В виде робота. Почти как люди. Обзор современных роботов
WheeMe — первый в мире робот-массажёр, разработанный израильской компанией DreamBots. Он весит лишь 240 грамм, размером не превышает ладонь, и может спокойно перемещаться по телу человека, не падая — за это отвечает сложная система сенсоров.
«Кьюриосити» — робот размером со средний автомобиль, запущенный NASA на Марс 26 ноября 2011 года и приземлившийся 6 августа 2012. Марсоход представляет из себя автономную химическую лабораторию, созданную специально для исследования кратера Гейла. Это один из самых долгоиграющих и дорогостоящих проектов NASA, на разработку которого ушло 10 лет и 2.5 млрд. долларов.
Pleo — игрушечный динозавр от Калеба Чанга, способный оценивать обстановку, обучаться и выражать эмоции. Благодаря мощным сенсорам, Pleo может различать цвета и их оттенки, реагировать на звуки и даже чувствовать еду или лекарства. Также он изображает процесс еды и сна.
PackBot — серия военных роботов от американской компании iROBOT, запущенная в 2001 году. Использовались в Афганистане и Ираке для сбора информации, поиска мин и доставки оборудования. PackBot перемещается со скоростью до 14 км/ч и либо управляется на расстоянии, либо действует самостоятельно, полагаясь на продвинутую систему GPS.
BigDog — разработка Boston Dynamics, лучший робот в мире для передвижения по пересечённой местности. Он предназначен для военных целей, весит 110 кг при размере метр в длину и 80 см в высоту. BigDog преодолевает любую местность со скоростью 6.5 км/ч, перенося при этом 150 кг груза и находит дорогу с помощью оптической системы LIDAR и стереозрения.
I-Sobot — один из самых небольших человекоподобных роботов в мире, высотой в 16 см и весом 340 граммов. Получил награду «Лучший робот 2008 года» от Министерства экономики, торговли и промышленности Японии. I-Sobot ходит, играет на «воздушной гитаре» и способен изображать 200 различных движений. Управляется с помощью пульта или голосовыми командами.
Stanley — беспилотный автомобиль, созданный Стэнфордским университетом совместно с Volkswagen. Считается одной из лучших беспилотных машин в мире, взяв награду в 2 млн. долларов на состязании DAPRA в 2005 году. Stanley преодолел испытательную трассу в 212 км за 7 часов со средней скоростью 30 км/ч, используя систему распознавания ландшафта Sick AG LIDAR и GPS-навигатор.
KeepOn — крохотная танцующая игрушка, разработанная Хидеки Кодзимой в 2007 году. Этот робот предназначен для помощи детям с глубоким аутизмом, помогая им развить социальные навыки и координацию движений.
Shaft — робот от Google, представленный на состязании DAPRA в 2013 году. Он создан для спасательных работ и может поднимать тяжести, использовать дрели, поворачивать вентили и дверные ручки — что другим роботам обычно не удаётся. Благодаря новейшим разработкам, Schaft движется и выполняет задачи невероятно быстро и плавно.
Titan — сильнейший робот планеты, попавший в Книгу рекордов Гиннеса, детище немецкой фирмы KUKA Robotics. Titan может оперировать грузами до 1 тонны на расстоянии 6.5 метров, перемещая тяжёлые двигатели, стальные перекладины, части кораблей и самолётов и даже совмещать некоторые детали.
Эти десять роботов были разработаны либо с экспериментальными целями, либо с очевидной задачей принести пользу людям. Вполне возможно, что именно они, или вдохновлённые ими машины, окажут значительное влияние на наше будущее.
Робототехника - прикладная наука, занимающаяся разработкой автоматизированных технических систем.
Слово «робототехника» (в его английском варианте «robotics») было впервые использовано в печати Айзеком Азимовым в научно-фантастическом рассказе «Лжец», опубликованном в 1941 году.
Робот (чеш. robot, от robota - подневольный труд или rob - раб) - автоматическое устройство, созданное по принципу живого организма.
Действуя по заранее заложенной программе и получая информацию о внешнем мире от датчиков (аналогов органов чувств живых организмов), робот самостоятельно осуществляет производственные и иные операции, обычно выполняемые человеком (либо животными). При этом робот может как и иметь связь с оператором (получать от него команды), так и действовать автономно.
“Современные роботы, созданные на базе самых последних достижений науки и техники, применяются во всех сферах человеческой деятельности. Люди получили верного помощника, способного не только выполнять опасные для жизни человека работы, но и освободить человечество от однообразных рутинных операций.” И. М. Макаров, Ю. И. Топчеев. “Робототехника: История и перспективы”
Внешний вид и конструкция современных роботов могут быть весьма разнообразными. В настоящее время впромышленном производстве широко применяются различные роботы, внешний вид которых (по причинам технического и экономического характера) далёк от «человеческого».
История
Сведения о первом практическом применении прообразов современных роботов - механических людей с автоматическим управлением - относятся к эллинистической эпохе.
Тогда на маяке, сооружённом на острове Фарос, установили четыре позолоченные женские фигуры. Днём они горели в лучах солнца, а ночью ярко освещались, так что всегда были хорошо видны издалека. Эти статуи через определённые промежутки времени, поворачиваясь, отбивали склянки; в ночное же время они издавали трубные звуки, предупреждая мореплавателей о близости берега.
Прообразами роботов были также механические фигуры, созданные арабским учёным и изобретателем Аль-Джазари (1136-1206). Так, он создал лодку с четырьмя механическими музыкантами, которые играли на бубнах, арфе и флейте.
Чертежи Леонардо да Винчи
Чертёж человекоподобного робота был сделан Леонардо да Винчи около 1495 года. Записи Леонардо, найденные в 1950-х, содержали детальные чертежи механического рыцаря, способного сидеть, раздвигать руки, двигать головой и открывать забрало. Дизайн, скорее всего, основан на анатомических исследованиях, записанных в Витрувианском человеке. Неизвестно, пытался ли Леонардо построить робота.
С начала XVIII века в прессе начали появляться сообщения о машинах с «признаками разума», однако в большинстве случаев выяснялось, что это мошенничество. Внутри механизмов прятались живые люди или дрессированные животные.
Французский механик и изобретатель Жак де Вокансон создал в 1738 году первое работающее человекоподобное устройство (андроид), которое играло на флейте. Он также изготовил механических уток, которые, как говорили, умели клевать корм и «испражняться».
Виды роботов
Промышленные роботы
Появление станков с числовым программным управлением привело к созданию программируемых манипуляторов для разнообразных операций по загрузке и разгрузке станков.
Появление в 70-х гг. микропроцессорных систем управления и замена специализированных устройств управления на программируемые контроллеры позволили снизить стоимость роботов в три раза, сделав рентабельным их массовое внедрение в промышленности. Этому способствовали объективные предпосылки развития промышленного производства.
Несмотря на их высокую стоимость, численность промышленных роботов в странах с развитым производством быстро растёт. Основная причина массовой роботизации такова:
«Роботы выполняют сложные производственные операции по 24 ч в сутки. Выпускаемая продукция при этом имеет высокое качество. Они… не болеют, не нуждаются в обеденном перерыве и отдыхе, не бастуют, не требуют повышения заработной платы и пенсии. Роботы не подвержены влиянию температуры окружающей среды либо воздействию газов или выбросов агрессивных веществ, опасных для жизни человека».
Медицинские роботы
В последние годы роботы получают всё большее применение в медицине; в частности, разрабатываются различные модели хирургических роботов.
Ещё в 1985 году робот Unimation Puma 200 был использован для позиционирования хирургической иглы при выполнении биопсии головного мозга, проводившейся под управлением компьютера.
В 1992 году разработанный в Имперском колледже Лондона робот ProBot впервые осуществил операцию на предстательной железе, положив начало практической роботизированной хирургии.
Робот Da Vinci
С 2000 года компания Intuitive Surgical серийно выпускает робот Da Vinci, предназначенный для лапароскопических операций и установленный в нескольких сотнях клиник по всему миру.
Бытовые роботы
Одним из первых примеров удачной массовой промышленной реализации бытовых роботов стала механическая собачка AIBO корпорации Sony.
Робот-пылесос iRobot
В сентябре 2005 в свободную продажу впервые поступили первые человекообразные роботы «Вакамару» производства фирмы Mitsubishi. Робот стоимостью $15 тыс. способен узнавать лица, понимать некоторые фразы, давать справки, выполнять некоторые секретарские функции, следить за помещением.
Всё большую популярность набирают роботы-уборщики (по своей сути - автоматические пылесосы), способные самостоятельно прибраться в квартире и вернуться на место для подзарядки без участия человека.
Боевые роботы
Боевым роботом называют автоматическое устройство, заменяющее человека в боевых ситуациях или при работе в условиях, несовместимых с возможностями человека, в военных целях: разведка, боевые действия, разминирование и т. п.
Беспилотник
Боевыми роботами являются не только автоматические устройства с антропоморфным действием, которые частично или полностью заменяют человека, но и действующие в воздушной и водной среде, не являющейся средой обитания человека (авиационные беспилотные с дистанционным управлением, подводные аппараты и надводные корабли).
В настоящее время большинство боевых роботов являются устройствами телеприсутствия, и лишь очень немногие модели имеют возможность выполнять некоторые задачи автономно, без вмешательства оператора.
В Технологическом институте Джорджии под руководством профессора Хенрика Кристенсена разработаны напоминающие муравьёв инсектоморфные роботы, способные обследовать здание на предмет наличия там врагов и мин-ловушек (доставляются к зданию «главным роботом» - мобильным роботом на гусеничном ходу).
Получили распространение в войсках и летающие роботы. На начало 2012 года военными во всём мире использовались около 10 тысяч наземных и 5 тысяч летающих роботов; 45 стран мира разрабатывало или закупало военных роботов.
Роботы-учёные
Первые роботы-учёные Адам и Ева были созданы в рамках проекта Robot Scientist университета Аберистуита и в 2009 году одним из них было совершено первое научное открыти.
К роботам-учёным безусловно можно отнести роботов, с помощью которых исследовались вентиляционные шахты Большой Пирамиды Хеопса. С их помощью были открыты т. н. «дверки Гантенбринка» и т. н. «ниши Хеопса». Исследования продолжаются.
Система передвижения
Для передвижения по открытой местности чаще всего используют колёсный или гусеничный движитель (примерами подобных роботов могут служить Warrior и PackBot).
Реже используются шагающие системы (примерами подобных роботов могут служить BigDog и Asimo).
Роботы BigDog
Для неровных поверхностей создаются гибридные конструкции, сочетающие колёсный или гусеничный ход со сложной кинематикой движения колёс. Такая конструкция была применена в луноходе.
Внутри помещений, на промышленных объектах роботы передвигаются вдоль монорельсов, по напольной колее и т. д. Для перемещения по наклонным или вертикальным плоскостям, по трубам используются системы, аналогичные «шагающим» конструкциям, но с вакуумными присосками.
Также известны роботы, использующие принципы движения живых организмов - змей, червей, рыб, птиц, насекомых и других типах роботов бионического происхождения.
Робот Tuna
Система распознавания образов
Системы распознавания уже способны определять простые трехмерные предметы, их ориентацию и композицию в пространстве, а также могут достраивать недостающие части, пользуясь информацией из своей базы данных (например, собирать конструктор Lego).
Двигатели
В настоящее время в качестве приводов обычно используются двигатели постоянного тока, шаговые электродвигатели и сервоприводы.
Существуют разработки двигателей, не использующих в своей конструкции моторов: например, технология сокращения материала под действием электрического тока (или поля), которая позволяет добиться более точного соответствия движения робота натуральным плавным движениям живых существ.
Математическая база
Робот Aibo
Помимо уже широко применяющихся нейросетевых технологий, существуют алгоритмы самообучения взаимодействию робота с окружающими предметами в реальном трёхмерном мире: робот-собака Aibo под управлением таких алгоритмов прошел те же стадии обучения, что и новорожденный младенец, самостоятельно научившись координировать движения своих конечностей и взаимодействовать с окружающими предметами (погремушками в детском манеже). Это дает ещё один пример математического понимания алгоритмов работы высшей нервной деятельности человека.
Навигация
Системы построения модели окружающего пространства по ультразвуку или сканированием лазерным лучом широко используются в гонках роботизированных автомобилей (которые уже успешно и самостоятельно проходят реальные городские трассы и дороги на пересечённой местности с учётом неожиданно возникающих препятствий).
Внешний вид
В Японии не прекращаются разработки роботов, имеющих внешний вид, на первый взгляд неотличимый от человеческого. Развивается техника имитации эмоций и мимики «лица» роботов.
В июне 2009 года ученые Токийского университета представили человекоподобного робота «KOBIAN», способного выражать свои эмоции - счастье, страх, удивление, грусть, гнев, отвращение - с помощью жестов и мимики.
Робот KOBIAN
Робот способен открывать и закрывать глаза, двигать губами и бровями, использовать руки и ноги.
Производители роботов
Существуют компании, специализирующиеся на производстве роботов (среди крупнейших - iRobot Corporation). Роботов также выпускают некоторые компании, работающие в сфере высоких технологий: ABB, Honda, Mitsubishi, Sony, World Demanded Electronic, Gostai, KUKA.
Проводятся выставки роботов, напр. самая крупная в мире International robot exhibition (iRex) (проводится в начале ноября раз в два года в Токио, Япония).
Рич Уокер демонстрирует роботизированную руку, созданную, чтобы помогать военным, в центре оборонного предприятия в Оксфорде 11 февраля.
Стоматолог демонстрирует использование нового гуманоида по имени Ханако, разработанного инженерами местных университетов Токио. Робот поможет будущим стоматологам на практике. У Ханако есть зубы из твердого пластика, а также реалистичная полость рта, которая может кровоточить и имеет слюноотделение, как у обычного человека. Робот также распознает голоса и речь, так что студенты смогут не только улучшить свои профессиональные способности, но и научиться общаться с пациентами.
Андроид из Южной Кореи по имени “EveR-3″ в традиционном костюме во время выступления в мюзикле в Сеуле 18 февраля. Разработанный в Южной Корее робот, заявленный в пьесе «Принцесса-робот и семь гномов», уже назначен на другие роли в этом году.
Подозреваемый Уоррен Тэйлор лежит на земле, сдавшись роботу у почтового отделения в Витевилле 23 декабря 2009 года. Тэйлор обвиняется в захвате заложников.
Робот-гуманоид без «лица» представлен на крупнейшей выставке роботов в Токио 28 ноября 2009 года. Этот робот в натуральную величину призван помочь студентам-стоматологам. Зовут его «Симроид» (сокращенно от «симулятор» и «гуманоид»). Робот имеет реалистичную кожу, глаза и рот, в который можно поместить копии настоящих зубов, чтобы студенты могли их сверлить. Робот, кстати, умеет плакать, если вдруг лечение пошло не так.
Четвероногий робот по имени БигДог создан, чтобы помогать солдатам носить тяжелое снаряжение в поле.
Робот по имени Робови- II, разработанный японским институтом исследования роботов «ATR», ездит в супермаркете во время «шопингового» эксперимента в Киото 6 января. Робот приветствует покупателя у входа в магазин, а затем следует за ним с корзиной, напоминая о продуктах, которые нужно купить. Эти продукты покупатель заблаговременно вносит списком в специальное устройство в роботе.
Выпускник Массачусетского института технологий Кентон Уильямс проверяет лицо робота по имени Некси 5 марта.
Робот компании «The Shadow Robot» с захватным устройством в руке выполняет задание на мероприятии «Streetwise Robots» в музее науки 6 мая 2008 года в Лондоне. У этого робота есть 40 мышц, которые позволяют ему делать до 24 движений.
На этих фотографиях можно увидеть «кибернетического человека» HRP-4C, который выглядит как обычная японская девушка. Робот выражает различные эмоции: гнев (слева) и удивление (справа).
Капитан Джудит Галлахер из подразделения снайперов демонстрирует противовзрывного робота, известного как ‘Dragon Runner’ во время фотосессии, посвященной военным технологиям, в Лондоне 17 марта. Робот весит 10-20 кг и легко умещается в рюкзаке солдата, к тому же, он может работать на грубых поверхностях.
Робот-учитель английского языка стоит перед детьми в начальной школе Тэджона, в 140 км о тСеула, 11 декабря 2009 года. Роботы-учителя, которые никогда не сердятся и не делают саркастичных замечаний, произвели в некоторых школах Южной Кореи настоящий фурор.
Роботы собирают автомобили «Nissan Patrol» на заводе компании «Nissan Shatai Kyushu Co.» в Канда Тауне, префектура Фукуока, Япония, 24 февраля.
Новый робот японской компании «Kawada Industries» по имени Некстейдж перерезает ленточку вместе с другими официальными лицами на церемонии открытия Международной выставки роботов в Токио 25 ноября 2009 года.
Играющие в футбол роботы на крупнейшей ярмарке технических новинок «CeBIT» 2 марта 2010 года в Ганновере. На ярмарке, проходившей с 2 по 6 марта, свои продукты представляли 4157 компаний из 68 стран.
Американский солдат проходит мимо робота, предназначенного для разминирования объектов, которого назвали в честь мультяшного робота Валли, в лагере Лезернек в провинции Гильменд 10 марта.
Студент инженерного факультета успокаивает ребенка-робота во время презентации в лаборатории университета Цукубы 12 февраля. Робот Ётаро смеется и размахивает ножками, если помахать перед ним погремушкой, но может заплакать и закапризничать, если щекотать его слишком часто.
Работник инженерной компании «Festo» дает гантелю роботу 15 апреля 2007 года в Ганновере накануне технологической ярмарки.
«Луноход-2» (яркая точка наверху слева) и осталенные им следы (слабые, в центре) на поверхности Луны 12 марта 2010 года. Снимок сделан с Лунного орбитального зонда. «Луноход-2» высадился на Луну 15 января 1973 года и проработал почти четыре месяца, преодолев расстояние в 37 км.
Рабочий проходит мимо двурукого робота по имени «Мотоман» японской компании «Yaskawa Electric» во время последних приготовлений к промышленной ярмарке в Ганновере 18 апреля 2008 года.
Солдат наблюдает за роботом-сапером в административном здании в провинции Яла, примерно в 1084 км к югу от Бангкока 18 февраля. Житель местного поселка сообщил полиции о подозрительном коробке на улице. В коробке ничего не оказалось.
Актер Бранч Уоршэм танцует с роботом на генеральной репетиции мюзикла «Роботы» в театре «Барнабе» в Сервионе, недалеко от Лозанны, 22 апреля 2009 года. В мюзикле рассказывается история о человеке, ушедшем в добровольное изгнание с тремя роботами (дворецким, домашним питомцем и танцовщицей), к которому приходит женщина, представляющая собой последнюю связь с человеческим миром.
На этом фото, опубликованным 16 февраля израильской компанией, вы видите средневысотный беспилотный летательный аппарат с большой продолжительностью полета «Heron» для стратегических и тактических миссий. С размахом крыльев до 16,6 метров и стартовым весом в 1250 кг этот самолет может набирать высоту до 9144 метров и может летать до 50 часов без остановки. В данный момент ими пользуются силы коалиции в Афганистане, полагаясь на их способности к разведке и добыче информации в реальном времени, которую они могут доставить прямо командирам и солдатам на передовой линии.
Робот-гуманоид, разработанный специально для того, чтобы привлечь интерес студентов к роботам, представлен на всеобщее рассмотрение профессором института технологии Ниппон Юичи Наказато (вверху справа) в Мияширо 19 декабря 2009 года.
Израильский эксперт по взрывчатым веществам управляет роботом после запланированной детонации взрывчатки на пляже Палмачим к югу от Телль-Авива 3 февраля.
Робот Махру-Зед (справа), разработанный корейским институтом науки и технологии, берет тосты в Сеуле 15 января. Южнокорейские ученые разработали ходячего робота, который может убирать дом, бросать вещи в стиральную машину и даже разогревать еду в микроволновке. На разработку этого робота у института ушло два года. Робот 1,3 метра в высоту и весит 55 кг.
Вид кратера Консепсьон, сделанный с марсохода НАСА «Opportunity» в феврале 2010 года. Консепсьон - молодой кратер, являющийся целью автономного исследования марсоходом «Opportunity». Используя систему автономного исследования, ровер проанализировал снимки на предмет обнаружения черт, больше всего подходящих критериям цели - в данном случае, камни, которые были крупнее и темнее. Затем ровер использовал программу для боле детального обследования предмета с помощью панорамной камеры.
«Ребенок-робот с биомиметрическим телом», или (сокращенно) “CB2″ осматривается в лаборатории в Осаке 30 августа 2007 года. Робот сделан «в образе» настоящего ребенка в возрасте от одного до трех лет, чтобы помочь в изучении вопросов, связанных с развитием детей.
Студент отделения «Imformatics PHD» Себастьян Битцер отжимается рядом с запрограммированным гуманоидом Кондо в здании форума «Imformatics» в университете Эдинбурга 3 сентября 2008 года.
Робот Топио играет в пинг-понг на Междуанродной выставке роботов в Токио 25 ноября 2009 года. Этот двухпедальный робот-гуманоид создан для игры в настольный теннис против людей.
Военный самоходный робот «Крашер» едет по пустыне в Нью-Мехико 19 февраля 2008 года. Этот шестиколесный грузовик весом в 6,5 тонн и пулеметом 50-го калибра на крыше не имеет ни водителя, ни мест для солдат. «Крашер» - это управляемый автоматически автомобиль, который никогда не увидит настоящее битвы.
Ампутированная рука Пьерпаоло Петруцциелло соединена электродами с роботизированной рукой во время эксперимента под названием «Рука жизни» в био-медицинском кампусе университета Рима. Эксперимент проводился, чтобы позволить человеку управлять своими протезами мысленно. В декабре 2009 года группа европейских ученых объявила, что они успешно соединили роботизированную руку с рукой человека - Петруцциелло, который потерял руку в автомобильной аварии. Это позволило ему управлять протезом силой мысли и чувствовать различные импульсы в искусственной руке. Эксперимент длился месяц. Ученые говорят, что это был первый раз, когда человек с ампутированной конечностью мог делать сложные движения, используя мысли для управления биомеханической рукой, присоединенной к его нервной системе.
Рука робота для нового марсохода НАСА согнута почти на 90 градусов. Роботизированная рука проходит испытание в лаборатории по разработке реактивного двигателя в Пасадене, Калифорния. Марсоход получил название «Curiosity» (с англ. «любознательность») и должен быть запущен в октябре 2011 года. Рука со специальными инструментами будет двигаться, чтобы собрать образцы марсианских камней и почвы. Эта рука идентична той, что будет установлена на марсоход «Curiosity».
Использование роботизированной техники и роботов сейчас является жизненной необходимостью, а не только показателем прогресса или наступления напророченного фантастами будущего. Увеличение объемов производства, усложнение процессов, необходимость в автоматизации – это лишь поверхностные причины, по которым роботы смогут занять значимое место в жизни человека. Кроме того, есть также необходимость исключения человеческого фактора (например, при произведении сложных вычислений или опасных манипуляций), защита человеческих жизней.
Впрочем, можно не только для помощи, но и ради развлечения и получения прибыли.
Основные тенденции развития робототехники
Основные направления развития сегодня – полная автоматизация и интеллектуальный алгоритм работы. От самоочищающихся туалетов для домашних животных и роботов-пылесосов до 3D печатных роботов, которые способны самостоятельно собирать себя, когда его детали нагреты до определенных температур.
Внедрение искусственного интеллекта позволило добиться разработки машинного зрения, автоматизированной работы, алгоритма самообучения и усложнения функций. Даже простой современный робот-пылесос уже способен произвести сильное впечатление способностью ориентироваться в пространстве, применением алгоритма решений для каждой отдельной задачи.
Одно только машинное зрение позволило развить новое поколение роботов-манипуляторов, способных обнаружить и распознать объект, подобрать соответствующий ему механизм взаимодействия. Развитие рынка робототехники в мире позволит сократить расходы на конвейеры и процессы перемещений, совершенствуя рабочий процесс производителей, операторов складов.
В данном контексте стоит упомянуть и стартапы вроде Fetch Robotics , Clearpath Robotics , и зрелые проекты Kuka/Swisslog , Adept Technologies .
Применение роботов в современном мире
Достаточно сложно ответить на вопрос - для чего нужны роботы в современном мире. Учитывая приоритетные направления развития , нельзя не упомянуть об уже сложившейся в мире ситуации: кроме вышеописанного концерна БМВ существует огромное количество фирм и компаний, где количество механических сотрудников примерно равно или даже превышает число живых рабочих.
Так, например, в японской автомобильной индустрии используют рекордное количество промышленных роботов – на каждый десяток тысяч работников приходится более полутора тысяч машин.
Современные военные роботы выпускаются в почти массовых масштабах – только в 2016 году на вооружение американской армии поступило более 5 тысяч роботов-грузчиков и манипуляторов, 25 тысяч дронов и разведывательных аппаратов. Если говорить языком денег, то развитие роботизированных военных систем в США в 2014-2018 годах уже потребовало 23,8 миллиардов долларов, из которых 21 миллиард ушел на БПЛА.
Внедряется современная робототехника в таких известных компаниях, как Адидас (перенос производства в Германию в 2017 году планируется сопроводить массовым внедрением роботов), вышеупомянутые BMW, Shenzhen Evenwin Precision Technology Co. Китайские и вовсе выстроили завод, рассчитанный исключительно на роботов, оставив людей лишь в управленческом аппарате.
В целом стоит выделить несколько основных направлений прогресса, интереса и востребованности подобных технологий:
Робототехника в быту (сервисные роботы).
Няньки, уборщики, обслуживающий персонал, грузчики, сиделки, газонокосильщики, учителя – спрос на таких роботов будет огромен, а их потенциал практически не ограничен.
Особенно интересны роботы-уборщики . Вернее, трио однотипных механизмов – уборщика, охранника и сиделки, созданных по схожему принципу и стоящих сейчас около 10 тысяч долларов. Их планируют совместить в единый многофункциональный технический организм. Ожидается, что к 2025 объем производства такой техники будет превышать 50 миллиардов долларов.
Домашние животные – достаточно старая категория роботов, которая раньше воспринималась лишь как дорогая игрушка. Сейчас функционал таких механизмов значительно расширился – от помощи детям с проблемами с координацией до банальной защиты дома и охоты за грызунами.
Мойщик окон – учитывая, что мойщики окон чаще всего требуются на многоэтажные небоскребы, профессия эта опасна для человека, а вот для механизма – самое оно. Сегодня рынок предлагает два вида таких роботов: двумодульные (навигация и чистка) и одномодульные. В России они доступны под именем Hobot 168.
Промышленные роботы.
Промышленные роботы в современном производстве составляют сегодня наибольший процент среди всех видов роботов. В качестве примера можно привести компанию BMW, которая использует более 8 тысяч роботов только в процессе создания и сборки машин и мотоциклов. Кроме того, концерт также выпускает роботизированные автомобили, способные самостоятельно ориентироваться в окружающей обстановке (еще один пример – гуглмобиль), применяет в краш-тестах сложных сенсорных роботов. Но лидером на данный момент, пожалуй, пока еще является Китай.
Кроме сборщиков, широко используются такие виды современных роботов, как роботы-разнорабочие , сварщики , укладчики , совместные роботы.
Робот разнорабочий выполняет типовые операции вроде сортировки, разгрузки, упаковывания, шлифования и так далее. Последние модели самообучающиеся и могут быть настроены под нужную модель поведения. Всего предлагается две версии – непосредственно для производства и для обучения, исследований.
Робот сварщик . В сварке задействовано почти 20% всех промышленных роботов. Позволяют быстро и качественно осуществлять электродуговую, точечную, аргонно-дуговую сварку. Кроме того, они многофункциональны и могут менять режимы сварки только за счет замены горелки.
Робот-укладчик . Такие компании как Möllers North America, KUKA, Frain Industries и многие другие используют роботизированных укладчиков. Они просты в своей кинематике, способны ориентировать грузы в 4 горизонтальных плоскостях, более мобильны и удобны, чем простые погрузчики.
К моменту начала 2017 года доля «коллективных» роботов составляет 6% общего роботорынка, но этот процент неуклонно растет. Вероятно, в числе лидеров по их производству может оказаться компания ABB (после того, как она приобрела gomTec с их роботом Робертой). Специалисты прогнозируют падение стоимости таких изделий до 10 тысяч долларов и, как следствие, резкое увеличение их использования в различных отраслях.
Медицинские роботы.
Киберпротезы и нанотехнологии, роботизированные интегрированные элементы, 3D-биопринтеры для воссоздания жизнеспособных внутренних органов используются уже сейчас.
Робот-экзоскелет . Как и протезы, очень востребованы роботизированные медицинские экзоскелеты. В качестве примера можно привести Hybrid Assistive Limb, благодаря которому прикованный к инвалидному креслу пациент сможет научиться подниматься по лестнице. Или NEUWalk, стимулирующий током поврежденный спинной мозг, позволяющий почти парализованным людям ходить. Роль роботов в медицинской сфере практически невозможно переоценить. Нанороботы. Так, например, ученые из Германии в данный момент создают нанороботов для перемещения глазной либо кровяной жидкостей, восстановления поврежденных клеток, адресной доставки лекарств.
Большие надежды на использование роботов в современном мире возлагаются на роботов-хирургов, медсестер, симуляторов пациентов.
Робот-медсестра . Не совсем пока полноценная медицинская сестра, Hospi берет на себя роль идеального помощника. Она переносит и доставляет медицинскую технику, образцы анализов (с защитой доступа), загружает карты больничных зданий и помещений. Робот полностью автономен и умеет использовать лифты.
Робот-хирург . Вряд ли человек будет способен часами сохранять такую нереальную точность проведения операций, как робот Да Винчи. В США одних только операций простатэктомии он выполняет более 80% - более 73 тысяч процедур в год. Существуют и менее популярные (пока) аналоги для точных процедур, лазерных вмешательств, коррекции зрения, мозга, клеток, извлечения костного мозга и так далее.
Врач на расстоянии . Особенно хорошо удается роботам работа терапевта. Они анализируют все данные о болезни и особенностях организма пациента и подбирают оптимальные способы лечения. В США в некоторых больницах (в том числе и дистанционно) работают такие суперкомпьютеры, как, например, Watson, ориентированный на борьбу с раком.
Симулятор пациента . Учиться на полностью реалистичном роботе пациенте куда безопаснее и, вместе с тем, куда ближе к реальности, чем использовать для этих целей труп. Популярный сегодня симулятор HPS проявляет все реакции больного – сужение зрачков на свет, имеет сложную дыхательную систему, анализатор введенного лекарства и его дозировки.
Человекоподобные роботы.
Еще их принято называть андроидами. Нынче робототехника практически не имеет ограничений по применению. Кроме чисто практических задач, она способна реализовывать и эстетические цели, развлекать и привлекать внимание. Так, например, можно упомянуть такие современные роботы-андроиды, как Альберт Эйнштейн , Geminoid F , Робот-модель , Робот-телеведущая, BINA48 . Существует целый сегмент роботов актеров театра, музыкантов, художников, моделей, игроков в шахматы или прочие игры.
Развлечение и творчество.
Актеры театра . Театр Варшавского центра науки «Коперник» прославился тем, что стал использовать специальных коммуникационных роботов Robothespians в качестве постоянных актеров. И хотя роботы пока мало двигаются, они отменно жестикулируют, пользуются мимикой и голосом. Ожидается, что в дальнейшем постановки станут сложнее и зрелищнее.
Музыканты . Роботы-музыканты с искусственным интеллектом способны не только играть разученные композиции, но и импровизировать, подстраиваться под других исполнителей. Некоторые из них обладают композиторскими навыками и способны создавать впечатляющие мелодии.
Роботы-художники . Коллекция этих ребят пополняется практически ежегодно. Портретист Paul выполняет шикарные портреты людей с помощью шариковой ручки, робот Бенджамина Гроссера реагирует на звуки и рисует свою на них реакцию, Robo-Rainbow специализируется на воссоздании радуги, Senseless создает абстрактные граффити. Есть даже роботы, профессионально раскрашивающие яйца.
Боевые роботы.
Крайне перспективным направлением последний десяток лет является роботизация армии. Ассортимент таких механизмов чрезвычайно широк – от автономных миниатюрных разведывательных дронов и шпионов до экзоскелетов. Разрабатываются и современные боевые роботы, способные полностью заменить солдат на поле боя.
Особенно эффектным из последних новинок выглядит бронированный экзоскелет TALOS , создающий защиту для солдат от пуль и осколков, увеличивающий их грузоподъемность почти на 50 килограмм, заботящийся о здоровье бойцов – он способен остановить кровь при ранении (его обещают предоставить американской армии к 2018 году).
Самые современные роботы с максимально высоким КПД конструируются именно для этой сферы человеческой жизни.
Повсеместное использование в коммерческих целях
Огромные перспективы развития робототехники наблюдаются также в сфере развлечений. Используя прогрессивные впечатляющие , производители и владельцы роботов могут комбинировать развлекательный и коммерческий элементы одновременно.
Широко используются такие достижения современной робототехники, как квадрокоптеры, обслуживающие роботы, промоутеры.
Как и экзоскелеты, квадракотеры – это роботы, которые наглядно демонстрируют, насколько могут быть универсальными современные разработки и достижения. Рекламная, коммерческая, военная, медицинская, геолокационная, разведывательная, спасательная, журналистская – всего лишь часть областей, в которых может быть использована подобная механика. Квадракоптеры стоят от 50 долларов и способны осматривать территорию, делать видео и фотосъемку, раздавать интернет, осуществлять видеотрансляции, доставлять грузы. «Белгазпромбанк», к примеру, использует их даже для того, чтобы проводить инкассацию денег.
Промоутеры . Продающая робототехника в современном мире – уже не редкость. Через интернет можно арендовать R-bot, KIKI (производства Россия) или другие модели, способные распространять флаеры, общаться с прохожими, вести видеосъемку, демонстрировать рекламную информацию на встроенных экранах, давать консультации, вести экскурсии или концерты.
Роботы в обслуживании . Самый известный пример использования роботов в сфере В2С - роботы-официанты, изготовливаемые как США, так и на китайском и российском рынке (стоимость от 4,5 до 12 тысяч долларов). Такой агрегат способен встречать клиентов, фиксировать их уход, подавать меню и принимать заказы, убирать стол, запоминать лица, общаться в голосовом режиме. Кроме чисто практического удобства и экономии на зарплате живых сотрудников, такой робот привлекает дополнительный приток посетителей одним фактом своего существования. Одни из самых дешевых роботов на сегодня – рикши. Они доступны в среднем за тысячу долларов. Могут быть использованы по прямому назначению или дополнены функциями гида, консультанта.
Еще из блога:
Расскажите о нас вашим друзьям в социальных сетях:
В современном мире нас всюду окружают машины и механизмы различных типов, однако роботы среди них пока еще довольно редкие гости. И это неудивительно, ведь главное отличие этих агрегатов от других - интеллект, который до сих пор в полной мере не познан самими создателями. И пусть современным роботам пока еще далеко до искусственных гуманоидов из фантастических романов и фильмов, но с каждым годом они становятся все более и более совершенными.
Рутинная работа, которая не требует творческого подхода, - это идеальное место для интеллектуальных машин.
Борьба с рутиной, безусловно, актуальное направление развития, но куда более важными являются сферы деятельности, сопряженные с непосредственной опасностью для жизни, поэтому полеты в космос стали одной из первых областей применения роботов. Именно здесь впервые были полноценно использованы дистанционно управляемые роботизированные станции, и чем дальше человек отправлял механических исследователей, тем более важной становилась возможность автономного принятия решений машиной. Ведь, скажем, даже до Луны сигнал с Земли идет с существенной задержкой, что уж говорить о Марсе или других планетах.
Если взглянуть глубже, основным назначением роботов, безусловно, является в первую очередь помощь человеку, в связи с чем они находят в нашей повседневной жизни все больше и больше применения.
Еще десять лет назад казалось фантастикой, что можно будет зайти в ближайший магазин бытовой электроники и купить там робота-уборщика, а теперь ползающие по квартире роботы-пылесосы уже стали привычными даже для домашних животных, которые с удовольствием используют их в качестве аттракционов.
Более того, сегодня уже используются роботы-официанты, роботы-повара в ресторанах, роботы-дворецкие и т. д. - мы расскажем вам о самых любопытных моделях.
1. Больше, чем игрушка
В 2008 году французская компания Aldebaran Robotics выпустила миниатюрного робота Nao . Этот почти игрушечный 57-сантиметровый аппарат оказался столь удачным, что разошелся по всему миру и стал основной платформой ежегодных соревнований RoboCup.
Помимо возможности свободно двигаться и общаться с хозяином с помощью речевых команд Nao обладает интерфейсом интерактивного программирования. С помощью специальной программы робота можно научить выполнять нужные операции в зависимости от заданных условий, например, принести какой-нибудь предмет.
2. Нескучный космос
Как ни странно, использование роботов в космосе не ограничивается лишь утилитарными функциями. Так, японское космическое агентство запустило на МКС робота Киробо , созданного с единственной целью - развлекать людей общением.
Томотака Такахаси, дизайнер из подразделения автоконцерна Toyota, создал Киробо по мотивам персонажа аниме «Астробой» (Astro Boy), знакомого каждому японскому мальчишке. Этот робот-собеседник не давал скучать японскому космонавту Коити Вакате во время его полета, завершившегося прошлой весной.
С тех пор уже сам механический Астробой пребывает на орбите в гордом одиночестве. Вернуть робонавта на Землю планируют в 2015 году.
3. Роботизированный ресторан
Ресторан в городе Куншан в КНР может похвастаться не только вкусной едой, но и очень оригинальным персоналом: вместо привычных официантов еду посетителям в нем разносят роботы . Кроме того, некоторые блюда также приготовлены роботами-поварами.
Владелец ресторана Сон Юган рассказывает, что занялся разработкой роботов по просьбе дочери, которая попросила его сделать робота-помощника по дому. По его словам, стоимость каждого робота составляет около 40 000 юаней, что не превышает годовую оплату обычного сотрудника. В то же время роботы - отличный способ привлечения в ресторан посетителей.
4. Роботы-дворецкие
В отеле «Алофт» в Купертино часть обязанностей персонала взяли на себя роботы A.L.O. , разработанные компанией Savioke. Так, если вам понадобится лишнее полотенце или тюбик зубной пасты, вам доставит ее весьма симпатичный электронный дворецкий. Этот робот взаимодействует с компьютерной системой отеля с помощью Wi-Fi и 4G, что позволяет ему удаленно вызывать лифты и находить нужные комнаты.
