίς ανάπαυση, αλλά στη συνέχεια επαναστατούν και καταστρέφουν τους δημιουργούς τους.

Ωστόσο, ορισμένες ιδέες που αργότερα αποτέλεσαν τη βάση της ρομποτικής εμφανίστηκαν στην αρχαιότητα - πολύ πριν από την εισαγωγή των όρων που αναφέρονται παραπάνω. Βρέθηκαν υπολείμματα κινούμενων αγαλμάτων του 1ου αιώνα π.Χ. Στην Ιλιάδα του Ομήρου λέγεται ότι ο θεός Ήφαιστος κατασκεύαζε από χρυσό υπηρέτριες που μιλούσαν, δίνοντάς τους νοημοσύνη (δηλαδή στη σύγχρονη γλώσσα, τεχνητή νοημοσύνη) και δύναμη. Ο αρχαίος Έλληνας μηχανικός και μηχανικός Αρχύτας του Ταρέντου πιστώνεται ότι δημιούργησε ένα μηχανικό περιστέρι ικανό να πετάξει (περίπου 400 π.Χ.). Υπάρχουν πολλές παρόμοιες πληροφορίες που περιέχονται στο βιβλίο. "Ρομποτική: Ιστορία και προοπτικές" I. M. Makarov και Yu. I. Topcheev, η οποία είναι μια δημοφιλής και λεπτομερής ιστορία για το ρόλο που έπαιξαν (και θα διαδραματίσουν) τα ρομπότ στην ιστορία της ανάπτυξης του πολιτισμού.

Οι πιο σημαντικές κατηγορίες ρομπότ

Οι πιο σημαντικές κατηγορίες ρομπότ γενικής χρήσης είναι: παραποιητικόςΚαι κινητόρομπότ.

Εξαρτήματα ρομπότ

Δίσκοι

Για την κίνηση σε ανώμαλες επιφάνειες, γρασίδι και βραχώδες έδαφος, αναπτύσσονται εξάτροχα ρομπότ, τα οποία έχουν μεγαλύτερη πρόσφυση σε σύγκριση με τα τετράτροχα. Οι πίστες παρέχουν ακόμα μεγαλύτερη πρόσφυση. Πολλά σύγχρονα ρομπότ μάχης, καθώς και ρομπότ σχεδιασμένα να κινούνται σε τραχιές επιφάνειες, έχουν σχεδιαστεί ως ιχνηλάτες. Ταυτόχρονα, είναι δύσκολο να χρησιμοποιηθούν τέτοια ρομπότ σε εσωτερικούς χώρους, σε λείες επιφάνειες και χαλιά. Παραδείγματα τέτοιων ρομπότ περιλαμβάνουν το αγγλικό ρομπότ που αναπτύχθηκε από τη NASA. Urban Robot ("Urbie"), ρομπότ Warrior και PackBot που αναπτύχθηκαν από το iRobot.

Ρομπότ που περπατούν

Οι πρώτες δημοσιεύσεις αφιερώθηκαν σε θεωρητικά και πρακτικά θέματα δημιουργίας ρομπότ που περπατούν, χρονολογούνται στις δεκαετίες 1970 - 1980 του 20ού αιώνα. .

Το Servo drive + hydromechanical drive είναι μια πρώιμη τεχνολογία για την κατασκευή ρομπότ περπατήματος, που εφαρμόστηκε σε μια σειρά από μοντέλα πειραματικών ρομπότ που κατασκευάστηκαν από την General Electric τη δεκαετία του 1960. Το πρώτο έργο της GE που ενσωματώθηκε σε μέταλλο χρησιμοποιώντας αυτήν την τεχνολογία και, κατά πάσα πιθανότητα, το πρώτο ρομπότ περπατήματος στον κόσμο για στρατιωτικούς σκοπούς ήταν το «τετράποδος μεταφορέας» Walking Truck (το μηχάνημα έχει ρομποτικά άκρα, ο έλεγχος πραγματοποιείται από άτομο που βρίσκεται απευθείας στην καμπίνα).

Προσαρμοστικοί αλγόριθμοι για τη διατήρηση της ισορροπίας. Βασίζονται κυρίως στον υπολογισμό των αποκλίσεων της στιγμιαίας θέσης του κέντρου μάζας του ρομπότ από μια στατικά σταθερή θέση ή κάποια προκαθορισμένη τροχιά της κίνησής του. Συγκεκριμένα, παρόμοια τεχνολογία χρησιμοποιεί το περπάτημα ρομπότ μεταφοράς Big Dog. Όταν κινείται, αυτό το ρομπότ διατηρεί μια σταθερή απόκλιση της τρέχουσας θέσης του κέντρου μάζας από το σημείο στατικής σταθερότητας, γεγονός που συνεπάγεται την ανάγκη για μια περίεργη τοποθέτηση των ποδιών («γόνατα μέσα» ή «ώθηση») και επίσης δημιουργεί προβλήματα με το σταμάτημα του μηχανήματος σε ένα μέρος και την εξάσκηση των μεταβατικών τρόπων βάδισης. Ένας προσαρμοστικός αλγόριθμος για τη διατήρηση της σταθερότητας μπορεί επίσης να βασίζεται στη διατήρηση μιας σταθερής κατεύθυνσης του διανύσματος ταχύτητας του κέντρου μάζας του συστήματος, ωστόσο, τέτοιες τεχνικές είναι αποτελεσματικές μόνο σε αρκετά υψηλές ταχύτητες. Το μεγαλύτερο ενδιαφέρον για τη σύγχρονη ρομποτική είναι η ανάπτυξη συνδυασμένων μεθόδων για τη διατήρηση της σταθερότητας, που συνδυάζουν τον υπολογισμό των κινηματικών χαρακτηριστικών του συστήματος με εξαιρετικά αποτελεσματικές μεθόδους πιθανολογικής και ευρετικής ανάλυσης.

Άλλες μέθοδοι μετακίνησης

Συστήματα ελέγχου

Ανάλογα με τον τύπο ελέγχου, τα ρομποτικά συστήματα χωρίζονται σε:

Βιοτεχνικά:
- εντολή (κουμπί και έλεγχος μοχλού μεμονωμένων τμημάτων του ρομπότ).
- αντιγραφή (επανάληψη ανθρώπινης κίνησης, πιθανή εφαρμογή ανάδρασης που μεταδίδει την εφαρμοζόμενη δύναμη, εξωσκελετές).
- ημιαυτόματο (έλεγχος ενός στοιχείου εντολής, για παράδειγμα, μια λαβή, ολόκληρο το κινηματικό κύκλωμα του ρομπότ).
Αυτόματο:
- λογισμικό (λειτουργία σύμφωνα με ένα προκαθορισμένο πρόγραμμα, σχεδιασμένο κυρίως για την επίλυση μονότονων προβλημάτων σε σταθερές περιβαλλοντικές συνθήκες).
- προσαρμοστικό (επίλυση τυπικών προβλημάτων, αλλά προσαρμογή στις συνθήκες λειτουργίας).
- έξυπνο (τα πιο ανεπτυγμένα αυτόματα συστήματα).
Διαδραστικό:
- αυτοματοποιημένο (είναι δυνατή η εναλλαγή των αυτόματων και βιοτεχνικών τρόπων λειτουργίας).
- εποπτική (αυτόματα συστήματα στα οποία ένα άτομο εκτελεί μόνο λειτουργίες-στόχους)·
- διαδραστικό (το ρομπότ συμμετέχει σε διάλογο με ένα άτομο για την επιλογή μιας στρατηγικής συμπεριφοράς και, κατά κανόνα, το ρομπότ είναι εξοπλισμένο με ένα έμπειρο σύστημα που μπορεί να προβλέψει τα αποτελέσματα των χειρισμών και να δώσει συμβουλές για την επιλογή ενός στόχου).

Μεταξύ των βασικών εργασιών του ελέγχου ρομπότ είναι τα ακόλουθα:

προβλέψεις σχεδιασμού·
προγραμματισμός κίνησης?
Σχεδιασμός δυνάμεων και στιγμών.
Δυναμική ανάλυση ακρίβειας.
αναγνώριση κινηματικών και δυναμικών χαρακτηριστικών του ρομπότ.

Εκπαίδευση

Δημοφιλή ρομποτικά συστήματα για εκπαιδευτικά εργαστήρια:

Κιτ Ελέγχου Μηχατρονικής
Festo Didactic

Βιομηχανία

Υπάρχουν ήδη σχέδια για επιχειρήσεις στην αυτοκινητοβιομηχανία, όπου όλες οι διαδικασίες συναρμολόγησης αυτοκινήτων και μεταφοράς ημικατεργασμένων προϊόντων θα πραγματοποιούνται από ρομπότ και οι άνθρωποι θα τις ελέγχουν μόνο

Στην πυρηνική και χημική βιομηχανία, οι ρομποτικοί χειριστές χρησιμοποιούνται ευρέως όταν εργάζονται σε ραδιενεργά και χημικά επικίνδυνα περιβάλλοντα.

Γεωργία

Τα πρώτα ρομπότ που παρέχουν αυτοματοποιημένη φροντίδα για τις καλλιέργειες χρησιμοποιούνται στη γεωργία.

Φάρμακο

Στην ιατρική, η ρομποτική βρίσκει εφαρμογή με τη μορφή διαφόρων εξωσκελετών που βοηθούν άτομα με μυοσκελετικές διαταραχές.

Κοσμοναυτική

Οι ρομποτικοί χειριστές χρησιμοποιούνται σε διαστημόπλοια, σεληνιακά ρόβερ και ρόβερ για τη διεξαγωγή επιστημονικών πειραμάτων κ.λπ. υπό συνθήκες τηλεχειρισμού.

Αθλημα

Το πρώτο Παγκόσμιο Πρωτάθλημα Ποδοσφαίρου μεταξύ ανθρωπόμορφων ρομπότ πραγματοποιήθηκε στην Ιαπωνία το 2017.

Κοινωνικές συνέπειες της ρομποτοποίησης

δείτε επίσης

Τύποι ρομπότ:

Σημειώσεις

Επεξηγηματικό λεξικό ορολογίας Πολυτεχνείου / Σύνταξη: V. Butakov, I. Fagradyants. - Μ.: Πολύγλωσσο, 2014.
Παραδοσιακή μετάφραση στα ρωσικά στα έργα του A. Azimov.
, Με. 3.
, Με. 1.
, Με. 101.
, Με. έντεκα.
, Με. 26.
, Με. 6-7.
, Με. 9.
Air Muscles from Image Company
Air Muscles from Shadow Robot
T.O.B.B. (απροσδιόριστος) . Mtoussaint.de. Ανακτήθηκε στις 27 Νοεμβρίου 2010. Αρχειοθετήθηκε στις 24 Αυγούστου 2011.
nBot, a robot ζυγοστάθμισης δύο τροχών (απροσδιόριστος) . Geology.heroy.smu.edu. Ανακτήθηκε στις 27 Νοεμβρίου 2010. Αρχειοθετήθηκε στις 24 Αυγούστου 2011.
Αναφορά ROBONAUT Activity (απροσδιόριστος) . NASA (Φεβρουάριος 2004). Ανακτήθηκε στις 20 Οκτωβρίου 2007. Αρχειοθετήθηκε στις 20 Αυγούστου 2007.
IEEE Spectrum: A Robot That Balances on a Ball (απροσδιόριστος) . Spectrum.ieee.org. Ανακτήθηκε στις 27 Νοεμβρίου 2010. Αρχειοθετήθηκε στις 24 Αυγούστου 2011.
Rezero – Focus Project Ballbot (απροσδιόριστος) . ethz.χ. Ανακτήθηκε στις 11 Δεκεμβρίου 2011. Αρχειοθετήθηκε στις 4 Φεβρουαρίου 2012.
Carnegie Mellon (2006-08-09). Carnegie Mellon Researchers Develop New Type Mobile Robot That Isbalances and Mones-on-a-Baball-αντί-για-πόδια. Δελτίο τύπου . Ανακτήθηκε 2007-10-20.
Spherical Robot Can Climb Over Obstacles (απροσδιόριστος) Αρχειοθετήθηκε από το πρωτότυπο στις 24 Αυγούστου 2011.
Ροτόνδος (απροσδιόριστος) . Rotundus.se. Ανακτήθηκε στις 27 Νοεμβρίου 2010. Αρχειοθετήθηκε στις 24 Αυγούστου 2011.
OrbSwarm Gets A Brain (απροσδιόριστος) . BotJunkie (11 Ιουλίου 2007). Ανακτήθηκε στις 27 Νοεμβρίου 2010. Αρχειοθετήθηκε στις 24 Αυγούστου 2011.
Rolling Orbital Bluetooth Operated Thing (απροσδιόριστος) . BotJunkie. Ανακτήθηκε στις 27 Νοεμβρίου 2010. Αρχειοθετήθηκε στις 24 Αυγούστου 2011.
Σμήνος (απροσδιόριστος) . orbswarm.com. Ανακτήθηκε στις 27 Νοεμβρίου 2010. Αρχειοθετήθηκε στις 24 Αυγούστου 2011.
The Ball Bot: Johnnytronic@Sun (απροσδιόριστος) . blogs.sun.com. Ανακτήθηκε στις 27 Νοεμβρίου 2010. Αρχειοθετήθηκε στις 24 Αυγούστου 2011.
Senior Design Projects | Κολλέγιο Μηχανικών & Εφαρμοσμένων Επιστημών| University of Colorado at Boulder (απροσδιόριστος) . engineering.colorado.edu (30 Απριλίου 2008). Ανακτήθηκε στις 27 Νοεμβρίου 2010. Αρχειοθετήθηκε στις 24 Αυγούστου 2011.
JPL Robotics: System: Commercial Rovers
Πολύποδα ρομπότ εύκολα στην κατασκευή
Ρομπότ AMRU-5 hexapod
Επίτευξη Σταθερό Περπάτημα (απροσδιόριστος) . Honda παγκοσμίως. Ανακτήθηκε στις 22 Οκτωβρίου 2007. Αρχειοθετήθηκε στις 24 Αυγούστου 2011.
Αστείο Περπάτημα (απροσδιόριστος) . Pooter Geek (28 Δεκεμβρίου 2004). Ανακτήθηκε στις 22 Οκτωβρίου 2007. Αρχειοθετήθηκε στις 24 Αυγούστου 2011.
ASIMO's Pimp Shuffle (απροσδιόριστος) . Popular Science (9 Ιανουαρίου 2007). Ανακτήθηκε στις 22 Οκτωβρίου 2007. Αρχειοθετήθηκε στις 24 Αυγούστου 2011.
Vtec Forum: A Drunk ρομπότ; Νήμα
3D One-Leg Hopper (1983–1984) (απροσδιόριστος) . MIT Leg Laboratory. Ανακτήθηκε στις 22 Οκτωβρίου 2007. Αρχειοθετήθηκε στις 24 Αυγούστου 2011.
3D Δίποδα (1989–1995) (απροσδιόριστος) . MIT Leg Laboratory. Αρχειοθετήθηκε από το πρωτότυπο στις 24 Αυγούστου 2011.
Τετράποδο (1984–1987) (απροσδιόριστος) . MIT Leg Laboratory. Αρχειοθετήθηκε από το πρωτότυπο στις 24 Αυγούστου 2011.
Δοκιμή των ορίων (απροσδιόριστος) . Boeing. Ανακτήθηκε στις 9 Απριλίου 2008. Αρχειοθετήθηκε στις 24 Αυγούστου 2011.
Air Penguin - ρομποτικοί πιγκουίνοι σε έκθεση στο Ανόβερο
Πληροφορίες για τον Air Penguin στην ιστοσελίδα Festo
Air-Ray Ballonet
Περιγραφή του AirJelly στον ιστότοπο Festo, Αγγλικά.
Ma, Kevin Y.; Chirarattananon, Pakpong; Fuller, Sawyer B.; Wood, Robert J. (Μάιος 2013). «Ελεγχόμενη Flight of a Biologically-Inspired, Insect-Scale Robot” . Επιστήμη. 340 (6132): 603–607. DOI:10.1126/science.1231806. Χρησιμοποιεί καταργημένη παράμετρο |month= (βοήθεια)