Роботы — Это автоматизированные машины, способные выполнять функции человека при взаимодействии с внешним миром.
О них люди мечтали с давних времен, и сейчас эти механизмы с огромной скоростью входят в наше общество.
Их главная цель — сделать нашу жизнь комфортнее, улучшить условия труда, освободить наши руки от сложных рабочих процессов и повысить производительность.
Роботы чаще всего встречаются в промышленности, где они смогли полностью автоматизировать большинство производственных задач.
Но кроме того, умные машины все чаще используются в военной, медицинской, сервисной и потребительской сферах.
И если раньше они лишь выполняли повторяющиеся рутинные задачи по программе, то теперь их уровень достиг новых высот, позволяя им взаимодействовать с нами, общаясь на своем машинном языке, понимая наши жесты и эмоции.
Кроме того, используя специализированные платформы, теперь у каждого есть возможность влиять на отрасль, создавать собственные программы и добавлять роботам новые функции.
Таким образом, развиваясь из простых вспомогательных механизмов, роботы имеют все шансы присоединиться к нашему обществу и стать нашими друзьями.
История развития
Отметим несколько интересных фактов из истории развития роботов.Первые признаки робототехники наблюдались еще в древности, когда люди мечтали о гигантских бронзовых машинах, которые могли бы помочь им сражаться с врагами и завоевывать новые земли.
Есть сведения, что прототипами сегодняшних роботов стали механические фигурки, найденные в записках арабского изобретателя Аль-Джазари около 1136 – 1206 годов.
Первым, кто представил рисунок робота-гуманоида, был великий Леонардо да Винчи около 1495 года.
Рисунок представлял собой модель механического рыцаря, который мог сидеть, стоять, двигать руками, двигать головой и, возможно, хватать предметы.
Но до сих пор неизвестно, пытался ли да Винчи воплотить этот механизм в жизнь.
В 16-17 веках в Западной Европе инженеры начали конструировать автоматы — часовые человекоподобные механизмы, способные совершать довольно сложные действия.
Самый известный из них — робот «Испанский монах», которого изобрел около 1560 года механик Хуанело Турриано для императора Карла V. Автомат имел рост около 40 см, умел ходить, бить себя в грудь рукой, кивать головой и даже поднося к губам деревянный крест. Более заметный прогресс в робототехнике наблюдался в XVIII веке.
Например, в 1738 году французский инженер Жак де Вокансон собрал первого в мире андроида, способного играть на флейте.
Начиная с 19 века изобретения стали приобретать более практический смысл.
В 1898 году знаменитый физик Никола Тесла представил публике миниатюрную радиоуправляемую лодку.
Поначалу это изобретение показалось немного причудливым.
Но позже его идеи начали воплощаться в жизнь и получили широкое распространение.
1921 – Механизмы наконец получили четкое название «робот» благодаря чешскому писателю Карлу Чапеку и его пьесе «Универсальные роботы Россума».
Примечательно, что Чапек использовал это слово не для использования машин, а для обозначения живых людей, созданных на специальной фабрике.
Но этот термин прижился в науке и дал жизнь всем автоматизированным устройствам.
В середине 20 века, особенно в 1950-е годы, стали разрабатываться механические манипуляторы для взаимодействия с радиоактивными материалами.
Эти роботы копировали движения рук человека в безопасном месте.
В 1968 году японская компания Kawasaki Heavy Industries, Ltd выпустила первого промышленного робота.
С тех пор Япония стремится стать мировой столицей робототехники, и ей это удалось.
Хотя изначально роботы были разработаны в США, в небольших количествах они были импортированы в Японию, где инженеры изучили их и запустили в производство.
Коммерческое распространение роботов началось в 1980-х годах.
Технический прогресс двигался в сторону совершенствования систем управления.
Такие компании, как Unimate, Hitachi KUKA, Westinghouse, FANUC, разработали для своих роботов сенсорные системы, делающие их более чувствительными к выполняемым задачам.
В конце 90-х — начале 2000-х годов начался активный рост и развитие отрасли с использованием новых контроллеров, языков программирования, запуском первых роботов в космос и появлением машин, создающих роботов.
В это время появились и новые роботы-гуманоиды, такие как канадский Aiko, имитирующий чувства человека (осязание, слух, речь, зрение), ASIMO, гуманоид от японской компании Honda, робот-собака AIBO, созданный Sony, и другие.
В 2005 году британская компания Engineered Arts выпустила робота-гуманоида RoboThespian. Пройдя несколько модификаций, он стал лучшей площадкой для общения и развлечений.
В том же году мир увидел BigDog — четвероногого боевого робота, созданного компанией Boston Dynamics. В 2008 году был выпущен гуманоидный робот NAO, предназначенный для работы дома, в университетах и лабораториях и оказания помощи в научных исследованиях и образовании.
В 2011 году на МКС был отправлен первый робот-космонавт НАСА «Робонавт-2».
За последние пять лет произошел широкий всплеск робототехники во всех отраслях: от продвинутых манипуляторов до гуманоидов, которые выглядят как настоящие люди, обладают широким спектром эмоций и полностью копируют нашу мимику.
Препятствия
Несмотря на всю полезность технологии, роботы пока не получили широкого распространения, как нам часто показывают во многих фантастических фильмах.Это связано с рядом факторов.
Во-первых, наша инфраструктура к этому просто не готова: дороги, улицы, здания и наши дома.
Роботы по-другому воспринимают мир и пока не способны отличить даже стул от стола, не говоря уже о постоянно меняющихся условиях нашей жизни.
Во-вторых, правовая система государств не готова: для использования роботов нужны соответствующие законы, чтобы они «мирно» сосуществовали с нами.
Ведь если не сами роботы, то за их действия должен отвечать кто-то другой.
В-третьих, некоторые исследователи утверждают, что нам нужно опасаться этих механических рабочих, поскольку при дальнейшем активном развитии искусственного интеллекта они могут нас буквально поработить.
Эти опасения слишком сильно сдерживают исследования и расширение робототехники.
Конечно, нельзя отрицать, что существует масса глобальных рисков, которые могут возникнуть при использовании сверхчеловеческого интеллекта, не запрограммированного на безоговорочную лояльность к человеку.
Но будущее по-прежнему в наших руках, и у нас есть возможность его изменить, особенно с учетом того, что программирование роботов теперь становится более открытым и доступным для общественности.
Просто нужно научиться правильно использовать эти возможности.
Роботы сегодня
Как уже говорилось, крупнейшей отраслью, где применяется робототехника, является производство, в частности автомобилестроение.Манипуляторы, работающие на заводах, различаются по размерам и функциональности в зависимости от типа выполняемой ими задачи – сборка, сварка, резка, покраска.
Наряду с ними на производстве можно встретить разгрузочно-погрузочных роботов, упаковщиков, сортировщиков, формовщиков и других механизмов, заменяющих человека в рутинных, повторяющихся задачах.
Ведущими компаниями в области промышленной автоматизации являются KUKA (Германия), Fanuc (Япония), Kawasaki (Япония), ABB (Швейцария), Denso (Япония) и другие.
В то же время рынок коллаборативных роботов, которые могут работать с людьми на одной производственной линии, не причиняя им вреда, приобретает новые масштабы.
Это манипуляторы от Universal Robots, а также промышленные роботы нового поколения Baxter и Sawyer от Rethink Robotics. В последние годы весь мир внимательно следит за развитием беспилотных автомобилей, которые будут перевозить людей без их участия в процессе.
В настоящее время ближе всего к беспилотным автомобилям является служба такси Uber. Но прогресс в развитии технологий регулярно демонстрируют такие производители, как Ford, Mercedes, Toyota, BMW и Tesla. Роботы также активно используются в сельском хозяйстве.
Зачастую это радиоуправляемые тракторы и плуги, но все большее распространение получают беспилотные летательные аппараты, которые фермеры используют для картографирования своих земель и регулярного осмотра посевов.
Какие роботы используются в повседневной жизни? Конечно, первое место здесь принадлежит роботам-пылесосам, которые стали незаменимыми помощниками в уборке дома.
Лидером среди производителей этих устройств является американская компания iRobot и ее пылесосы Roomba. В последних моделях производителя улучшена навигация и сопряжение со смартфоном.
Это дополнение открывает новые возможности для обычных пользователей, которые смогут добавить роботам больше функций посредством специальных приложений.
Для ухода за газонами используются автоматические газонокосилки, которые оснащены множеством датчиков для безопасного вождения и стрижки травы на больших площадях.
За бассейнами ухаживают небольшие колесные роботы, которые самостоятельно передвигаются по дну водоема, очищают стенки, ступеньки и фильтруют воду.
Кроме того, все большее количество набирает беспилотные летательные аппараты, которые уже давно перешли из исключительно военного применения в гражданское.
Дроны используются для самых разных целей: от развлечений до наблюдения и профессиональной видеосъемки.
Лидерство в этом секторе принадлежит китайскому производителю DJI. Их последнее устройство Spark считается самым совершенным селфи-дроном, запускаемым и управляемым жестами.
Системы «умный дом» также получают все большее распространение.
Если раньше такая «автоматизация» заключалась в хлопках в ладоши для включения света, то теперь человеку вообще не нужно ни за чем следить – вся власть находится в руках электронного управдома, роботизированного центра управления, который управляет всем домом.
устройства от систем безопасности и освещения до кофеварки и стиральной машины.
легковые автомобили.
Более того, пользователь может добавлять в систему функции, которые ему нужны.
Например, ему необходимо настроить стиральную машину на работу в то время, когда счетчики работают в «ночном» режиме, чтобы сэкономить затраты на электроэнергию.
Для этого вам необходимо разработать соответствующее приложение для смартфона, которое поможет вам оставаться на связи с домом и управлять домашней автоматикой практически из любого места.
Вспомогательным гаджетом может служить эхо-динамик (Amazon Echo, Google Home и другие), позволяющий управлять всей техникой в доме с помощью голосовых команд. Или роботы-помощники, выполняющие роль органайзера, будильника или мультимедийного проигрывателя.
Подключившись к Интернету, они сообщают погоду, сообщают новости, предоставляют информацию о пробках в вашем городе и многое другое.
А благодаря открытому доступу к программам их можно превратить в отличные обучающие пособия для детей, развлечения для пожилых людей и даже игрушки для домашних животных.
Как видите, роботы уже вошли в нашу жизнь в виде разнообразных умных гаджетов, бытовой техники и умных систем.
Однако умные машины еще очень далеки от идеального образа, созданного человеческим воображением.
Все, что они могут делать, это выполнять запрограммированные человеком команды.
Но инженеры настойчиво стремятся сделать машины по-настоящему дееспособными, а взаимодействие с ними более простым, естественным и, главное, доступным обычному человеку.
Прогнозы на будущее
Ежегодно эксперты и аналитики представляют нам новый мир, где вера в сверхъестественное будет заменена верой в науку и технологии.Мир, в котором можно учиться и работать, не выходя из дома.
Интернет размоет границы между странами, и роботы сделают за нас почти все.
По статистике организации Tractica, количество потребляемых человечеством роботов к 2020 году достигнет 31,2 млн единиц во всем мире.
При этом бытовые роботы займут лидирующие позиции на рынке, обогнав промышленных и военных роботов.
Ученые прогнозируют, что к 2018 году к Интернету вещей будет подключено около 6 миллиардов устройств.
Эти устройства будут получать доступ к сервисам и данным в Интернете, что позволит людям создавать новые бизнес-планы для обслуживания этих подключенных устройств.
К 2020 году 40% взаимодействий с мобильными устройствами будет осуществляться через умных агентов.
Этот прогноз основан на том факте, что наш мир движется к эпохе приложений, в которых такие сервисы, как Amazon Alexa, Microsoft Cortana и Apple Siri, будут служить универсальным интерфейсом взаимодействия человека с устройствами.
Технический директор Google Рэй Курцвейл в своих прогнозах относительно развития робототехники и информационных технологий предполагает, что персональные роботы, способные выполнять полностью автономные сложные действия, станут в 2027 году таким же обычным явлением, как холодильники или стиральные машины.
А в 2033 году беспилотные автомобили полностью заполнят дороги.
Какими бы утешительными или, наоборот, пугающими ни были прогнозы, ученые и инженеры все равно сталкиваются с рядом проблем.
Главный из них — жесткие ограничения правительств штатов на внедрение робототехники, которые сопровождаются отсутствием стандартов качества и безопасности продукции.
Еще одна проблема, которую необходимо решить, прежде чем роботы получат широкое распространение, — это доступность программного и аппаратного обеспечения.
Высокая стоимость материалов и оборудования для производства не позволяет производителям снижать цены на своих роботов.
Например, такие медицинские устройства, как экзоскелеты, которые помогли бы многим людям с ограниченными возможностями нормально жить и передвигаться, стоят очень дорого.
Пока что у нас есть доступ только к роботам-уборщикам, дронам и личным помощникам, но хорошая новость заключается в том, что вскоре у нас появится возможность сделать эти устройства более функциональными, не завися от производителей.
Плюс обычные люди еще морально не готовы принять роботов, похожих на них.
Это связано, прежде всего, с отсутствием информации о том, каких достижений достиг научно-технический прогресс.
Вдобавок к этому у людей сложилось неправильное представление о роботах, которые неоднократно фигурировали в фантастических фильмах.
Некоторые люди до сих пор воспринимают слово «робот» как что-то вроде «Терминатора» или дроида из «Звездных войн».
Но на самом деле собрать и запрограммировать робота теперь сможет даже ребенок.
Нам необходимо расширять границы знаний, больше читать и смотреть интересные видео об устройствах из реального мира, которые могут существенно изменить нашу повседневную жизнь.
Роботы в концепции Интернета вещей
Робототехника затрагивает и столь нашумевшую сейчас область — Интернет вещей.Это единая сеть, связывающая окружающие объекты реального мира с виртуальными.
Как это работает: Датчики вставляются во все сетевые устройства, позволяя им взаимодействовать с внешним миром.
Например, «умные» шторы, которые сами регулируют свою прозрачность в зависимости от уровня внешнего и внутреннего освещения.
Или холодильник, который самостоятельно регулирует температуру в разных отделениях в зависимости от того, какие продукты вы используете чаще всего.
Таким образом, технология начинает адаптироваться к повседневной жизни пользователя и управляется исходя из его потребностей.
Интернет вещей — это не просто соединение различных устройств и датчиков по проводным и беспроводным каналам.
Это более тесная интеграция реального и виртуального миров, в которых происходит общение людей и устройств.
Ученые уверены, что в будущем эти системы станут активными участниками информационных и социальных процессов, а также бизнеса, где смогут взаимодействовать друг с другом, обмениваться информацией об окружающей среде, реагировать и влиять на внешние процессы без вмешательства человека.
На этом фоне появляется концепция Social IoT, предполагающая интеграцию людей, роботов и устройств в одно информационно-правовое поле.
Но что нужно для реализации этой концепции? Дело в том, что важнейшей проблемой в этой области сегодня является отсутствие государственных стандартов, что затрудняет применение предлагаемых на рынке решений, а также сдерживает появление новых.
Но помимо стандартов безопасности необходимо создать доступные механизмы взаимодействия роботов и людей для управления и контроля.
Это позволит полностью управлять не одним роботом, а безопасно впустить в наше общество еще одну цивилизацию машин и жить с ними в гармонии.
К счастью, такие специализированные программные сервисы скоро станут доступными, что позволит даже новичку добавлять к своему роботу новые и интересные задачи.
Хотите, чтобы ваш робот-пылесос пел ваши любимые песни? Почему нет. Для этого достаточно будет воспользоваться набором готовых основных инструментов.
Используя API программы, каждый может быстро создавать и комбинировать множество собственных решений.
В этом случае вам не нужно будет тратить свои ресурсы на создание базовых инструментов, а лишь сосредоточиться на основной задаче.
В ближайшее время вы сможете подключить программу, выбрать готовое приложение и заставить свой робот-пылесос говорить и петь.
А если оснастить его видеокамерой, он может выполнять функции охранника.
Но самое главное, что с помощью большого набора программных инструментов у вас появится возможность писать свои уникальные приложения, добавляющие больше новых функций бытовым роботам.
Также стоит отметить, что каждый отдельный продукт стороннего разработчика на представленной базе будет иметь возможность привлекать пользователей всей системы и распространять ее продукт. Это создаст большую экосистему инструментов и возможностей, которые будут ежедневно использоваться людьми во всем мире.
Заключение
В заключение стоит отметить, что по мере того, как наш мир наполнится роботами, навыки общения с ними будут не менее полезны, чем навыки общения с людьми.Мы видим, как современные технологии постепенно объединяют людей и умные машины в одну большую социально-аппаратную сеть.
И это только начало сложного, но очень увлекательного путешествия в будущее.
Теги: #iot #Робототехника #unet #роботы
-
Проблемы Обобщения Pagerank
19 Oct, 24