В этой статье вы найдете ответы на вопросы:
1. История появления термина "Андроид
";
2. Как появился термин "Программа
";
3. Кто придумал слово "Робот
";
4. Рождение "Кибернетики
";
5. Кто придумал единицу измерения информации;
6. История появления "Искусственного Интеллекта
".
Пару слов о том, зачем я собирал информацию для этой статьи.
В наше время имя Айзека Азимова у всех на слуху. Почему - понятно. Он наш современник.
Мы читаем его произведения, смотрим фильмы, снятые по мотивам его творчества. Некоторые
постулаты, сформулированые Азимовым уже успели в определенной степени "канонизироваться".
Я ни в коей мере не пытаюсь принизить вклад этого человека в "роботизацию" общественного
мышления. Но у меня иногда складывается впечатление, что эпоха роботов в массовом сознании
ассоциируется только с Азимовым. То что было до него сейчас малоизвестно и непопулярно.
Так мне кажется...
Этой статьей я хочу напомнить о людях, которые жили до нас, которые интересовались роботами и
продвигали их развитие в соответствии с теми возможностями, которые были в их эпоху.
Сделали они немало. Начнем?
1. История появления термина "Андроид"
Слышали? В Швейцарии какой-то часовщик сделал механического человека, который
умеет писать.
- Как же, слышал! А знаете ли вы, что его сын изготовил еще одного механического человека,
который умеет рисовать.
- Что вы говорите? Вот интересно было бы посмотреть!
Такие разговоры можно было слышать везде и всюду в Западной Европе около двухсот лет тому назад.
Механические люди швейцарского часовщика Пьера-Жака Дро и его сына Анри вызывали всеобщее удивление.
О них много говорили и писали. Чтобы на них посмотреть, целые толпы прибывали в Шо де Фон,
швейцарскую деревню на границе с Францией, где жили и работали Дро.
Почти все жители этой деревни занимались производством часов. Одни делали часовые пружины,
другие изготовляли циферблаты, третьи - зубчатые колеса, винтики и цилиндры. Труд был разделен
вплоть до того, что были специалисты по изготовлению корпусов, полировке колес, винтов, рисовальщики
цифр, эмалировщики, золотильщики. Вся деревня представляла одну мануфактуру, производящую в
год несколько тысяч разнообразных часов.
Тикание маятников, медленное вращение зубчатых колес, бег секундных стрелок - весь этот блестящий
точный мирок механизмов, умещающийся на ладони или в маленькой коробке на стене, очаровал в юности
Пьера Дро, и он, несмотря на успешное окончание духовного училища, не задумываясь,
занялся часовым ремеслом.
Успехи Пьера в часовом деле были так велики, что изготовление обычных часов скоро перестало приносить
удовлетворение, и он по примеру других искусных мастеров начинает изобретать и пристраивать к часам
разные дополнительные механизмы - всякие самодвижущиеся фигурки.
Одно из первых своих изделий - замечательные маятниковые часы с пастушком и собачкой - Дро повез
в столицу Испании город Мадрид к королю Фердинанду IV. Демонстрация производилась в присутствии
многочисленной придворной знати. Возбужденный Дро показал им созданное произведение. Когда часовая
стрелка подходила к какому-либо часу, пастушок подносил ко рту флейту и свистел столько раз, сколько
должно было пробить часов.
У ног пастушка лежала собачка, охранявшая корзинку с яблоками. Стоило кому-нибудь из придворных
дотронуться до фруктов, как собачка начинала лаять. Сняли руку с фруктов - лай тут же прекращался.
Королю понравилось изобретение Пьера Дро, и он, хорошо заплатив, купил часы.
Ободренный успехами, Дро по возвращении домой задумал сделать механизм, похожий на человека
и совершающий человеческие движения. Это был дерзкий замысел мастера, который почувствовал
свою власть над колесиками и рычажками. Чтобы построить механического человека, нужно было
обладать тонким знанием механики и огромной изобретательностью. И тем не менее Пьер Дро горячо
принялся за ее разрешение.
Двадцать месяцев продолжалась упорная работа. Часто Дро засиживался далеко за полночь при свете масляного светильника. Наконец, в 1770 году, весной, появился на свет первый механический человек. Это был механический «пишущий мальчик».
Когда механический человек писал, он двигал головой, и казалось, следил за тем, что пишет.
Окончив работу, писец посыпал лист бумаги песком для высушивания чернил, а потом стряхивал его.
По чистой случайности «пишущий мальчик» и часть его «рукописей», а также и другие изобретения
отца и сына Дро сохранились до наших дней. После долгих странствий сейчас они находятся в Швейцарии,
в музее изящных искусств города Невшателя.
За работой над изготовлением «пишущего мальчика» наблюдал шестнадцатилетний сын Пьера Дро - Анри.
Мальчик унаследовал от отца исключительную способность к механике и через три года сам принялся
за постройку нового механического человека, который по замыслу должен был рисовать.
По размеру рисовальщик был таким же, как и его «старший брат». В правой руке он держал
карандаш и рисовал различные фигурки, а также писал.
Например, он мог изобразить маленькую собачонку и подписать под рисунком «мой Туту».
А портреты Людовиков XV и XVI и Марии Антуанетты и сейчас приводят в восхищение посетителей музея в Невшателе.
В процессе работы рисовальщик останавливался, как бы созерцая нарисованное, а также иногда
сдувал с листа бумаги соринки.
Спустя некоторое время оба механика, отец и сын Дро, занялись вместе изобретением и постройкой
третьего механического человека - музыкантши (рис. 2). По сложности она намного превосходила
своих «братьев». Эта кукла играла на фисгармонии, ударяя пальцами по клавишам. Четко и легко
удавались ей трели и быстрые пассажи. Перед началом игры музыкантша осматривала ноты и
делала рукой некоторые предварительные движения. Кроме того, она поворачивала голову и
глаза, как бы следя за положением рук. Ее грудь подымалась и опускалась, как будто она
дышала. Окончив игру, музыкантша наклоняла голову, благодаря слушателей за одобрение.
Свои изобретения Пьер и Анри Дро в 1774 году демонстрировали на выставке в Париже.
Движения всех трех механических людей были так естественны, что многие из зрителей
готовы были их считать живыми людьми. И только когда Дро открывали со стороны спины
сложный часовой механизм своих творений, зрители начинали верить, что перед ними находятся
действительно произведения техники, а не живые существа.
Источником движения всех трех описанных автоматов является часовой механизм с заводной пружиной.
Пружина приводит в действие сложнейшие системы зубчатых колес, рычажков, штанг и кулачков -
все то, что в дальнейшем стали называть программным механизмом.
На первый взгляд может показаться, что «игрушки» Пьера и Анри Дро не имеют никакого отношения
к развитию техники. Но это не совсем так.
Механические люди Дро сыграли очень важную роль в общем процессе человеческого познания
природы и заложили основу автоматов с программным управлением.
2. Как появился термин "Программа"
Само слово программа
происходит от греческого слова «грамма»- «писание» и приставки «про»,
которая здесь означает «наперед». Общий смысл слова «программа» - предначертание, нечто
написанное для будущего. В нашем случае программный механизм определяет всю последовательность
поведения механических людей. И ни одного движения автомата, даже самого незначительного, нельзя
изменить, не внеся в программу поправки! Ну, а что произойдет, если что-то изменится во внешних
условиях при работе автомата? Ну, скажем, если попытаться задержать руку писца, когда он пишет?
Случится одно из двух: или автомат остановится, или... в нем что-то затрещит и он сломается.
Все эти автоматы не могут реагировать на изменения внешних условий, происходящих в процессе их работы.
Тем не менее, программные автоматы стали важным шагом в развитии робототехники.
Уже в начале XIX века появляются прядильные и ткацкие станки-автоматы с программным управлением.
В грозное для Европы время, когда Наполеон завоевывал одну страну за другой и армии нужно было
много тканей, французский изобретатель Жозеф Мари Жаккар нашел способ, которым можно было
бы воздействовать на сложную работу механизмов ткацкого станка. Для этого изобретатель использовал
набор картонных карт с разным расположением отверстий. Именно отверстия и были условным
обозначением порядка работы машины - ее программой. Карта проходила под щупами.
Когда щупы попадали в отверстия, они опускались и с помощью особых устройств перемещали нити
на ткацком станке. Так на тканях получались сложные узоры. Новая карта, новая программа, а значит,
и новый узор. Смена листа картонной карты равносильна замене одного жестко запрограммированного
станка другим, новой конструкции. Это уже был значительный шаг вперед по сравнению
с автоматами Дро. Ведь там каждый механический человек имел свою программу последовательности
действия и переход на новую программу был связан с переделкой всего механизма управления,
Действительно, вряд ли имело смысл строить ткацкие станки, способные вырабатывать только один,
свойственный данной конструкции узор ткани: этот узор людям быстро надоедал.
Идея ввода программы работы автомата с помощью картонных карт и набора щупов оказалась очень удачной.
Со дня изобретения Жаккара прошло более ста пятидесяти лет, однако до сих пор не найдено лучшего
способа выработки тканей, украшенных сложным рисунком.
3. Кто придумал слово "Робот"
Своим названием роботы обязаны совсем не кибернетикам и даже не инженерам, а... писателю. Это Карел Чапек - известный чешский писатель и драматург впервые придумал это слово.
 | В начале тридцатых годов Чапек написал пьесу, которую назвал «RUR». Ее герою, инженеру Россу, удалось изобрести сложную машину, которая могла выполнять все работы человека. Вот эту человекоподобную машину автор и назвал «роботом» . Изобретение Росса сразу же привлекло внимание капиталистов, которые организовали специальную фирму для производства роботов. Роботы имели полное внешнее сходство с человеком и могли выполнять всякую работу. Спрос на них был настолько велик, что завод вскоре перешел на их массовое производство. Хозяева роботов стали заменять ими живых людей на фабриках и заводах. Наконец-то капиталисты почувствовали себя спокойными. Но не надолго! Однажды роботы набросились на людей и перебили их всех. Люди на Земле прекратили свое существование, а их место заняли разумные автоматы... |
Такой финал первой пьесы о роботах оставил глубокий след в душах первых зрителей и сформировал негативное отношение общества к ним на многие десятилетия. Впрочем, техника продолжала развиваться, а люди - строить роботов вне зависимости от эмоций.
Один из первых роботов был построен американским инженером Венсли в 1925 году. Автор дал ему имя мистер Телевокс. Когда у Венсли спросили, откуда это странное имя, он ответил: «Первая половина слова - «теле» - греческая и означает «далекий», вторая - «вокс» - латинская и значит «голос». Своим названием я хотел подчеркнуть способность моего робота отвечать на команды, поданные голосом человека». Внешне мистер Телевокс был не очень привлекателен: квадратная голова с какими-то прямоугольниками вместо глаз и рта, женская шпилька вместо носа, открытое деревянное туловище со сложным переплетением проводов и механизмов внутри и, наконец, нелепые руки и ноги. Телевокс обладал способностью слышать и исполнять несколько различных приказаний, отдаваемых человеком при помощи звуков свистка. Подавая различное число повторных свистков, Венсли мог заставить робота открыть окна, закрыть дверь, пустить в ход вентилятор и пылесос, а также зажечь свет в комнате. Телевокс был не только слышащим и говорящим роботом. Он мог выполнять некоторые домашние работы, заменяя домработницу. Предположим, что хозяйка робота находится в гостях. К своему возвращению домой она хочет иметь горячий ужин. Для этого ей стоит только воспользоваться телефоном и позвонить домой Телевоксу. При помощи свистков можно отдать соответствующее распоряжение, и механический слуга подогреет ужин. Как это он сделает? Очень просто. Уходя из дому, хозяйка должна поставить кастрюлю и сковороды с кушаньями на электрическую плиту. На долю Телевокса тогда останется только включение плиты в электросеть, что он легко сможет сделать самостоятельно.
Очень скоро у мистера Телевокса появились братья. Первым из них был робот Эрик, построенный в 1928 году английским инженером Ричардсом. Этот робот выступил перед публикой 15 сентября 1928 года в Лондоне на открытии ежегодной выставки Общества инженеров. Он произнес речь об итогах истекшего года. Эрика показывали и во многих других городах Великобритании.
4. Рождение "Кибернетики"
Точкой отсчета принято считать 1948 год, когда основоположник кибернетики, выдающийся американский
математик Норберт Винер (1894-1964) опубликовал книгу «Кибернетика»,
в которой очень много говорилось о количественной оценке различных сигналов.
У истоков робототехники стояли талантливые люди.
Сын профессора славистики, выходца из России, Норберт Винер получил ученую степень доктора
философии в Гарвардском университете уже в возрасте 18 лет!
Появление книги как мощный взрыв потрясло весь мир. Именно она провозгласила рождение новой науки -
КИБЕРНЕТИКИ. Винер был ученым широкого профиля.
Он как бы воскресил в наши дни традиции универсализма, процветавшие во времена Декарта, Лейбница и Ньютона.
Широта интересов сочеталась в нем с глубоким убеждением в единстве науки, в необходимости тесного союза
различных ее отраслей.
Больше всего Винер стремился к изучению потаенных богатств «ничейных земель». Так он назвал пограничные
полосы, лежащие на стыках двух или нескольких наук. Именно одна из таких «ничейных областей», расположенная
между математикой, техникой и физиологией, принесла ученому мировую известность.
Кстати, одно из значений греческого слова kebernetes, от которого происходит ее название, - рулевой.
Как ни странно, но практически все создаваемые кибернетические системы на протяжении многих лет обходились
без "человека-рулевого". Совсем недавно, всего несколько лет назад, появилось новое направление - кибернетика
второго порядка (second-order cybernetics). Оно отличается от классического тем, что включает в контур управления,
бывший традиционно чисто машинным, человека-наблюдателя.
5. Кто придумал теорию информации и единицу измерения информации "Бит"
В 1948 году Клод Шеннон, другой американский математик, опубликовал работу «Математическая теория связи».
Фактически работа Шеннона предопределила путь, по которому с тех пор развивается раздел кибернетики
- теория информации
.
С момента появления работы Шеннона математики, физики и инженеры под термином «информация» стали понимать
нечто новое, отличающееся от того, что подразумевается под этим словом в обыденной жизни.
Прочтя книгу, люди говорили, что она пустая или, наоборот, очень содержательная. Но никому даже в голову не
приходило, что можно точно подсчитать, какое количество информации содержится на ее страницах. Еще
более сложным казалась оценка количества информации в звуковых сигналах нашей речи или в телевизионном
изображении!
Но Шеннон смог решить эту проблему, благодаря чему, начиная с 50-х годов нашего столетия человечество измеряет
информацию так же уверенно, как, скажем, длину какого-либо предмета в метрах или его вес в килограммах.
Единицей измерения информации с легкой руки Клода Шеннона стал бит
.
6. История появления "Искусственного Интеллекта"
Исследования по искусственному интеллекту принадлежат к числу тех немногих научных и научно-технических
дисциплин, дата рождения которых может быть указана чуть ли не с точностью до дня. И в то же время, такая
дата у искусственного интеллекта была не одна, а как минимум две, что нередко случается в истории науки.
Действительно, впервые термин "искусственный интеллект" был введен в научную практику летом 1956 года,
когда в г. Дартмусе (США) по инициативе известного американского специалиста по теории и практике ЭВМ
Джона Маккартни собрались многие "крестные отцы" кибернетики – К. Шеннон, М. Минский, Г. Саймон, А. Ньюэлл
и другие – с целью обсудить возможность реализации проекта создания искусственного интеллекта. Термин
"искусственный интеллект" был введен даже в название конференции – Dartmouth Summer Research Project
on Artificial intelligence, и очень скоро вошел в научный обиход.
Участники дартмусской конференции 1956 года не могли обойти вниманием одну более раннюю работу, прямо
относящуюся к проблематике искусственного интеллекта (хотя этот термин в ней не использовался) – статью
видного английского математика Алана Тьюринга "Computing machinary and intelligence", опубликованную в
октябрьском номере журнала "Mind" в 1950 году. Октябрь 1950 года – это вторая (а исторически первая) дата
возникновения исследований по искусственному интеллекту. В этой статье А. Тьюринг сформулировал свой
знаменитый тест, согласно которому компьютер демонстрирует интеллектуальное поведение в том случае,
если он способен действовать так, что наблюдатель не в состоянии решить, имеет ли он дело с компьютером
или с человеком. Все по-взрослому!
Вот так...
А то - Азимов, Азимов... :)))
Удачи вам!
Спасибо Владимиру Канивец (Портал любителей робототехники - Robo.com.ua) за предоставленный материал
Мы подготовили статью об
Человечество всегда максимально старалось облегчить повседневную жизнедеятельность и работу. И в ходе этой эволюции возник класс машин - роботов, а вместе с ним и целое направление - робототехника. Одной из стран, в которой эта дисциплина развита наиболее активно, является Япония. Разработчики планируют применять роботов не только , но и в бытовых условиях. Ученые надеются, что уже в ближайшие десятилетия станут таким же привычным явлением, как использование смартфонов.
Однако с чего начинались робкие шаги истории робототехники?
I-III вв. н.э.
Здесь берет начало история роботов. Первые статуи богов с движущимися конечностям и головой в Древнем Египте, Вавилоне, Китае. Автоматический шар, созданный Архимедом, с отражением небесных светил. Автоматические системы Герона Александрийского для продажи святой воды.
Средние века
Наиболее популярными тогда были автоматические часовые механизмы и человеческие фигуры, которые двигались.
В 1495 году - проект Леонардо да Винчи - механический человек.
В середине 1700-го часовщики Пьер-Жаке Дро и его сын Анри-Луи Дро развивали автоматические системы. От имени последнего и произошло слово «андроид».
К 1805 году возникают механизмы, дающие начало созданию автоматических станков.
Увидела свет пьеса Rossumovi univerzální roboti («Россумские универсальные роботы») чешского автора Карла Чапека, которая дала миру слово «роботы» - создания, механически и интеллектуально совершеннее человека.
Наиболее широко и значимо в литературе тема робототехники раскрылась в , в цикле рассказов «Я, робот». Сейчас, кажется, о трех законах робототехники знает даже далекий от этой сферы человек.
1928 г. - «Мистер Телевокс» (автор - инженер Дж. Уэнсли, США) - робот-гуманоид, выполняющий движения по команде. Еще один робот - «Естествоиспытатель» (доктор Нисимура Макота) - андроид, положивший начало японской истории роботостроения. Умел двигать конечностями и головой:
Технический прогресс в робототехнике двигался в направлении систем совершенствования управления. Развитая система сенсоров характерна для таких робототехнических систем: Unimate, Hitachi, Westinghouse.
Период с 1970-го по 2000-й характеризуется активным ростом и развитием отрасли: использованием новых контроллеров, развитием языков программирования, запуском первых роботов в космос и возникновением машин, создающих роботов.
Двухтысячные годы ознаменовались .
Фантасты 50-х представляли себе 2000 год с летающими машинами и роботами, живущими бок о бок с человеком.
Как мы видим, этого пока не случилось, тем не менее сфера робототехники постепенно развивались в течение десятилетий, иногда стремительно затем ее развитие приутихло, но в настоящее время вновь возобносила небывалый рост. Каждый месяц производятся тысячи различных промышленных роботов, разрабатываются гуманоиды и андроиды, ученые всего мира работают созданием искусственного интеллекта, и все это -только начало.
Робототехника - это не самостоятельная отрасль, прежде всего это синергия всех последних достижений технических, естественных наук и информационных технологий.
Когда мы говорим "робот", то люди далеки от техники его примерно так и представляют как в советских фантастических фильмах с железными руками и ногами. Конечно, мы вкладываем в это понятие гораздо более широкий смысл.
Выделяют следующие группы роботов:
1. Промышленные - когда говорят "роботизация" имеют ввиду прежде всего развитие этой сферы.
2. Военные - единственный вид, который получил развитие в России, к ним же можно отнести роботов ливидаторов различных аварий и природных катаклизмов.
3. Космические - к ним относятся и спутники, планетоходы и антропоморфные роботы, помогающие космонавтам.
4. Бытовые - уборщики, кухонные роботы, роботы - компаньоны.
5. Андроиды, гуманоиды - различные антропоморфные роботы, чьей целью является усовершенствование "человекообразности" роботов для различных социальных целей.
История робототехники
Автоматизация и роботизация производства в капиталистическом мире началась в 50-е годы XX века. Именно к тому времени можно отнести появление первых промышленных роботов. Они осуществляли сборку оборудования, и простейшие монотонные операции.
Первый такой робот был разработан изобретателем самоучкой Джоржем Деволом в 1954 году. Робот-манипулятор весил две тонны и управлялся программой записанной на магнитном барабане. Система получила название Unimate на новое устройство был оформлен патент и а в 1961 изобретатель основал компанию Unimation.
Первый робот был установлен на заводе Дженерал Моторс (на литейном участке) в 1961 году. Затем новинка была опробована заводами Chrysler и Ford,
Система Unimate применялась для работы с литыми металлическими деталями, которые манипулятор извлекал из форм отливки. Захватиное устройство управлялось гидроприводом.
Робот имел 5 степеней свободы и захватное устройство с двумя "пальцами". Точность работы была весьма высока до 1,25 мм. И был эффективнее человека - работал и быстрее и с меньшим количеством брака.
В 1967 промышленные манипуляторы приходят Европу. Они уже расширяют свой функционал, осваивают профессии сварщика, маляра. У робота появляется "техническое зрение" посредством видеокамер и датчиков, он учится определять габариты изделий и место их расположения.
В 1982 году IBM разрабатывает официальный язык для программирования робототехнических систем. В 1984 - компания Adept представила первый робот Scara с электроприводом .
Новая конструкция сделала роботы более простыми и надежными, сохранив высокую скорость.
В 90-е появился контроллер с интуитивным интерфейсом управления, которому мог управлять оператор, он мог изменять параметры и регулировать режим работы. С тех пор возможности управления роботами и их функиции только развивались, увеличивалась их сложность, скорость, число осей, стали использоваться различные материалы, шире становились возможности разработки и управления, было сделано несколько первых уверенных шагов в сторону искусственного интеллекта.
В то же время в СССР был фактически лидером в робототехнике. Началось все еще в 30-е годы. В 1936 году 16–летний советский школьник Вадим Мацкевич создал робота, который умел поднимать правую руку. Для этого он потратил 2 года работы в токарных мастерских новочеркасского Политеха. Ранее, в 12 лет создал маленький радиоуправляемый броневик, стрелявший фейерверками. На "робота" Мацкевича обратили внимание власти и в 1937 году он представлял его на Всемирной выставке 1937 года в Париже.
На рубеже 30 - 40-х гг. XX в. в СССР также появились автоматические линии для обработки деталей подшипников, а в конце 40-х гг. XX в. впервые в мировой практике было создано комплексное производство поршней для тракторных двигателей с автоматизацией всех процессов - от загрузки сырья до упаковки готовой продукции.
В 1966 в Воронеже был изобретен манипулятор для укладки металлических листов, в 1968 в Ленинграде году разработали подводный робот "Манта" с чувствительным захватным устройством - в дальнейшем он совершенствовался. В 1969 году в ЦНИТИ Миноборонпрома приступили к разработке промышленного робота «Универсал-50». В дальнейшем активно внедрялись автоматизированные системы на крупные производства.
В 1985 году уже использовалось 40 тыс промышленых роботов и в несколько раз превосходило количество, используемых в США. Автоматизированые линии вовсю работали на АвтоВазе в 80-е года и даже подвергались атакам работников-"хакеров".
Были крупные военные и космические разработки. Уникальным достижением по тем временам был беспилотный разведчик ДБР-1, который был принят на вооружение ВВС СССР еще в 1964 году. Такой аппарат мог выполнять разведывательные задачи над всей территорией Западной и Центральной Европы.
Одним из самых заметных достижений отечественной робототехники и науки стало создание в КБ им. Лавочкина «Лунохода-1». Именно советский аппарат стал первым в мире планетоходом, который успешно выполнил свою миссию на поверхности другого небесного тела.
В 1983 году на вооружение ВМФ СССР был принят уникальный противокорабельный комплекс П-700 «Гранит». Его особенностью стало то, что при залповом пуске ракеты могли самостоятельно выстраиваться в боевой порядок и во время полета обмениваться между собой информацией, самостоятельно распределяя цели. При этом одна из ракет комплекса могла играть роль лидера, занимая более высокий эшелон атаки.
Развивались и "роботы-гуманоиды": в 1962 году появился первый робот экскурсовод Рэкс - он проводил экскурсии для детей в Политехническом музее. Говорят, он все еще там "работает".
В Советском Союзе было выпущено более 100 тыс. единиц промышленной робототехники. Они заменили более одного миллиона рабочих, но в 90-е годы эти роботы исчезли.
В дальнейшем развитие робототехники идет ударными темпами, потому что развивается ключевые отрасли - физика, химия, электротехника и главное - электроника. На смену вакуумным лампам пришла силовая электроника, позже микросхемы, затем микроконтроллеры... Появляются новые материалы, новые способы автоматизации и методы программирования.
Но к России и СНГ это не уже не относится. Прежде всего развитие происходит в США, в Юго-Восточной Азии и Западной Европе.
На производствах внедряются управляемые роботизированные линии, роботы манипуляторы используются во всех отраслях промышленности, в сельском хозяйстве, медицине, в космосе и, конечно, в быту.
В некоторых отраслях до 50% работ выполняют промышленные роботы, например в автомобилестроении они могут сварить, покрасить, и переместить детали на другой участок сборки, где ими займутся другие роботы.
Существуют даже 100% автоматизированные фабрики. В Японии есть завод где роботы сами собирают роботов. И даже готовят еду для 2000 человек - офисного центра, обслуживающего этот завод.
В 90-е годы наблюдался некоторый спад. Внедрение роботов, использующих существующие в то время технологии, на производство не принесло ожидаемой прибыли и финансирование некоторых крупномасштабных проектов было приостановлено. По ряду причин - и экономических, и социальных - ожидаемого бума не произошло, они остались как нишевая продукция для автосборочных и ряда других производств.
Резкий скачок произошел только в середине нулевых и это развитие продолжается. Прежде всего из-за того, что в робототехнике заинтересовались военные...
Остановить уже развитие невозможно и все странам, желающим быть в авангарде мировой промышленности приходится это принимать и догонять.
Устройство робота и задачи робототехники
Выделяют шесть общих задач роботехники:
- Перемещение - передвижение в любой среде
- Ориентация - осознавать свое местоположение
- Манипуляция - свободно манипулировать предметами окружающей среды
- Взаимодействие - контактировать с себеподобными
- Коммуникация - свободно общаться с человеком
- Искусственный интеллект - робот должен самостоятельно решать как ему выполнить команду человека
Самое оптимальное перемещение робота на колесах и гусеничной платформе. Именно эти способы обеспечивают наибольшую устойчивость и проходимость.
У колесных платформ с проходимостью сложнее - колесо не может преодолеть препятствие выше, чем его радиус. Колесные схемы постоянно совершенствуются, используются мощные серводвигатели , разрабатывается независимые подвески, применяются покрышки с грунтозацепами.
Устойчивы четырехноние и инсектоморфные роботы (это значит в форме насекомых, несколько "ног", обычно 6) Такие устройства часто используются для военных целей.
Ходить на двух ногах робот учился очень долго. Из всех существующих с этим хорошо справляется только гуманоид ASIMO от Honda он умеет не только устойчиво ходить, но и подниматься по ступеням, компания его разрабатывала более 25 лет
Большинство же человекоподобных роботов пока передвигаются на платформе.
Кроме хождения по земле опреденные модели могут ползать, плавать и летать.
Ориентрируется в пространстве робот с помощью датчиков, сенсоров, видеокамер, имеет способность "видеть" в инфракрасном диапазоне, улаваливать ультразвуковые колебания и воспринимать тепловое излучение.
Управлять может и оператор, он может находиться в той же комнате или за несколько километров.
Все озвученные задачи робототехники в той или иной мере решаются. Робот становится совершеннее, он умеет сотрудничать с другими роботами, учится общаться человеком и лучше его понимать.
Интересная схема обучения космического робота-спутника, вероятно этот же принцип используется для настройки других робототехнических систем. "Эмоциональное обучение", как называют его разработчики. Суть его в том, что в нем закладывается "аппарат эмоций", который сообщает спутнику что для него "хорошо", а что "плохо". Хорошо - если он нацеливается на конкретный заданный обьект - это увеличивает оценку, плохо - если от него отклоняется - оценка будет уменьшена. Ну и так пока устройство не станет стабильным "хорошистом".
Например, это может пригодиться для космических телескопов. Обучение проводится с помощью оператора и занимает около 20 минут, результат отображается в базе знаний.
Конкретно это описанное устройство космонавт может выбросить в открытый космос: остальные действия спутник выполнит сам. В концепте разработана модель нервной системы, которая логически следует из тех условий, в которых работает нервная система всех живых организмов.
Робототехника будущего может самостоятельно собирать новые знания, анализировать их и применять на практике.
1500 год . Франция поражена механизированным львом Леонардо да Винчи. Когда король посещал Милан, этот механизм двигался и представлял герб государства.
1617 год. Джон Непер разрабатывает элементарное вычислительное устройство.
1623 год. Вдохновлённый разработками Непера, Вильгельм Шиккард из Германии создаёт счётную машину, работающую с шестиразрядными десятичными числами.
1642 год. Паскаль излагает видение механизированной машины, способной слагать и вычитать числа самостоятельно.
1878 год. На Всемирной выставке в Париже Пафнутий Чебышев презентует стопоходную машину, движения которой подобны шагам лошади. Этот механизм даёт новый толчок развития технологий роботостроения.
1891 год. Мечта о беспроводной электрификации города привела Николу Тесла к изобретению катушки, производящей напряжение высокой частоты. Принцип действия объяснял природу возникновения электричества и возможности его использования.
1893 год. Тесла создаёт асинхронный двигатель, питающийся от сети переменного тока. Опираясь на различая в скорости движения и направления вращения магнитных полей статора и ротора, достигается вращение ротора.
1894 год . Никола Тесла патентует электродинамическую индукционную лампу, обладающую рядом конкурентных преимуществ, по сравнению с аналогами того времени.
1898 год. Научная мысль Теслы привела его к открытию первого в мире пульта дистанционного управления. Он был установлен на лодке, винт и руль которой контролировались при помощи радиоволн.
История развития роботов (XX век)
1913 год. Создание Чарльзом Маколи машины, находящей решения логических проблем.
1921 год. Первое упоминание слова «робот» (robota с чешского) в пьесе «R.U.R.» Карела Чапека.
1934 год. Создание индустриального конвейерного робота для покраски поверхностей.
1946 год. Презентация механизма управления машинами посредствам магнитного записывающего устройства.
1950-е года Активная разработка механических манипуляторов, которые копировали движение человеческих рук для внедрения на радиоактивные производства.
1963 год. На выставке в Калифорнии представлена искусственная рука Rancho Arm, сопоставимая с человеческой.
1971 год. Изобретение первого в мире микропроцессора.
1980 год. Сильнейший скачок роста рынка робототехники, произошедший благодаря коммерческой реализации японских роботов, производимых на базе высоких технологий.
1992 год. К Марку Торпу, в ходе разработки робота-пылесоса, приходит мысль организовать бои роботов.
Роботы XXI века
2000 год. Фирма Electrolux в эфире телеканала BBC представила робот-пылесос Trilobite, который самостоятельно передвигался по помещению и собирал пыль. Через 4 года на свет вышло второе поколение этой модели. Усовершенствования коснулись не только дизайна, но и функционала: он «научился» объезжать препятствия, «знал» когда нужно возвращаться к зарядному устройству, при этом уровень шума был значительно снижен.
2001 год. Изобретение гибкого дисплея FOLED, в котором был использован гибкий пластик (или металлическая пластина) в качестве подложки.
2002 год Ознаменовался началом эры планшетов, у истоков которой стоял Microsoft Tablet PC – первый планшетный компьютер.
2003 год. В свет выходит QRIO. Детский робот, в котором заложена основа адаптивного поведения, может держать равновесие, стоя на одной ноге, использует в речи более 60 000 слов и танцует.
2004 год. Марк Тилден создает первую коммерчески успешную игрушку робота Robosapien.
2005 год. Военная робототехника прославилась изобретением PackBot с системой REDOWL. Противоснайперская программа различала звук выстрела среди всех остальных и точно определяла координаты стрелявшего. Затем, производилось наведение лазерного прицела на цель.
2006 год. Лаборатория NEC System Technologies представила робота-дегустатора. Помимо возможности распознать продукт, он давал советы по сочетанию закусок и напитков менее чем за полминуты.
2007 год. Испытания тестового робота-милиционера Р-БОТ 001, проводимые МВД России в городе Пермь.
2008 год. В Европейском совете ядерных исследований разработали проект Большого андронного коллайдера, предназначенного для изучения продуктов соударений на высокой скорости протонов и тяжёлых ионов.
2009 год. Создание первого биологического 3D-принтера, способного на микроуровне воссоздавать архитектуру ткани организма.
2010 год. Корейская фирма Ilshim Global презентует первого в мире робота для мойки окон Windoro, который самостоятельно определяет размер поверхности и выстраивает маршрут
2011 год. Доставлен на МКС робот НАСА Робонавт-2
2011 год. Компания Inventist под началом Шейна Чена патентует первое моноколесо Solowheel, отличающееся от более ранних аналогов отсутствием сиденья и наличием системы гироскопов. Новшества позволили наладить массовое производство устройства.
2012 год. Военные научные разработки в области взрывчатых веществ привели к открытию самой мощной на сегодняшний день взрывчатки - гексанитрогексаазаизовюцитан.
2013 год. На Международную Космическую Станцию прибывает робот-астронавт японского производства.
2013 год. Запатентовано первое двухколёсное самобалансировочное средство передвижения – гироскутер.
2014 год. Беспроводная электроэнергия. Первые удачные испытания катушки, генерирующей электрическое поле. Это изобретение позволяет в радиусе 2,5 метров заряжать электронные устройства, освобождая их от розетки и проводов.
2015 год. Настоящим переворотом в электрическом автомобилестроении стала презентация внедорожника Tesla Model X, который способен без подзарядки преодолеть 402 км. А разгон до 100 км/ч осуществляется за 3 секунды.
2016 год. Исследования в области медицины, направленные на помощь людям, страдающим когнитивными расстройствами, привели к появлению коллекции посуды Eatwell Assistive Tableware. Она разработана с учётом всех особенностей приёма пищи людей с болезнью Альцгеймера.
2017 год. Основное направление робототехники текущего года – это прогресс искусственного интеллекта. Главная цель разработок – приучение ИИ к саморазвитию, мгновенному приспосабливанию к изменяющимся факторам внешней среды и поиск оптимального решения поставленных задач.
В течении ближайших 10 лет планируется выход на глобальный рынок сразу нескольких разрабатываемых проектов:
- AEROWORKS – роботы-квадрокоптеры, контролирующие работу производственных объектов;
- FLOBOT – улучшенная модель уборщиков, предназначенная для эксплуатации в огромных промышленных помещениях;
- Робот-сиделка для больных в период реабилитации после сложных операций;
- EurEyeCase – высокоточные хирурги, специализирующиеся на операциях сетчатки глаза;
- Роботы-фермеры, выполняющие полный спектр сельскохозяйственных операций, начиная с подготовки грунта, заканчивая сбором урожая.
В XII веке араб Аль-Джазире придумал и сконструировал несколько механических устройств, которые могли воспроизводить музыку. Однако как эти устройства выглядели, хорошо ли играли и можно ли их назвать первыми роботами, до сих пор неизвестно. В чертежах Леонардо да Винчи найдены изображения механического человека. Гений предполагал, что его устройство сможет сидеть и даже двигать . Немецкий философ Альбер Великий не просто изобрел, а еще и сконструировал робота, которого назвал железным слугой. Согласно некоторым источникам, устройство могло не только передвигаться и совершать несложные действия, но и отвечать на простые вопросы. Однако ученик философа по имени Фома посчитал железного слугу дьяволом и уничтожил изобретение своего учителя.
В XVII веке различными людьми создавались все новые и новые «разумные машины». Изобретатели уверяли, что их творения вскоре избавят людей от тяжелой работы. Однако во всех случаях оказывалось, что внутри механизма прятался живой человек. Известен случай, когда механический человек, созданный В. Кемпеленом, умел играть в шахматы. Однажды во время одной из партий стоявшие вокруг шахматного стола зрители бросились к выходу, где-то слышались крики «Пожар! Пожар!». Испугался и механический шахматист. Оказалось, что на ложную тревогу среагировал и человек, который управлял устройством. В 1738 году человекоподобного робота создал француз Ж. Вокнасон. Его творение умело играть на флейте. О дальнейшей судьбе данного андроида ничего неизвестно.
XX век
В 1927 году американский инженер по фамилии Уэксли принял участие во Всемирной выставке, проходившей в Нью-Йорке. Там он продемонстрировал свое изобретение – похожего на человека робота, который подчинялся голосовым командам и мог выполнять простые движения.
В середине XX века было преодолено стремление сделать роботов человекоподобными. Инженеры посчитали, что в ряде случаев гораздо удобнее передвигаться на гусеницах или на . В 50-х годах появились манипуляторы, управляемые человеком, которые облегчили работу с радиоактивными материалами. В 60-х годах был запатентован самоходный робот, представлявший собой тележку с камерой и микрофоном. Это устройство должно было проводить разведку в местах радиоактивного заражения и передавать информацию в штаб.
В 1962 году в США началась эра промышленного роботостроения. Роботы получили названия «Версатран» и «Юнимейт». Они были оснащены манипуляторами, похожими на руку человека, но большего сходства с людьми инженеры решили не делать.
Со временем появились инновационные роботы: разведчики, уборщики, официанты и даже робот-милиционер. Презентация последнего состоялась в 2009 году. Этот робот оснащен
