История развития робототехники

Проблема.

    В этом году я столкнулся с проблемой выбора профессии. Для того чтобы выбрать ту или иную профессию необходимо просмотреть большое количество сайтов, найти и прочитать информацию в СМИ. Я хотел бы стать робототехником, специалистом, который занимается созданием роботов, так как я считаю, что у этой профессии широкое будущее. Полной информации о такой профессии, как робототехника, находящейся в одном источнике нет, поэтому я и решил выполнить проектную работу по данной теме.

Цель проекта: всесторонне изучить данную профессию, узнать, что она представляет собой на данный момент, каковы перспективы её дальнейшего развития, возможности получения профильного образования.

Задачи проекта:

*изучить литературу и интернет -ресурсы по данной теме.

*проанализировать собранную информацию.

*сделать выводы.

 

П рактическая значимость проекта заключается в том, что полученные знания и навыки работы, полученные при подготовке данного проекта, пригодятся мне  в дальнейшей учебе. Я думаю, данную  работу можно также  использовать для проведения классных часов в профориентационной работе в старших классах.

Гипотеза. Очень бы хотелось верить, что дальнейшее развитие робототехники позволит людям меньще заниматься монотонной, опасной и тяжёлой физической работой. Люди смогут больше времени уделять саморазвитию, самосовершенствованию и творчеству.

Что такое робот и робототехника?

— Ты всего лишь машина.

 Только имитация жизни.

 Робот сочинит симфонию?

 Робот превратит кусок холста

в шедевр искусства?

 — А Вы?

(Фильм – «Я робот»)

 

Что же такое робот? Карел Чапек (чешский писатель, прозаик и драматург, переводчик, фантаст.) ввел в нашу речь слово «робот». Робот – это автоматическое устройство, имитирующее движения и действия человека, это механические помощники человека, способные выполнять операции по заложенной в них программе и реагировать на окружение.

Робототехника (от «робот» и «техника») - прикладная наука, занимающаяся разработкой автоматизированных технических систем.

Понятие «робототехника» принадлежит Айзеку Азимову ( американский писатель-фантаст русского происхождения, популяризатор науки, биохимик.), впервые оно появилось в 1941 году. А в 1942 году он сформулировал 3 закона робототехники:

- Робот не может навредить человеку или, бездействуя, допустить, чтобы человеку был нанесен вред;

- Робот должен подчиняться приказам, которые дает ему человек за исключением случаев, когда такие приказы противоречат первому правилу;

- Робот должен защищать свое существование до тех пор, пока эта защита не противоречит первому или второму правилу.

Робототехника опирается на такие дисциплины как электроника, механика, программирование. Выделяют строительную, промышленную, бытовую, авиационную, военную, космическую робототехнику. При создании робототехники нужно руководствоваться правилами, дружественное отношение к человеку должно быть главным в программировании роботов.

История развития робототехники

Роботы ассоциируются у большинства людей исключительно с новыми технологиями. Однако идее создавать машины подобные людям, уже сотни лет. Существа, напоминающие современных роботов, можно найти даже в мифологии и литературе.

Оказывается, первые мысли о созданию роботов возникли еще до нашей эры: в середине 3-го тысячелетия египтяне изобрели «думающих машин» - внутри статуй прятались жрецы, чтобы давать предсказания и советы.

Наиболее популярными в средние века были автоматические часовые механизмы и человеческие фигуры, которые двигались. Так в 1495 году Леонардо да Винчи создает проект механического рыцаря, чтобы показать, что машина может двигаться, как человек. Но Леонардо так его и не сконструировал. Это изобретение эпохи Возрождения считается первым в истории роботом.

Не остались в стороне и русские механики. Иван Петрович Кулибин в 1769 году сконструировал часы в оригинальной форме в виде гусиного яйца. Часы показывали не только секунды и часы, но также времена года и фазы Луны, при этом они каждый час открывались, а в полдень играла музыка.

В середине 1700-го года часовщики Пьер-Жаке Дро, и его сын Анри-Луи Дро развивали автоматические системы. От имени последнего и произошло слово «андроид». Так они создали автомат - чертежник. Это сидящая за столом девочка, которая выписывала аккуратным почерком буквы, слова и даже могла нарисовать собаку. При этом она плавно покачивала головой и опускала веки в такт движения руки. Затем были другие подобные автоматы.

В 1805 году возникают механизмы, дающие начало созданию автоматических станков. В конце 19 века 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 работах Айзека Азимова, в цикле рассказов «Я, робот». Сейчас, кажется, о трех законах робототехники знает даже далекий от этой сферы человек.

В 1890 году Никола Тесла изобретает пульт дистанционного управления. Без этого устройства многих современных роботов невозможно было бы привести в движение. В 1898 г. Тесла испытал радиоуправляемое судно, после чего шествие роботов по миру было уже не остановить.

Один из первых роботов был построен американским инженером Венсли в 1925 году. Автор дал ему имя мистер Телевокс. Телевокс обладал способностью слышать и исполнять несколько различных приказаний, отдаваемых человеком при помощи звуков свистка. Он мог выполнять некоторые домашние работы, заменяя домработницу.

В 1936 году советским школьником Вадимом Мацкевичем был создан настоящий робот, который мог поднимать правую руку – это первый робот андроид в России. В 1937 году он был удостоен диплома Всемирной выставки в Париже.

1937 г. – Elektro, ставший знаменитым в свое время (компания Westinghouse), – имел рост 2,5 метра и продвинутую электрическую систему управления, выполнял 26 предопределенных команд и мог составить компанию курильщику, если ему предложат сигарету. У Elektro был друг – робот-собака Sparko.

1950–2000 годы - это период, отличающийся первыми коммерческими успехами промышленных роботов и их последующим совершенствованием.

1947 г. – начало разработки промышленных роботов, когда в Америке был внедрен первый автоматический электромеханический манипулятор, названный промышленным роботом.

В начале 1960-го года набирает популярность роботизированное производство и использование первых «умных машин».

1961 г. – компания Unimation внедряет роботов на производственные линии заводов General Motors в Нью-Джерси. В 1965 году Ральфом Мошером, инженером компании General Electric был разработан робот Walking Truck для переноски грузов и ряда схожих функций.

В 1967–1969 годах происходит развитие и использование роботов на предприятиях Европы, а также активная стадия роботизации в Японии (робот Unimate Kawasaki 2000).

Технический прогресс в робототехнике двигался в направлении систем совершенствования управления. Развитая система сенсоров характерна для таких робототехнических систем: Unimate, KUKA, FANUC, 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 выпуском андроидов и гуманоидов.

1999 г. – робот-собака AIBO, созданная компанией Sony. Наиболее продвинутая разработка на данный момент. Ведет себя как полностью живой организм, выполняя основные для собаки команды. Он может сам развиваться, взаимодействуя с хозяином и обстановкой. Любопытный факт: владельцы отмечают, что AIBO любит «смотреть» телевизор. В 2006 г. корейская фирма Dasarobot выпустила аналог робота-собаки Genibo.

В 2000 году впервые появился ASIMO первый в линейке шагающих роботов. Разработчик – компания Honda. ASIMO умеет передвигаться, вступать во взаимодействие с людьми и выполнять бытовые задачи.

В 2004 году Марк Тилден канадский физик создает игрушку «Робосапиен» - робота-гуманоида для массовой продажи. Пройдя несколько модификаций, он стал наилучшей системой для общения и развлечений. К настоящему времени роботы продолжают развиваться и уже способны не только самостоятельно передвигаться, но и переносить грузы, играть на музыкальных инструментах, изображать домашних животных, собирать образцы породы на Марсе, обеспечивать работу международной космической станции, а также участвовать в поиске и спасении людей в чрезвычайных ситуациях.

BigDog – боевой четырёхногий робот, созданный в 2005 году Boston Dynamics совместно с Foster-Miller и NASA.

В 2013-м Boston Dynamics показала миру другой проект: робот Atlas. Разработка предназначена для перемещения по неровной местности на двух ногах. К настоящему моменту проект совершенствуется и проходит ряд испытаний.

iCub – этот робот-ребенок появился в 2004 году благодаря проекту RobotCub Consortium с целью проверки теории о когнитивном познании.

 

 

NAO – разработка, созданная в 2008 году и достигшая численности свыше 5000 роботов к настоящему моменту. Человекоподобный и дружелюбный робот для дома, университетов и лабораторий, созданный для помощи в научных исследованиях и образовании. Он помогает учащимся в освоении компьютерных наук, математики и физики, а также в области взаимодействия робота и человека.

2014 г. – Aiko Chihira (Айко Чихира) – робот-гуманоид от Toshiba начал работать в торговом центре Мицукоси в Нихонбаси, Токио. Он говорит на японском (хотя в презентации на CES 2015 неплохо справлялся с английским) и владеет языком жестов. Айко помогает ориентироваться в торговом центре.

Виды роботов

 

Конструкция роботов, их внешний вид и их назначения могут быть самыми разными. Одни роботы созданы, чтобы упростить человеку работу или сделать ее безопаснее. Другие – ради развлечения. Промышленные роботы составляют больше 80% от всех существующих на сегодня устройств. Выделяют роботов трех поколений.

  Роботы первого поколения - это роботы с программным управлением, предназначенные для выполнения определенной, жестоко запрограммированной последовательности операций.

Роботы второго поколения – это «очувствленные» роботы, предназначенные для работы с объектами произвольной формы, осуществления сборочных операций, сбора информации о внешней среде с помощью большого количества сенсоров.

Роботы третьего поколения - это так называемые интеллектуальные, или разумные, роботы, предназначенные для воспроизведения физических и двигательных функций человека, для решения интеллектуальных задач.

В последнее время роботы получают большое применение в медицине, разрабатываются модели хирургических роботов. Промышленные роботы выполняют такие задачи: сортировка, перемещение грузов, выполнение сварочных работ. При проведении под водой обследования опасных объектов службы МЧС России используют подводные роботы «Гном».

Боевые роботы являются устройствами телеприсутствия, но немногие модели способны уже выполнять задачи без человека. Российские ученые разработали робота шахматиста, который смог обыграть известных гроссмейстеров. Роботы широко используются в образовании – японский гуманоид может общаться на разных языках, давать задания, менять мимику.

Человек постоянно контролирует роботов и определяет, чем и как они будут заниматься.