Робототехника как неотъемлемая часть жизни современного человека

Библиографическое описание статьи для цитирования:
Кухно А. В. Робототехника как неотъемлемая часть жизни современного человека // Научно-методический электронный журнал «Концепт». – 2017. – Т. 39. – С. 2296–2300. – URL: http://e-koncept.ru/2017/970786.htm.
Аннотация. В статье рассматриваются вопросы применения современных роботов во всех отраслях человеческой деятельности – в освоении космоса, здравоохранении, общественной безопасности, развлекательных целях, обороне и многих других.
Комментарии
Нет комментариев
Оставить комментарий
Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы комментировать.
Текст статьи
Кухно Алексей Валериевич,студент1курса направления Экономика, филиала Федерального бюджетного государственного образовательного учреждения высшего образования «Кубанский государственный университет» в г. Тихорецке, г.Тихорецкleha555553s@gmail.com

Научный руководитель: ЧебышеваНаталья Васильевна,кандидат педагогических наук, доценткафедры социальногуманитарных дисциплин филиала Федерального бюджетного государственного образовательного учреждения высшего образования «Кубанский государственный университет» в г. Тихорецке, г. Тихорецкnat.cher@list.ru

Робототехника как неотъемлемая часть жизни современного человека

Аннотация. Встатье рассматривается вопросы применения современныхроботовво всех отраслях человеческой деятельности –в освоениикосмоса, здравоохранении, общественной безопасности, развлекательных целях, обороне и многом другом.Ключевые слова:робот,робототехника, механические игрушки, механизированные системы, современныетехнологии.

К концу 60х годов нашего века становление науки и техники достигло существенных успехов, обнаружилась тех. кибернетика, разные автоматические системы управления, специализированные сегменты арифметики, бионика и многое другое. Все это отдало возможность разработки трудоемких роботов, владеющих интеллектом, возможностью адаптации к находящейся вокруг среде, самообучающихся[1].В одной из своих работпрофессор университета КарнегиМеллона Ганс Моравекотметил, чтополуторакилограммовый мозг человека может скрупулезно исполнять в пределах 100 трлн. операций в секунду –суперкомпьютеры фактически уже достигли данной цифры, а чипы для роботов, развиваясь по закону Мура, достигнут такой обрабатывающей мощности меньше чем через 10 лет. К данному времени недостаточноумные роботы завоюют рынок и подготовят его для полного взятия осмысленными роботами. «Чтобы быть нужным, роботу не потребуются все возможности человеческого мозга, –сообщает Моравек. Умственных возможностей рыбки гуппи приблизительно в 1000 млн. операций в секунду достаточно, чтоб мобильные бытовыероботы имели возможность ориентироватьсяв незнакомом окружении, выполняя работу в сотнях тысячпроизводственных помещений, а с течением времени и в миллионах домов». В том числе и лишённые человеческого ума роботыандроиды займут основную часть крупного рынка.Первый раз слово робот возникло изпод пера писателя Карела Чапека, в 1920 году, он разговаривал о механических людях, называя их роботами. С тех пор роботами стали именовать механические игрушки, они были похожина людей и исполняли обычные механические перемещения. Позднее были замечены андроиды, они исполняли музыкальные мелодии, живописали, передвигались, но применялись исключительно в увеселительных целях. Знаменитый писательфантаст Айзек Азимов в 1949 году написал о трехзаконах для робота. Он обязан оберегать человека, исполнять егоприказы и уметь самовосстанавливаться при неисправности. Оберегать –это значит, превосходитьчеловека быть посильнее, скорее откликаться на наружную информацию, владеть антропоморфизмом. И еще, робот обязан владеть интеллектом, при этом сделанным искусственно, человеком[2].Различают роботов первого, второго, третьего поколений. К роботам первого поколения обыкновенно относят «глухие, немые и слепые роботы», что обнаружили обширное распространение на предприятиях. Роботы второгопоколения, что абсолютно не так давно возникли в лабораториях, в настоящий момент вполне возможно встретить и на заводах.Применяют разную сенсорную информацию о находящейся вокруг среде, чтоб корректировать свое поведение при исполнении производственной операции (что соответствует более трудному, шестому классу в упомянутой раньше японской классификации роботов). Сенсорные системы включают приборытех. зрения и тактильные датчики, обеспечивающие «ощущение касания».Некоторых роботов второгопоколения именуют интеллектными роботами. Но данный термин явствовало бы отнести к роботам третьего поколения, которых нет еще, в том числе и в лабораториях. В данный момент исключительно стартовали исследования по существу роботов, наделенных «здравым смыслом». Тем не менее,такие исследования вправду приведут к созданиютак именуемых интеллектных роботов, что будут наделены «чувствами» и возможностью узнавать объекты наружного мира и, таким образом,будут в какойто степени владеть возможностью работать самостоятельно.Робототехника, как наука,образовалась вследствиесоединения особых разделов познаний, она занимается созданиемтехнических систем (роботов), способных поменять человека в производственной и интеллектуальной сфере деятельности.Разработчики прогрессивных роботов как раз и рвутся наделить робота всеми сходственными свойствами, используя для этого все имеющиеся заслуги в различных областях науки, техники, используя всевозможные технологии и последние заслуги и идеи. Но, в окончательном результате, при построении робота, как трудной системы, ключевые идеи взяты от природы, а их реализация–дело рук передового человека и его достижений.Всовременном мире, роботы –довольно востребованы. Их используют в абсолютно различных сферах жизни, о которых многие могут даже не догадываться.Роботы играют огромную роль в жизнедеятельности людей. Возможно, вы даже не предполагаете, но современные протезы конечностей напрямую соединены с робототехникой. Неподвижные искусственного происхождения руки сохранились в далёком минувшем, теперешние протезымогут двигать пальчиками. Их управление напрямую соединено с электрическими импульсами, передаваемыми телом.Однако, искусственныеконечности –не единственная награда роботов в медицине. Самые прогрессивные экземпляры могут проводить сверхтехнологичные операции[3].Скорее всего, никто не сомневается в том, что космоспредназначен для обитания роботов. И на самом деле, в случае если поглядеть на ситуацию освоения космоса, вполне возможно увидеть, что великаячасть космических изысканий легла непосредственно на плечи роботов. Луноход, Марсоход и роботаватар –наиболее знакомыеиз космороботов. На самом деле,этихвидов достаточно немало, все они созданы для работы в условиях космоса и исполняют деяния, что для человека оказались бы оченьтрудными либо в высшей степени опасными.Непревзойденно показывают себя механизированные системы и в области безопасности. Данные боты первыми обнаруживают пожароопасные ситуации и удачно предотвращают их.Современные армейские учения наиболее приближены к условиям действительности, благодаря роботам, моделирующим противника. Роботы для армейских учений не различаются стильным дизайном, но достаточно имитируют человеческие импульсы и повадки.Кроме того, роботы готовы проводить долгое слежение за объектами, вызывающими недоверие у органов правопорядка.Ни для кого не секрет, что невозможнопредположить себе современные фабрики без механизированной техники. Роботы исполняют большое количество самых разных операций. В главном –это воздействия, требующие постоянного повторения и высочайшей точности. Часто использование роботов выручает целые сектора экономическойиндустрии. Так как их использование дает возможность гораздо прирастить производительность труда, освободив при всем этом человеческие ресурсы для решения более важныхзадач[4].Очень хорошо применимы роботы и в быту. Самые именитые из них –роботпылесос и газонокосильщик. Кроме того, вполне возможно встретить роботов нарочно созданных для исполнения более трудоемких домашних задач.Ну и естественно же, никто не отменял роботов, призванных нести людям удовлетворенность, развлекая их собственными умениями. В основной массе своём, такие роботы предполагают мир ребяческих игрушек: различные поющие и танцующие животные, интерактивные игрушки, радиоуправляемые машины и вертолёты. Однако, роботыдля отдыха совершеннолетних отличаются от ребяческих, разве что, размерами.Особый интерес представляют роботы с твердой и изменяемой последовательностью движений. Приспособления такового вида, действующие по принципу «взятьположить», хотя, строго говоря, не относятся к роботам, тем не менее,нередко именуются роботами с твердой последовательностью движений. Ход в каждом направлении перемещения по оси определен установкой механических твердых упоров, а датчики, как правило, представлены конечными выключателями, что имеют все шансы принимать исключительно конечные точки, но не переходные. Такие приспособления невозможно перепрограммировать на исполнение новой задачи. Они обязаны быть сноваперенастроеныи отлажены как классические автоматические механизмы.Роботы с изменяемой последовательностью движений обязаны владеть возможностью одергивать отдельный узел руки в различных точкахлинийдвижения. Существует дваподхода к решению данной задачи. При обычномтехническом решении контроллер просто высылает энергию к узлу, когда получен сигнал, что руке потребуется занять подходящую позицию. При применении какихлибо особых электродвигателей (шаговых двигателейи т.д.) такой расклад применим, но в общем управление с открытым контуром без обратной взаимосвязи сравнительно информации о реальном положении того или же другого узла очень неточно –рука робота может гденибудь застрять и совершенно прекратить движение. Вследствиеэтого во всех роботах, помимо учебных, употребляют другое решение задачи, которое подразумевает размещение на каждом узле сервомеханизма, отлично контролирующего фактическое положение узла и положение, которое контроллер «хочет», чтоб узел занял, а далее перемещатьруку до тех пор, пока же положения не совпадет. Роботы, использующие управление с закрытым контуром, называютсяроботами со следящей системой либо просто сервороботами.Не менее интересны роботы с позиционными и контурными системами (действующие от точки к точке и по сплошной линии движения управления). Двавида контроллеров, применяемых в промышленных ботах, владеют последующей спецификой. У почти всех роботов первых поколений компьютерной памяти хватало для запоминания только дискретных точек в месте, по которым обязана перемещаться рука. Линия движения перемещения руки меж этими точками не задавалась, и ее зачастую тяжело было предвещать. Такие роботы с позиционным управлением еще обширно распространены и полностью подходящиедля таковых работ, к примеру, как точечная сварка. С сокращением цены запоминающих приборов обнаружилась возможность прирастить количество запоминаемых точек. Почти все производители примут на вооружение термин многоточечное управление, в случае если в компьютерной памяти вполне возможно сохранять чрезвычайно великое количество дискретных точек.Для какихлибо видов работ (покраска распылением и дуговая сварка) нужно, чтоб рука робота, следуя по линии движения, управлялась постоянно. Такие роботы с контурным управлением в реальности разрушают сплошную линию движения на грандиозное количество отдельных недалеко находящихся друг от друга точек. Положения точек записывают в период программирования или же вычисляют при фактическом перемещении методом интерполяции, к примеру,меж двумяточками для образования прямой полосы. Данные роботы вполне возможно рассматриватькак природное становление систем с позиционным управлением. Практически присутствует «серая зона», каждая система многоточечного управления имеетвсе шансы аппроксимировать сплошную линию движения системы, еслирука робота не останавливается в любой дискретной точке, а плавно проходит через них.Сообразно имеющимся мониторингам к 2035 году на магистралях во всем мире будет присутствовать в пределах 21 миллиона автомобилейроботов. Для увеличения уровня безопасности перемещения данные машины обязаны будут обмениваться данными друг с другом и с облачнымисервисами, на плечи которых ляжет задачка координации и управления дорожным перемещением в целом. В нынешнее время уже проводятся разработки похожих систем и главнаяиз трудностей, с которой сталкиваются создатели, считается то, что каждый авто в каждый момент времени обязан знать свое расположение и иметь привязку к карте с точностью не менее10 сантиметров.Разработкой системы коммуникации автомобильавтомобиль и прочих сопутствующих технологий промышляют профессионалы из Политехнического вуза НьюЙоркского института, во главе с докторами И.Фэнгом (Yi Fang) и Эдвардом К. Вонгом (Edward K. Wong). Разрабатываемые системы имеют высочайший уровень интеграции с облачнымобслуживанием HERE HD Live Map, который, получая данныеот бортовых датчиков, камер и иного оборудования авто, рассчитывает подходящий режим перемещения, учитывая все быстроизменяющиеся условия находящейся вокруг среды.Надлежит отметить, что сервис HERE HD Live Map считается совместным «детищем»фирм Audi, BMW, Daimler иIntel, ну а в 2017 году к проектунамечают подключиться китайские фирмы Tencent, NavInfo, и фирма GIC из Сингапура.Качественные навигационные карты, применяемые в системе HEREHDLive Map, обязаны сами иметьточность на уровне 1020 см. А автотранспортные средства, использующие данные карты, обязаны обновлять свое расположение на них в режиме настоящего времени с точностью, подходящей точности карты. Но, это само посебе считаетсяочень трудоемкойзадачей, так как существующие датчики и камеры, применяемые системами управления автомашин, не в состоянии обеспечить требуемую для этого точность.Кроме данныхо текущем местоположении, системы автомашин обязаны передавать в «облако»данные о дорожных условиях, погоде, найденных препятствиях, обизменении режимов лимитирования скорости и прочих параметрах, из которых формируется картина обстановки на дороге.Классическая «прямая»обработка этого всего потока поступающих данныхпотребует надлежащих громадных вычислительных мощностей, мощностей, которыми не владеют еще,в том числе и самые высокопроизводительные современные суперкомпьютеры. Потому исследователи употребляли в собственной системе новейшие технологии трехмерного компьютерного видения и глубинные нейронные сети, что вполне возможно научить для стремительного решения самых трудоемких задач, в том числе и составлению «живых»карт для автомобилейроботов[5].Внедрение всех вышеупомянутых технологий дает возможность системе авто ориентироваться на территории, учитывая сходу большое количество моментов, используя для этого в том числе и не чрезвычайно точные изображения, получаемые на камеры авто в период перемещения. Получающаяся точность определения положения соответствует,причем даже превосходит точность используемой системой карты, что увеличивает качество работы «облачного»сервиса и делает лучше уровень безопасности перемещения во многораз.

Таким образом, робототехника в современном мире является достаточно важной его частью. Это сфера, совершенствованию которой уделяется особое внимание ввиду пользы, которую она приносит человечеству. Промышленность, медицина, военнопромышленный комплекс, сельское хозяйство –лишь немногие примеры сфер, где робототехнические механизмы нашли обширное применение. Однако робототехническая отрасль, несмотря на все достижения, не является совершенной, и имеет массу проблем самого разного плана.

Ссылки на источники1.Матвиюк В.М. Анализ применения информационнокоммуникационных технологий в жизни общества и человека//В сборнике: Социальногуманитарные и психологические науки: теоретикометодологические и прикладные аспекты.Материалы Всероссийской научнопрактической конференции. 2015. С. 8486. 2.Артамкин Е.Ю. Кибернетика и робототехника. –URL: http://festival.1september.ru/articles/414860/ (Дата обращения 10.04.2017).3.Чебышева Н.В. Информационные технологии и их применение в современной системе здравоохранения // Всборнике: Актуальные концепции развития гуманитарных и естественных наук: экономические, социальные, философские, политические, правовые аспекты.материалы международной научнопрактической конференции. 2016. С. 115117.4.Горбылёва Е.С., Матвиюк В.М. Особенности применения информационных технологий на предприятиях//В сборнике: Социальногуманитарные и психологические науки: теоретикометодологические и прикладные аспекты. Материалы IV всероссийской научнопрактической конференции . 2016. С. 3841.5.Попов Е.П., Письменный Г.В. Основы робототехники: Введение в специальность: Учеб. для вузов по спец. «Роботехнические системы и комплексы» –М.: Высш. шк., 1990. –224 с.