Краткая история робототехники — Современные роботы.
В истории робототехники продолжается путешествие к формам современной робототехники.
За последние 80 лет благодаря огромному технологическому прогрессу роботы превратились из футуристической утопии в неотъемлемую часть современного мира. Какие существуют типы роботов, как они различаются и какие у них разные преимущества, мы представим в статье.
Как было объявлено в первой части статьи (Начало Настоящего времени робототехники), теперь мы продолжаем краткий экскурс в мир робототехники.
Index
Индустрианоботик
В настоящее время самой большой областью применения робототехники является промышленная робототехника. Первый современный программируемый «манипулятор» был запатентован американским изобретателем Джорджем Деволом в 1954 году. Затем он и его партнер по бизнесу Джозеф Энгельбергер выпустили в 1960 году «Unimate», первый манипулятор промышленного робота с гидравлическим приводом, который мог выполнять несколько команд, хранящихся на магнитном барабане. Всего год спустя это изобретение было использовано для особо опасных сварочных работ на производственной линии General Motors, прокладывая путь к полностью автоматизированным производственным линиям, которые мы знаем сегодня из многих отраслей промышленности.
Промышленные роботы классически фиксируются в одном месте, обычно имеют одну (захватную) руку, а также не оснащены очень большим «интеллектом». Несмотря на то, что они могут выполнять различные задачи, их неподвижность означает, что у них есть только неизменное окружение, так что взаимодействие с ним практически не требуется. С точки зрения безопасности такие руки роботов защищены конструктивно или световыми барьерами и т.п., так как, например, люди, приближающиеся к движущимся роботам, не обнаруживаются, и существует значительный риск получения травмы.
Мобильный робот
Однако первые мобильные роботы, т.е. роботы, которые могли перемещаться в заданной среде, пусть и удаленно, были разработаны в Массачусетском технологическом институте всего лишь несколько лет спустя, в 1968 году.
В 1966-1972 гг. Стэнфордский научно-исследовательский институт в США разработал робота «Шейки», который выполнял фиксированную команду (выталкивание блока с платформы) через собственное планирование задач и, таким образом, считается первым в мире мобильным автономным роботом-манипулятором. Отличительной чертой мобильных автономных роботов является то, что они могут двигаться и действовать автономно в своей среде, а также могут иметь различные градации по степени автономности. Например, отдельным подполем автономной мобильной робототехники является автономное вождение, которое является безводным участием автотранспорта в дорожном движении. Задачи, которые автономное вождение должно осваивать в качестве варианта использования, очень специфичны и сложны и поэтому не могут быть сравнимы с другими сценариями автономной мобильной робототехники.
Автономные транспортные системы — АГВ
Автономные транспортные системы, также известные как AGV (Автоматизированные управляемые автомобили), представляют собой перекресток между промышленными роботами и мобильной автономной робототехникой. Эти транспортные средства без водителя имеют собственный (электрический) привод и используются в промышленных условиях как гибкая замена компактных конвейерных лент или как интеллектуальное решение в складских помещениях. Навигация обычно (частично) автономна.
Кобот-робот
В отличие от промышленных роботов, которые представляют риск травмирования человека из-за практически отсутствующих возможностей взаимодействия, а также скорости и силы, с которыми выполняются задачи и которые защищены защитными барьерами, коботы — это роботы с тонкой сенсорной техникой и сниженным риском травмирования, которые работают непосредственно с человеком. Однако, несмотря на то, что это программное обеспечение робота может обнаруживать риски столкновения с людьми или объектами и реагировать на них (путем снижения скорости до остановки), все равно необходимы такие меры безопасности, как аварийные выключатели, человеческий контроль или дистанционное управление.
гуманоидный робот
Так называемые гуманоидные роботы ближе всего подходят к вековой идее человека-подобного машинного существа. Япония считается пионером в этой области, так как первый гуманоидный робот «Wabot 1» был представлен в университете Васеда в Токио в 1973 году, а компания Honda, на самом деле известная своими автомобилями, запустила собственную исследовательскую программу для гуманоидных роботов в 1986 году. При разработке гуманоидных роботов пришлось столкнуться со многими сложными техническими задачами, начиная с довольно неустойчивого способа передвижения на двух ногах, до сложных процедур выполнения задач двумя руками и кистями, сложных возможностей реакции и взаимодействия с окружающей средой. Тем не менее, в исследованиях или в целях шоу роботы-гуманоиды уже успели совершить довольно удивительные действия, такие как езда на велосипеде, ловля и бросание мяча, наливание напитков или игра на трубе. В коммерческом секторе Honda запустила в 2004 году «ASIMO«, который также находится в стадии непрерывного развития, но ни один гуманоидный робот еще не достиг рыночной зрелости и не получил широкого применения. Назначение человекоподобных роботов в основном состоит в том, чтобы использовать их как многофункциональных помощников для людей, например, в домашнем хозяйстве или в качестве помощи при уходе за пожилыми людьми. Это намерение также терпит неудачу из-за низкого социального признания гуманоидных роботов. Большим преимуществом человекоподобных роботов было бы то, что они могли бы наиболее легко передвигаться в среде, созданной для человека (дома, ступеньки, движение), благодаря габаритам, сходным с габаритами человека, и сопоставимому способу передвижения, не требуя при этом обширных мер по структурной адаптации.
Сервисеробот
Служебные роботы — это в основном коботы, т.е. управляемые или автономные роботы, которые используются в самых разных сферах жизни в сотрудничестве с человеком, например, в хирургии, где роботы поддерживают очень точную работу хирурга. Первоначальные пилотные проекты по использованию сервисных роботов осуществляются также в более традиционно ориентированной области сельского хозяйства или в терапевтических целях для опорно-двигательного аппарата человека.
Научно-техническая отрасль робототехники, которая на самом деле является комплексной дисциплиной между технологией и естественными науками, уже принесла человечеству немало пользы в реализации идеи роботов. Большой прогресс уже достигнут благодаря взаимодействию таких дисциплин, как строительство, мехатроника, разработка программного обеспечения, сенсорные технологии и так далее.
Какое будущее ждет робототехнику?
Тем не менее, мы все еще далеки от «машинных людей», которые полностью независимы от человеческого контроля, как это было показано в литературе и фильмах. Правда, все больше и больше «сервисных роботов», таких как роботы-газонокосилки или пылесосы, населяют наши домашние хозяйства, и за 10 лет возможно, что наши улицы будут использоваться автономными транспортными средствами. Однако сложность человеческого восприятия, локомоция и способность реагировать и взаимодействовать с окружающей средой уникальны и все еще далеки от того, чтобы быть стопроцентно воспроизводимыми с технической точки зрения.
Тем не менее, ни одна компания и ни одна отрасль промышленности не сможет обойтись без робототехники в будущем.
Автор: Лена Софи Франке
Комментарии закрыты.