Робототехника в 21 веке

БПОУ ОО «Мезенский педагогический колледж

Человек и робот

Содержание:

Введение 1

Истрия создания 2

Робототехника в 21 веке 5

Основные законы робототехники 6

Заключение 7

Список использованной литературы 7

В данной статье даются понятия робота и робототехники, рассматривается краткая история её развития и применение робототехники в настоящее время.

Определение

Робот - это механическое или виртуальное искусственное устройство, обычно электромеханическая машина, действующая под руководством компьютерной программы или электронной схемы. Это слово впервые употребил в 1920 г. Карел Чапек в пьесе «Россумские Универсальные Роботы».

Робототехника – наука, занимающаяся разработкой автоматизированных технических устройств и систем на базе электроники, механики и программного обеспечения. Кибернетика («искусство управления» - др.-греч.) — наука об общих закономерностях процессов управления, передачи и преобразования информации в различных системах – технических, биологических или общественных.

До нашей эры. Первое упоминание о роботах встречается в середине III тыс. до н. э., когда у египтян появилась идея создания «думающих» машин. Для этого внутри статуй прятались жрецы, которые делали предсказания и давали советы.

В еврейской мифологии рассказывается, что царь Соломон в 10-ом веке до н. э. построил трон с механическими животными, которые приветствовали его, когда он садился на него — орёл возлагал корону на его голову, голубь приносил ему свиток Торы, а золотые бык и лев помогали ему подняться на трон. В 8-ом веке до н. э. в "Илиаде" Гомера упоминаются "механические слуги". В 5-ом веке до н. э. в работах Платона высказываются идеи, связывающие человеческое мышление и машины, а в 1-ом веке до н. э. в книге "Пневматика" Герон Александрийский описывает десятки различных автоматических механизмов. В его "театре автоматов" описано целое представление, которое разыгрывали фигурки-куклы, приводимые в движение с помощью системы зубчатых колес, блоков и рычагов.

Дальнейшая история развития робототехники неразрывно связана с развитием науки и техники, с открытием электричества.

Средние века. Леонардо да Винчи спроектировал (а, возможно, собрал и испытал) механического рыцаря, облачённого в броню. По всей видимости, он явился первым антропоморфным (человекоподобным) роботом, запрограммированным на имитацию человеческих действий.

В 18-ом веке немецкий изобретатель Фридрих фон Кнаус создал андроида - человекоподобного робота, способного держать перо и писать 107 различных слов. Робот рисовал карандашом на листе, время от времени останавливался, созерцал нарисованное, затем дул на бумагу, чтобы удалить с неё соринки. Среди прочих рисунков он рисовал портрет короля Луи XV. Другой робот фон Кнауса - девушка-музыкант. Она сидела за фисгармонией, пальцы её рук бегали по клавишам, голова поворачивалась, как бы следя глазами за движением рук.

В 1886 г. П. Л. Чебышёв создал устройство типа механической лошади. Оно имитировало ходьбу лошади, но на лошадь оно похоже не было – это была так называемая стопоходящая машина. Была представлена на Парижской выставке.

В 1900 г. Луи Филипп Перью в Америке создал «Автоматического Человека». "Этот гигант из дерева, каучука и металлов, который ходит, бегает, прыгает, разговаривает и закатывает глаза, — практически во всём в точности подражает человеку"- с восторгом писали о нём газеты. Автоматический Человек был ростом 2,25 м, одет был в белый костюм, носил гигантскую обувь и соответствующую шляпу.

Наше время. В 20-ом веке роботы активно используются в кинематографии. В 1927 г. Фриц Ланг, немецкий кинорежиссёр, снимает фильм "Metropolis". В нём участвует робот «Мария» - первый робот в кинематографе.

В 1963 г. в американском фантастико-приключенческом фильме “Ясон и аргонавты”, созданном на основе древнегреческого мифа появляется робот – 30-метровый бронзовый великан «Талос».

В 1960 г. построен первый промышленный робот "Versatran", предназначенный для практического промышленного использования. Он разработан в компании AMF (American Machine and Foundry) Джонсоном и Миленковичем. Робот имел три степени подвижности. Управление им осуществлялось с помощью магнитной ленты.

Промышленные роботы могут выполнять как основные технологические операции, например, сварку, окраску, сборку, так и вспомогательные операции - загрузку-выгрузку технологического оборудования, транспортные операции и др. При использовании сменной технологической оснастки выполняемые операции могут выполняться одним роботом. Подобные роботы нашли широкое применение в автомобильной промышленности, так существуют цеха, где все операции выполняются роботами.

В 1961 г. в университете Джона Хопкинса было создано кибернетическое устройство, получившее известность как "Животное Хопкинса". Под управлением транзисторных схем "Животное" блуждало по коридорам физической лаборатории, пока не "чувствовало" разрядку аккумуляторных батарей. После чего с помощью специального оптического фотоэлемента начинало искать на белых стенах лаборатории черные розетки. Найдя такую розетку, "Животное" с помощью специальной чувствительной руки со штепселем заряжало свои батареи и снова переходило в режим "блуждания". Поведение "Животного" можно сравнивать с поведением одноклеточных организмов, подобных амёбе.

Особо следует выделить роботы, управляемые компьютерами. Так в 1954 г. Джордж Девол разрабатывает первого промышленного программируемого робота и вводит термин Universal Automation. А в 1956 г. Клод Шеннон в MIT выдвигает идею создания «чувствующего» робота. Этот робот собирает разбросанные по поверхности стола кубики и укладывает их в ящик. Аспирант MIT Генрих Эрнст, реализуя эту идею, конструирует «чувствующую» руку-манипулятор, управляемую компьютером.

Рисунок 1

Современная робототехника развивается бурно, конструкции и алгоритмы становятся все совершеннее, интерфейсы удобнее. Роботы передвигаются по суше, воздуху, воде, в невесомости, обладают зачатками искусственного интеллекта, оснащаются датчиками, камерами, манипуляторами и системой обратной связи с оператором-человеком.

Они бывают огромными и крошечными, разных геометрических форм, зоо- и антропоморфными. Некоторые работают с неживыми предметами, иные же, в виде протезов, становятся частью живых организмов. Перспективы робототехники связаны с успехами науки, промышленности, военного дела, космонавтики, медицины и энергетики. Даже в быту и сфере развлечений не обойтись без роботов. Машины помогают людям шагать в будущее, о котором стоит мечтать.

Рисунок 2

Рисунок 3

В 1942 г. Айзек Азимов, написавший серию рассказов о роботах для научно-популярного журнала, впервые использует в своем рассказе «Хоровод» ("Runaround") слово "робототехника" (robotics) и предсказывает развитие мощной робототехнической промышленности.

В этом рассказе также впервые формулируются "Три Закона Робототехники" Азимова:

1. Робот не может причинить вред человеку или своим бездействием допустить, чтобы человеку был причинён вред.

2. Робот должен подчиняться командам человека, если эти команды не противоречат первому закону.

3. Робот должен заботиться о своей безопасности, пока это не противоречит первому и второму законам.

Впоследствии Азимов добавляет в этот список "Нулевой Закон", касающийся всего человечества: Робот не может причинить вред человечеству или своим бездействием допустить, чтобы человечеству был причинён вред.

«Робот» появилось лишь в 1920 году, благодаря Карелу Чапеку и его брату Йозефу.

Всякий робот — машина, но далеко не каждую машину можно назвать роботом. Автоматы и приспособления, которые просто выполняют заложенную в них последовательность операций, не опираясь на данные из внешнего мира, к этой категории не относятся. Наличие простейших подобий органов чувств и системы обратной связи с тем, кто управляет механизмом, также обязательны. Но без достижений в области механики о робототехнике не шло бы и речи. Поэтому вначале следует вспомнить об инженерах далекого прошлого.

Рисунок 4

1. Виктор Сафронов. Системный анализ: словарные статьи (В. М. Глушков).

2. Karel Capek. Rosum’s Universal Robots: Penguin Books, 1920.

3. Isaac Asimov. Robot: Fiction Core Collection, 2010.

4. Rodney Brooks. Flesh and Machines, How robots will change us: Pantheon Books.

5. Sherry Turkle. Alone Together: Perseus Books Group, 2010.

6. Ray Kurzweil. The Singularity Is Near, 2005.

7. www.MIT.edu

8. http://www/myrobot.ru/articles/hist-1980

9. http://androbots.ru/istoriya_robototehniki/kratkaya_istoriya_robotov/proishozdenie_vidov.php

10. https://legoteacher-ru.turbopages.org/legoteacher.ru/s/istoriya-robototehniki/istoriya-razvitiya-robototehniki/