Robotik

Den aktuella versionen av sidan har ännu inte granskats av erfarna bidragsgivare och kan skilja sig väsentligt från versionen som granskades den 4 juni 2021; kontroller kräver 20 redigeringar .

Robotik (av robot och teknologi ; engelska  robotics  - robotics [1] , robotik [2] ) är en tillämpad vetenskap som utvecklar automatiserade tekniska system och är den viktigaste tekniska grunden för utvecklingen av produktionen [3] .

Robotik bygger på discipliner som elektronik , mekanik , cybernetik , fjärrkontroll , mekatronik [4] , datavetenskap och radio- och elektroteknik . Det finns konstruktions-, industri-, hushålls-, medicinsk-, flyg- och extrem robotik (militär, rymd, undervattens).

Etymologi av termen

Ordet "robotics" (eller "robotics", "robotics" ) användes först i tryck av Isaac Asimov i science fiction-historien "The Liar", publicerad 1941.

Ordet "robotik" var baserat på ordet " robot ", som myntades 1920  av den tjeckiske författaren Karel Capek och hans bror Josef för Karel Capeks science fiction-pjäs R.U.R. (Rossums Universal Robots), som sattes upp första gången 1921 och njöt av succé bland publiken. . I den ordnar ägaren av anläggningen frigivningen av många androider , som först fungerar utan vila, men sedan reser sig upp och förstör deras skapare [5] .

Branschhistoria

Några av de idéer som senare utgjorde grunden för robotik dök upp i den antika eran - långt före införandet av ovanstående termer. Rester av rörliga statyer gjorda på 1:a århundradet f.Kr. [4] har hittats . Iliaden av Homeros säger att guden Hefaistos gjorde talande pigor av guld, vilket gav dem intelligens (det vill säga på modernt språk, artificiell intelligens ) och styrka [6] . Den antika grekiske mekanikern och ingenjören Archytas av Tarentum krediteras med skapandet av en mekanisk duva som kan flyga (ca 400 f.Kr.) [7] . För mer än två tusen år sedan skapade Heron of Alexandria den automatiska vattenmaskinen Singing Bird och ett antal system med rörliga figurer för antika tempel [8] . År 270 uppfann den antike grekiske uppfinnaren Ctesibius en speciell vattenklocka, kallad clepsydra (eller "stjältid"), som med sin geniala anordning väckte stort intresse hos samtida [9] . År 1500 utvecklade den store Leonardo da Vinci en mekanisk anordning i form av ett lejon, som var tänkt att öppna Frankrikes vapensköld när kungen gick in i staden. På 1700-talet skapade den schweiziska urmakaren P. Jaquet-Droz den mekaniska Scribe-dockan, som kunde programmeras med hjälp av kamtrummor för att skriva textmeddelanden som innehåller upp till 40 bokstäver [8] . År 1801 introducerade den franska köpmannen Joseph Jacquard en då avancerad vävstolsdesign som kunde "programmeras" med hjälp av speciella kort med hål för att återge upprepade dekorativa mönster på vävda tyger. I början av 1800-talet lånades denna idé av den engelske matematikern Charles Babbage för att skapa en av de första automatiska datorerna [9] . Ungefär på 30-talet av XX-talet dök androider upp , förverkligade elementära rörelser och kunde uttala de enklaste fraserna på kommando av en person. En av de första sådana utvecklingarna var designen av den amerikanske ingenjören D. Wexley, skapad för världsutställningen i New York 1927 [8] .

På 1950-talet dök det upp mekaniska manipulatorer för att arbeta med radioaktiva material. De kunde kopiera händerna på operatören, som var på en säker plats. På 1960-talet utvecklades fjärrstyrda hjulförsedda plattformar med en manipulator, en tv-kamera och en mikrofon för undersökning och provtagning i områden med hög radioaktivitet [8] .

Den utbredda introduktionen av industriella verktygsmaskiner med numerisk styrning har stimulerat skapandet av programmerbara manipulatorer som används för lastning och lossning av verktygsmaskiner. 1954 patenterade den amerikanske ingenjören D. Devol en metod för att styra en lastnings- och lossningsmanipulator med hjälp av utbytbara hålkort , som ett resultat av att han 1956 tillsammans med D. Engelberger skapade världens första industriföretag Unimation ( eng.  Unimation fr.o.m. Universal Automation ) för produktion av industriell robotik. 1962 släpptes de första industrirobotarna i USA, Versatran och Unimate, och några av dem fungerar fortfarande efter att ha övervunnit tröskeln på 100 tusen timmars arbetsliv. Medan förhållandet mellan elektronik och mekaniska kostnader i dessa tidiga system var 75 % till 25 %, är det nu omvänt. Samtidigt fortsätter den slutliga kostnaden för elektronik att sjunka stadigt. Tillkomsten av billiga mikroprocessorstyrsystem på 1970-talet, som ersatte specialiserade robotstyrenheter med programmerbara styrenheter, bidrog till att minska kostnaderna för robotar med ungefär tre gånger. Detta fungerade som ett incitament för deras massdistribution inom alla industrigrenar [8] .

Mycket sådan information finns i boken "Robotics: History and Prospects" av I. M. Makarov och Yu. I. Topcheev , som är en populär och detaljerad berättelse om den roll som robotar har spelat (och fortfarande kommer att spela) i historien av civilisationens utveckling.

De viktigaste klasserna av robotar

Du kan använda flera tillvägagångssätt för att klassificera robotar - till exempel efter omfattning, efter syfte, efter rörelsemetod etc. Genom omfattningen av huvudapplikationen kan industrirobotar, forskningsrobotar, robotar som används inom utbildning, speciella robotar urskiljas.

De viktigaste klasserna av generella robotar är manipulativa och mobila robotar.

Manipulationsrobot  är en automatisk maskin (stationär eller mobil), som består av ett ställdon i form av en manipulator med flera grader av rörlighet, och en programstyrenhet, som tjänar till att utföra motor- och styrfunktioner i produktionsprocessen. Sådana robotar tillverkas i golv- , upphängda och portalversioner . Fick den största spridningen inom maskin- och instrumenttillverkningsindustrin [10] .

En mobil robot  är en automatisk maskin som har ett rörligt chassi med automatiskt styrda drivningar. Sådana robotar kan rullas , gå och larver (det finns också krypande , flytande och flygande mobila robotsystem, se nedan) [11] .

Robotkomponenter

Drives

• Manöverdon: Dessa är robotarnas "muskler". Elmotorer är för närvarande de mest populära motorerna i frekvensomriktare, men andra som använder kemikalier, vätskor eller tryckluft används också.
• DC-motorer : För närvarande använder de flesta robotar elmotorer , som kan vara av flera typer.
• Stegmotorer : Som namnet antyder snurrar inte stegmotorer fritt som DC-motorer. De svänger steg för steg till en viss vinkel under kontroll av kontrollenheten. Detta eliminerar behovet av en positionssensor, eftersom vinkeln med vilken svängen gjordes är känd för styrenheten; därför används sådana motorer ofta i drivningarna av många robotar och CNC-maskiner.
• Piezomotorer : Ett modernt alternativ till DC-motorer är piezomotorer, även kända som ultraljudsmotorer. Principen för deras arbete är mycket original: små piezoelektriska ben, som vibrerar med en frekvens på mer än 1000 gånger per sekund, får motorn att röra sig i en cirkel eller en rak linje. Fördelarna med sådana motorer är hög nanometerupplösning, hastighet och kraft, ojämförlig med deras storlek. Piezomotorer finns redan kommersiellt tillgängliga och används även i vissa robotar.
• Luftmuskler : Luftmuskler är en enkel men kraftfull anordning för att ge dragkraft. När de blåses upp med tryckluft kan musklerna dra ihop sig upp till 40 % av sin längd. Anledningen till detta beteende är vävningen som är synlig från utsidan, vilket gör att musklerna antingen är långa och tunna, eller korta och tjocka. . Eftersom sättet de arbetar på liknar biologiska muskler, kan de användas för att tillverka robotar med muskler och skelett som liknar djurens [12] [13] .
• Elektroaktiva polymerer : Elektroaktiva polymerer är en typ av plast som ändrar form som svar på elektrisk stimulering. De kan utformas på ett sådant sätt att de kan böjas, sträckas eller dras ihop. Men för närvarande finns det inga EAP:er som är lämpliga för produktion av kommersiella robotar, eftersom alla deras nuvarande prover är ineffektiva eller ömtåliga.
• Elastiska nanorör : Detta är en lovande experimentell teknik i ett tidigt utvecklingsstadium. Frånvaron av defekter i nanorör gör att fibern deformeras elastiskt med några procent. Den mänskliga bicepsen kan ersättas med en tråd av detta material med en diameter på 8 mm. Sådana kompakta "muskler" kan hjälpa robotar i framtiden att köra om och hoppa över en person.

Sensorer

• Beröringssensorer .
• Ljussensorer .
• Gyroskopsensor .
• avståndsgivare .
• Ekolod och andra sensorer beroende på syftet med roboten.

Sätt att flytta

Robotar med hjul och band

De vanligaste robotarna i denna klass är [14] [15] fyrhjuliga och bandgående robotar . Det skapas också robotar som har ett annat antal hjul; i det här fallet är det ofta möjligt att förenkla designen av roboten, samt att ge den möjlighet att arbeta i utrymmen där den fyrhjuliga designen inte fungerar.

Tvåhjuliga robotar använder som regel vissa gyroskopiska enheter för att bestämma robotkroppens lutningsvinkel och generera lämplig styrspänning som appliceras på robotarnas drivningar (för att upprätthålla balans och utföra nödvändiga rörelser) . Uppgiften att upprätthålla balansen hos en tvåhjulig robot är relaterad till dynamiken hos en omvänd pendel [16] . Många liknande "balanserande" enheter har utvecklats [17] . Sådana enheter inkluderar Segway , som kan användas som en robotkomponent; till exempel används segwayen som en transportplattform i roboten som utvecklats av NASA Robonaut [18] .

Enhjuliga robotar är på många sätt en utveckling av idéerna förknippade med tvåhjuliga robotar. För att röra sig i 2D-rymden kan en kula som drivs av flera enheter användas som ett enda hjul. Flera utvecklingar av sådana robotar finns redan. Exempel är ballboten som utvecklats vid Carnegie Mellon University , BallIP ballboten utvecklad vid Tohoku Gakuin University [19] eller Rezero ballboten [20] utvecklad vid ETH .  Robotar av denna typ har vissa fördelar förknippade med sin långsträckta form, vilket kan göra det möjligt för dem att bättre integreras i den mänskliga miljön än vad som är möjligt för vissa andra typer av robotar [21] .

Det finns ett antal prototyper av sfäriska robotar. Några av dem använder den inre massans rotation för att organisera rörelsen [22] [23] [24] [25] . Robotar av denna typ kallas engelska.  sfäriska orb- robotar orb bot [26] och engelska. bollbot [27] [28] .   

I ett antal konstruktioner av mobila hjulrobotar används rullbärande hjul av typen "rundstrålande" (" rundstrålande hjul "); sådana robotar kännetecknas av ökad manövrerbarhet [29] [30] .

För att röra sig på ojämna ytor, gräs och stenig terräng utvecklas sexhjuliga robotar som har mer grepp jämfört med fyrhjuliga. Larver ger ännu mer grepp. Många moderna stridsrobotar , såväl som robotar designade för att röra sig över ojämna ytor, utvecklas som spårade. Samtidigt är det svårt att använda sådana robotar inomhus, på släta ytor och mattor. Exempel på sådana robotar är roboten som utvecklats av NASA .  Urban Robot ("Urbie") [31] iRobot 's Warrior och PackBot- robotar .

Gårobotar

De första publikationerna som ägnas åt de teoretiska och praktiska frågorna om att skapa gående robotar går tillbaka till 1970- och 1980 -talen [32] [33] .

Att flytta en robot med hjälp av "ben" är ett komplext dynamiskt problem. Det har redan skapats ett antal robotar som rör sig på två ben, men dessa robotar kan ännu inte uppnå en så stabil rörelse som är inneboende hos människor. Många mekanismer har också skapats som rör sig på mer än två lemmar. Uppmärksamhet på sådana strukturer beror på att de är lättare att designa [34] [35] . Hybridvarianter erbjuds också (som robotarna från filmen I, Robot , som kan röra sig på två lemmar när man går och på fyra lemmar när man springer).

Robotar som använder två ben tenderar att röra sig bra på golvet, och vissa mönster kan röra sig uppför trappan. Att förflytta sig över ojämn terräng är en svår uppgift för robotar av denna typ. Det finns ett antal tekniker som gör att gående robotar kan röra sig:

• Servo + hydromekanisk drivning  är en tidig teknik för design av gående robotar, implementerad i ett antal experimentella robotmodeller tillverkade av General Electric på 1960-talet. Det första GE-projektet förkroppsligat i metall med hjälp av denna teknik och, med all sannolikhet, världens första gångrobot för militära ändamål var den "fyrbenta transportören" Walking Truck (maskinen har robotben, kontroll utförs av en person direkt i taxin).
• ZMP-teknik: ZMP ( eng.  zero moment point , "point of zero moment") är en algoritm som används i robotar som Hondas ASIMO . Omborddatorn styr roboten på ett sådant sätt att summan av alla yttre krafter som verkar på roboten riktas mot den yta som roboten rör sig på. På grund av detta skapas inget vridmoment som kan få roboten att falla [36] . Ett sådant rörelsesätt är inte typiskt för en person, vilket kan ses genom att jämföra ASIMO-robotens rörelsesätt och en person [37] [38] [39] .
• Hoppande robotar: På 1980-talet utvecklade professor Marc Raibert vid MIT  Leg Laboratory en robot som kunde balansera sig själv genom att hoppa med bara ett ben. Robotens rörelser liknar en person på en pogopinne [40] . Därefter utvidgades algoritmen till mekanismer med två och fyra ben. Liknande robotar har visat förmågan att springa och förmågan att utföra volter [41] . Robotar som rörde sig på fyra lemmar visade löpning, rörelse i trav , gång , hopp [42] .
• Adaptiva algoritmer för att upprätthålla jämvikt. De är huvudsakligen baserade på beräkningen av avvikelser från den momentana positionen för robotens massacentrum från en statiskt stabil position eller någon förutbestämd bana för dess rörelse. I synnerhet använder en gående robot-porter Big Dog en liknande teknik . Vid rörelse upprätthåller denna robot en konstant avvikelse av den aktuella positionen för massacentrum från punkten för statisk stabilitet , vilket medför ett behov av en slags inställning av benen ("knä inåt" eller "drag-skjut"). och skapar även problem med att stanna bilen på ett ställe och träna övergångslägen för gång. En adaptiv algoritm för att upprätthålla stabilitet kan också baseras på att upprätthålla en konstant riktning av hastighetsvektorn för systemets masscentrum, dock är sådana tekniker effektiva endast vid tillräckligt höga hastigheter. Av störst intresse för modern robotik är utvecklingen av kombinerade metoder för att upprätthålla stabilitet, som kombinerar beräkningen av systemets kinematiska egenskaper med mycket effektiva metoder för probabilistisk och heuristisk analys .

Andra rörelsemetoder

• Flygande robotar. De flesta moderna flygplan är flygande robotar som styrs av piloter. Autopiloten kan styra flygningen i alla stadier - inklusive start och landning [43] . Flygande robotar inkluderar också obemannade flygfarkoster (UAV; kryssningsmissiler är en viktig underklass ). Sådana enheter är som regel lätta i vikt (på grund av bristen på en pilot) och kan utföra farliga uppdrag; vissa UAV:er kan skjuta på kommando av operatören. UAV:er som kan skjuta automatiskt utvecklas också. Förutom den rörelsemetod som används av flygplan använder flygande robotar också andra rörelsemetoder - till exempel liknande de som används av pingviner , rockor , maneter ; Festos Air Penguin [44] [45] , Air Ray [46] och Air Jelly [47] robotar använder detta rörelsesätt , eller använder insektsflygmetoder som RoboBee [ 48] .

• Krypande robotar. Det finns ett antal utvecklingar av robotar som rör sig som ormar , maskar , sniglar [49] ; samtidigt, för att implementera rörelsen, kan roboten använda friktionskrafter (när den rör sig längs en grov stödyta) [50] [51] eller en förändring i ytans krökning (i fallet med en slät yta med variabel krökning) [52] . Det antas att detta rörelsesätt kan ge dem förmågan att röra sig i trånga utrymmen; i synnerhet är det planerat att använda sådana robotar för att söka efter människor under spillrorna av kollapsade byggnader [53] . Serpentinrobotar har också utvecklats som kan röra sig genom vatten; Ett exempel på en sådan design är den japanska roboten ACM-R5 [54] [55] .
• Robotar som rör sig på vertikala ytor. Vid utformningen av dem används olika tillvägagångssätt. Det första tillvägagångssättet är att designa robotar som rör sig som en person som klättrar på en vägg täckt med avsatser. Ett exempel på en sådan design är Capuchin-roboten utvecklad vid Stanford University [56] . Ett annat tillvägagångssätt är att designa robotar som rör sig som geckos och är utrustade med sugkoppar [57] . Wallbot [58] och Stickybot [59] är exempel på sådana robotar .
• flytande robotar. Det finns många utvecklingar av robotar som rör sig i vattnet och imiterar fiskens rörelser . Enligt vissa uppskattningar kan effektiviteten för en sådan rörelse vara 80 % högre än effektiviteten för rörelse med en propeller [60] . Dessutom producerar sådana konstruktioner mindre ljud och kännetecknas också av ökad manövrerbarhet. Detta är anledningen till forskarnas stora intresse för robotar som rör sig som fiskar [61] . Exempel på sådana robotar är Robotic Fish- roboten [62] som utvecklats vid University of Essex och Tuna- roboten som utvecklats av Institute of Field Robotics för att undersöka och simulera tonfiskens rörelsesätt . Det finns också utvecklingar av flytande robotar av andra konstruktioner [63] . Exempel är Festos robotar Aqua Ray , som härmar rörelserna hos en stingrocka , och Aqua Jelly , som härmar rörelsen hos en manet . 

Styrsystem

Robotstyrning förstås som lösningen av ett komplex av uppgifter relaterade till anpassningen av roboten till det omfång av uppgifter den löser, programmering av rörelser, syntes av styrsystemet och dess mjukvara [64] .

Beroende på typ av kontroll är robotsystem indelade i:

1. Biotekniska:
   • kommando (tryckknapp och spakkontroll av enskilda delar av roboten);
   • kopiering (upprepning av mänsklig rörelse, det är möjligt att implementera feedback som överför den applicerade kraften, exoskelett );
   • halvautomatisk (kontroll av en kommandokropp, till exempel handtaget för hela robotens kinematiska schema);
2. Automatisk:
   • programvara (de fungerar enligt ett förutbestämt program, huvudsakligen utformat för att lösa monotona uppgifter under oförändrade miljöförhållanden);
   • adaptiva (de löser typiska uppgifter, men anpassar sig till driftsförhållandena);
   • intellektuell (de mest utvecklade automatiska systemen);
3. Interaktiv:
   • automatiserad (växling av automatiska och biotekniska lägen är möjlig);
   • övervakning (automatiska system där en person endast utför målstyrande funktioner);
   • dialog (roboten deltar i en dialog med en person för att välja en beteendestrategi, medan roboten som regel är utrustad med ett expertsystem som kan förutsäga resultatet av manipulationer och ge råd om val av mål).

Bland huvuduppgifterna för robotstyrning är följande [65] :

• positionsplanering;
• rörelseplanering;
• planering av krafter och moment;
• dynamisk noggrannhetsanalys;
• identifiering av robotens kinematiska och dynamiska egenskaper.

Den tekniska kybernetikens prestationer och teorin om automatisk styrning är av stor betydelse i utvecklingen av metoder för att styra robotar .

Applikationer

Det genomsnittliga antalet robotar i världen 2017 är 69 per 10 000 arbetare. Det högsta antalet robotar finns i Sydkorea - 531 per 10 000 arbetare, Singapore - 398, Japan - 305, Tyskland - 301 [66] .

Utbildning

Robotkomplex är också populära inom utbildningsområdet som moderna högteknologiska forskningsverktyg inom området för automatisk styrningsteori och mekatronik . Deras användning i olika utbildningsinstitutioner inom gymnasieutbildning och högre yrkesutbildning gör det möjligt att implementera konceptet " inlärning genom projekt ", som är grunden för ett så stort gemensamt utbildningsprogram för USA och Europeiska unionen som ILERT . Användningen av robotsystemens kapacitet i ingenjörsutbildningen gör det möjligt att samtidigt utveckla professionella färdigheter inom flera relaterade discipliner på en gång: mekanik , styrteori , kretsar , programmering , informationsteori . Efterfrågan på komplex kunskap bidrar till utvecklingen av länkar mellan forskarlag. Dessutom står studenter som redan är igång med profilträning inför behovet av att lösa verkliga praktiska problem.

Populära robotkomplex för utbildningslaboratorier:

• Mekatronik styrsats
• Festo Didactic
• LEGO Mindstorms
• fischertechnik .
• Arduino- baserade utbildningssatser

Det finns andra. Center for Pedagogical Excellence i Moskva jämförde de mest populära plattformarna och robotpaketen [67] .

Yrket som mobil robotiker ingår i listan över 50 mest efterfrågade yrken enligt Ryska federationens arbetsministerium [68]

Det förutspås att försäljningsvolymen av robotar för utbildning och vetenskap under 2016-2019. kommer att vara 8 miljoner enheter [69] .

Robotik ingår i skolans läroplan i årskurs 7-9 [70]

Industri

Robotar har använts framgångsrikt i tillverkningen i årtionden. Robotar ersätter framgångsrikt människor när de utför rutinmässiga, energikrävande, farliga operationer. Robotar blir inte trötta, de behöver inga pauser för vila, vatten och mat. Robotar kräver inte högre löner och är inte medlemmar i fackföreningar.

Industrirobotar har som regel ingen artificiell intelligens. Typiskt är upprepningen av samma rörelser av manipulatorn enligt ett stelt program.

Stora framsteg har gjorts, till exempel när det gäller användningen av robotar på löpande band i bilfabriker. Det finns redan planer för bilindustrin, där alla processer för att montera bilar och transportera halvfabrikat kommer att utföras av robotar, och människor kommer bara att kontrollera dem [71]

Inom kärnkrafts- och kemisk industri används robotar flitigt när de arbetar i radioaktiva och kemiskt farliga miljöer för människor.

En robot för automatiserad diagnostik av kraftöverföringsledningarnas tillstånd har skapats , bestående av en obemannad helikopter och en anordning för att landa och förflytta sig längs en jordledning [72] .

I industrin i alla länder i världen 2016 användes 1,8 miljoner bitar av robotar, det förutspås att 2020 kommer deras antal att överstiga 3,5 miljoner bitar. [73]

Det förutspås att volymen av försäljningen av robotar under 2016-2019. för användning inom logistik, konstruktion och rivning kommer att uppgå till 177 tusen enheter [69] .

Jordbruk

Inom jordbruket används de första robotarna som utför automatiserad vård av grödor [74] . De första robotväxthusen för att odla grönsaker testas [75] [76] .

Det förutspås att volymen av försäljningen av robotar under 2016-2019. för användning inom jordbruket kommer att uppgå till 34 tusen enheter [69] .

Ett av de dynamiskt utvecklande områdena för utveckling av robotik de senaste åren är användningen av autonoma styrsystem för jordbrukstransporter. Experter delar in dem i två klasser: parallella körsystem eller körriktningsvisare och kontrollsystem baserade på artificiell intelligens (AI).

Bruket att använda parallella körsystem har funnits i 25 år. Navigering i dem utförs av satellitsignal. Deras nackdel är den så kallade "blindheten". Systemet svarar bara på objekt som tidigare har plottats på rutten. Om ett oväntat hinder dyker upp framför utrustningen (en person, en kraftledning etc.) är risken för en incident mycket stor. Dessutom finns det kända problem med parallellkörningssystem relaterade till felaktigheter i satellitsignaler, behovet av att installera ytterligare stationer och prenumerera på betaltjänster.

Den andra klassen - system av en ny generation, där förvaltningen utförs på basis av artificiell intelligens, utvecklas dynamiskt. Trots spelarnas blygsamma sammansättning, enligt branschanalytikers prognoser, kommer de viktigaste händelserna att utvecklas i denna zon inom en snar framtid.

Experter tror att AI-baserade system tillåter:

• Minska skördetiden med upp till 25 % i genomsnitt
• Minska direkta skördeförluster med upp till 13 %
• Minska bränsleförbrukningen under skörd med upp till 5 %
• Öka maskinförarens dagliga produktion med upp till 25 %

Medicin

Inom medicinen finner robotik tillämpning i form av olika exoskelett som hjälper personer med nedsatt funktion i rörelseapparaten [77] . Miniatyrrobotar utvecklas för implantation i människokroppen för medicinska ändamål: pacemakers, informationssensorer, etc. [78]

I Ryssland har det första robotkirurgiska komplexet utvecklats för att utföra operationer inom urologi [79] .

Det förutspås att volymen av försäljningen av robotar under 2016-2019. för användning inom medicin kommer att vara 8 tusen enheter [69] .

Astronautics

Robotarmar används i rymdfarkoster. Till exempel hade observationsfarkosten Orlets en så kallad kapselmaskin som laddade små nedstigningskapslar med filmmaterial. Planetariska roverar, som lunar rover och rover , kan betraktas som de mest intressanta exemplen på mobila robotar.

Sport

Det första Robot-VM hölls i Japan 1996 (se RoboCup ).

Transport

Enligt prognoser kommer produktionen av helautomatiska personbilar med autopilot 2025 att uppgå till 600 tusen enheter. [80]

Krigföring

De första helt autonoma robotarna för militära applikationer har redan utvecklats. Internationella förhandlingar började förbjuda dem [81] [82] .

Brandsäkerhet

Brandrobotar (robotinstallationer) används aktivt vid brandbekämpning. Roboten kan självständigt upptäcka en brandkälla utan mänsklig hjälp, beräkna koordinaterna, rikta ett brandsläckningsmedel till brandens centrum. Som regel är dessa robotar installerade på explosiva föremål. .

Sociala konsekvenser av robotisering

Det noteras att timlönen för manuellt arbete i utvecklade länder ökar med cirka 10-15% per år, och kostnaden för att använda robotenheter ökar med 2-3%. Samtidigt översteg nivån på timlönerna för en amerikansk arbetare kostnaden för en timmes arbete för en robot runt mitten av 70-talet av XX-talet. Som ett resultat börjar ersättningen av en person på arbetsplatsen med en robot ge nettovinst om cirka 2,5-3 år [8] .

Robotisering av produktionen minskar konkurrensfördelarna för ekonomier med billig arbetskraft och orsakar förflyttning av kvalificerad arbetskraft från produktion till tjänstesektorn. I framtiden kommer massyrken (chaufförer, säljare) att robotiseras [83] [84] . I Ryssland kan upp till hälften av jobben ersättas [85] .

Ökningen av antalet robotar som används i amerikansk industri med ett stycke mellan 1990 och 2007 ledde till att sex jobb försvann för människor. Varje ny robot för tusen jobb sänker medellönen i den amerikanska ekonomin med i genomsnitt en halv procent [86] .

I Ryssland används robotar främst inom bilindustrin och mikroelektronik. [87]

Se även

• Robot
• Mekatronik
• Robotikens tre lagar
• Isaac Asimov
• mjuk robotik
• Biorobotics

Robottyper:

• android
• stridsrobot
• hushållsrobot
• Personlig robot
• industrirobot
• social robot
• Sharobot

Anteckningar

1. ↑ Polyteknisk terminologisk förklarande ordbok / Sammanställning: V. Butakov, I. Fagradyants. — M.: Polyglossum, 2014.
2. ↑ Traditionell översättning till ryska i verk av A. Azimov.
3. ↑ Popov, Written, 1990 , sid. 3.
4. ↑ 1 2 Braga, 2007 , sid. ett.
5. ↑ Makarov, Topcheev, 2003 , sid. 101.
6. ↑ Popov, Vereshchagin, Zenkevich, 1978 , sid. elva.
7. ↑ Bogolyubov, 1983 , sid. 26.
8. ↑ 1 2 3 4 5 6 V. L. Konyukh. Robotikens historia // Robotikens grunder. - Rostov-on-Don : "Phoenix", 2008. - S. 21. - 281 sid. - ISBN 978-5-222-12575-5 .
9. ↑ 1 2 Wesley L. Stone. The History of Robotics // Robotics and automation handbook / Thomas R. Kurfess. - Boca Raton, London, New York, Washington, DC: CRC PRESS, 2005. - ISBN 0-8493-1804-1 .
10. ↑ Popov, Written, 1990 , sid. 6-7.
11. ↑ Popov, Written, 1990 , sid. 9.
12. ↑ Luftmuskler från Image Company . Hämtad 10 april 2011. Arkiverad från originalet 14 november 2020. (obestämd)
13. ↑ Luftmuskler från Shadow Robot (länk ej tillgänglig) . Hämtad 10 april 2011. Arkiverad från originalet 27 september 2007. (obestämd) 
14. ↑ Okhotsimsky, Martynenko, 2003 .
15. ↑ Tyagunov, 2007 .
16. ↑ TOBB . Mtoussaint.de. Hämtad 27 november 2010. Arkiverad från originalet 24 augusti 2011. (obestämd)
17. ↑ nBot, en tvåhjulig balanseringsrobot . geology.heroy.smu.edu. Hämtad 27 november 2010. Arkiverad från originalet 24 augusti 2011. (obestämd)
18. ↑ ROBONAUT-aktivitetsrapport . NASA (februari 2004). Hämtad 20 oktober 2007. Arkiverad från originalet 20 augusti 2007. (obestämd)
19. ↑ IEEE Spectrum: En robot som balanserar på en boll . Spectrum.ieee.org. Hämtad 27 november 2010. Arkiverad från originalet 24 augusti 2011. (obestämd)
20. ↑ Återställ - fokusera projekterar bollbott . ethz.ch. Tillträdesdatum: 11 december 2011. Arkiverad från originalet den 4 februari 2012. (obestämd)
21. ↑ Carnegie Mellon (2006-08-09). Carnegie Mellon-forskare utvecklar ny typ av mobil robot som balanserar och rör sig på en boll istället för ben eller hjul . Pressmeddelande . Hämtad 2007-10-20 .
22. ↑ Den sfäriska roboten kan klättra över hinder . Bot Junkie. Hämtad 27 november 2010. Arkiverad från originalet 24 augusti 2011. (obestämd)
23. ↑ Rotundus (nedlänk) . Rotundus.se. Hämtad 27 november 2010. Arkiverad från originalet 24 augusti 2011. (obestämd) 
24. ↑ OrbSwarm får en hjärna . BotJunkie (11 juli 2007). Hämtad 27 november 2010. Arkiverad från originalet 24 augusti 2011. (obestämd)
25. ↑ Rullande orbital Bluetooth-driven sak . Bot Junkie. Hämtad 27 november 2010. Arkiverad från originalet 24 augusti 2011. (obestämd)
26. ↑ Svärm . orbswarm.com. Hämtad 27 november 2010. Arkiverad från originalet 24 augusti 2011. (obestämd)
27. ↑ The Ball Bot: Johnnytronic@Sun (nedlänk) . blogs.sun.com. Hämtad 27 november 2010. Arkiverad från originalet 24 augusti 2011. (obestämd) 
28. ↑ Senior Design Projects | College of Engineering & Applied Science | University of Colorado i Boulder (inte tillgänglig länk) . Engineering.colorado.edu (30 april 2008). Hämtad 27 november 2010. Arkiverad från originalet 24 augusti 2011. (obestämd) 
29. ↑ Martynenko Yu. G. , Formalsky A. M.  Om rörelsen av en mobil robot med rullbärande hjul  // Izvestiya RAN. Teori och styrsystem. - 2007. - Nr 6 . - S. 142-149 . (ryska)
30. ↑ Andreev A.S., Peregudova O.A.  On the motion control of a wheeled mobile robot  // Applied Mathematics and Mechanics . - 2015. - T. 79, nr 4 . - S. 451-462 .
31. ↑ JPL Robotics: System: Commercial Rovers (länk ej tillgänglig) . Datum för åtkomst: 26 mars 2011. Arkiverad från originalet 23 mars 2011. (obestämd) 
32. ↑ Vukobratovich, 1976 .
33. ↑ Okhotsimsky, Golubev, 1984 .
34. ↑ Multipod-robotar lätta att konstruera (nedlänk) . Hämtad 26 mars 2011. Arkiverad från originalet 1 juni 2017. (obestämd) 
35. ↑ AMRU-5 hexapodrobot . Hämtad 26 mars 2011. Arkiverad från originalet 17 augusti 2016. (obestämd)
36. ↑ Att uppnå stabil gång . Honda över hela världen. Hämtad 22 oktober 2007. Arkiverad från originalet 24 augusti 2011. (obestämd)
37. ↑ Rolig promenad . Pooter Geek (28 december 2004). Hämtad 22 oktober 2007. Arkiverad från originalet 24 augusti 2011. (obestämd)
38. ↑ ASIMOs Pimp Shuffle . Populärvetenskap (9 januari 2007). Hämtad 22 oktober 2007. Arkiverad från originalet 24 augusti 2011. (obestämd)
39. ↑ Vtec Forum: En berusad robot? tråd . Hämtad 2 januari 2021. Arkiverad från originalet 30 april 2020. (obestämd)
40. ↑ 3D One-Leg Hopper (1983–1984) . MIT Leg Laboratory. Hämtad 22 oktober 2007. Arkiverad från originalet 24 augusti 2011. (obestämd)
41. ↑ 3D Biped (1989–1995) . MIT Leg Laboratory. Hämtad 26 mars 2011. Arkiverad från originalet 24 augusti 2011. (obestämd)
42. ↑ Fyrfotad (1984–1987) . MIT Leg Laboratory. Hämtad 26 mars 2011. Arkiverad från originalet 24 augusti 2011. (obestämd)
43. ↑ Testa gränserna sida 29. Boeing. Hämtad 9 april 2008. Arkiverad från originalet 24 augusti 2011. (obestämd)
44. ↑ Air Penguin-pingvinrobotar som visas i Hannover . Hämtad 3 april 2011. Arkiverad från originalet 14 april 2011. (obestämd)
45. ↑ Information om Air Penguin på Festos webbplats . Hämtad 3 april 2011. Arkiverad från originalet 3 april 2011. (obestämd)
46. ↑ Air-Ray Ballonet, eng. . Hämtad 3 april 2011. Arkiverad från originalet 19 november 2011. (obestämd)
47. ↑ Beskrivning av AirJelly på Festos webbplats, eng. (inte tillgänglig länk) . Hämtad 3 april 2011. Arkiverad från originalet 1 april 2011. (obestämd) 
48. ↑ Ma, Kevin Y.; Chirarattananon, Pakpong; Fuller, Sawyer B.; Wood, Robert J. Controlled Flight of a Biologically Inspired, Insect-Scale Robot  (engelska)  // Science : journal. - 2013. - Maj ( vol. 340 , nr 6132 ). - s. 603-607 . - doi : 10.1126/science.1231806 .
49. ↑ Hirose, 1993 .
50. ↑ Chernousko F. L. Vågliknande  rörelser av en multilänk på ett horisontellt plan // Tillämpad matematik och mekanik . - 2000. - T. 64, nr. 4 . - S. 518-531 .
51. ↑ Knyazkov M. M., Bashkirov S. A.  Platt rörelse av en flerlänksrobot på en yta med torr friktion // Mekatronik, automation, kontroll. - 2004. - Nr 3 . - S. 28-32 .
52. ↑ Osadchenko N. V. , Abdelrakhman A. M. Z.  Datorsimulering av rörelsen hos en mobil krypande robot // Vestnik MPEI. - 2008. - Nr 5 . - S. 131-136 .
53. ↑ Miller, Gavin. introduktion . snakerobots.com. Hämtad 22 oktober 2007. Arkiverad från originalet 24 augusti 2011. (obestämd)
54. ↑ ACM-R5 (inte tillgänglig länk) . Hämtad 10 april 2011. Arkiverad från originalet 11 oktober 2011. (obestämd) 
55. ↑ Simmande ormrobot (kommentar på japanska) . Hämtad 10 april 2011. Arkiverad från originalet 8 februari 2012. (obestämd)
56. ↑ Capuchin Arkiverad 14 januari 2020 på Wayback Machine på YouTube
57. ↑ Gradetsky V. G., Veshnikov V. B., Kalinichenko S. V., Kravchuk L. N. . Kontrollerad rörelse av mobila robotar på ytor som är godtyckligt orienterade i rymden. — M .: Nauka , 2001. — 360 sid.
58. ↑ Wallbot Arkiverad 26 juni 2008 på Wayback Machine på YouTube
59. ↑ Stanford University: Stickybot . Hämtad 30 september 2017. Arkiverad från originalet 7 mars 2016. (obestämd)
60. ↑ Sfakiotakis, et al. Recension av fisksimningslägen för vattenrörelser   : journal . - IEEE Journal of Oceanic Engineering, 1999. - April. Arkiverad från originalet den 26 september 2007.
61. ↑ Richard Mason. Vad är marknaden för robotfisk? (inte tillgänglig länk) . Hämtad 10 april 2011. Arkiverad från originalet 24 augusti 2011. (obestämd) 
62. ↑ Robotfisk som drivs av Gumstix PC och PIC (inte tillgänglig länk) . Human Centered Robotics Group vid Essex University. Hämtad 25 oktober 2007. Arkiverad från originalet 24 augusti 2011. (obestämd) 
63. ↑ Witoon Juwarahawong. Fiskrobot . Institutet för fältrobotik. Hämtad 25 oktober 2007. Arkiverad från originalet 4 november 2007. (obestämd)
64. ↑ Zenkevich, Jusjtjenko, 2004 , sid. arton.
65. ↑ Zenkevich, Jusjtjenko, 2004 , sid. 16-18.
66. ↑ Siffror och fakta  // Vetenskap och liv . - 2017. - Nr 11 . - S. 59 . (ryska)
67. ↑ Robotik, underhållande . Lego, Fischertechnik, TRIK eller Amperka: jämförelse och granskning av robotdesigners  (ryska) , Underhållande robotik . Arkiverad från originalet den 13 augusti 2017. Hämtad 13 augusti 2017.
68. ↑ Topplista över 50 mest lovande och eftertraktade yrken inom gymnasieutbildning i Ryska federationen enligt arbetsministeriet . Hämtad 25 maj 2017. Arkiverad från originalet 9 augusti 2017. (obestämd)
69. ↑ 1 2 3 4 Olga Slivko. Hur tjänsterobotar kommer att ta över världen // Schrödingers katt . - 2017. - Nr 9-10 . - S. 36-39 .
70. ↑ Grunderna i pedagogisk robotik: läromedel / red. D. M. Grebneva; staten Nizhny Tagil. social-ped. in-t (gren) av den ryska staten. professionell ped. universitet - Nizhny Tagil: NTGSPI, 2017. - 108 sid.
71. ↑ Konstantin Kuznetsov Smart fabrik: hur bilar monteras utan människor // Popular Mechanics . - 2017. - Nr 5. - S. 86-87. — URL: http://www.popmech.ru/business-news/334232-umnaya-fabrika-kak-avtomobili-sobirayutsya-bez-lyudey/ Arkiverad 24 april 2017 på Wayback Machine
72. ↑ Ekaterina Zubkova. Bureau för vetenskaplig och teknisk information. Augusti 2017 nr 8. Robot "repvandrare"  // Vetenskap och liv . - 2017. - Nr 8 . - S. 18 . (ryska)
73. ↑ IFR-prognos: 1,7 miljoner nya robotar för att förvandla världens fabriker till 2020 . Hämtad 29 oktober 2017. Arkiverad från originalet 29 oktober 2017. (obestämd)
74. ↑ Vinobot Popular Mechanics : En robot som vill mata hela världen Arkiverad 7 maj 2017 på Wayback Machine
75. ↑ IronOx . Hämtad 6 juli 2019. Arkiverad från originalet 30 juni 2019. (obestämd)
76. ↑ Första gröna // Popular Mechanics . - 2019. - Nr 7 . - S. 11 .
77. ↑ Populära Mechanics Smart Pants hjälper människor att flytta Arkiverad 6 februari 2017 på Wayback Machine
78. ↑ Kirill Stasevich. Från genteknik till kärlek: vad biologer gjorde 2017  // Science and life . - 2018. - Nr 1 . - S. 2-7 . (ryska)
79. ↑ Valery Chumakov Samtal med artificiell intelligens om robotar och kirurgi Arkivexemplar av 7 juli 2017 på Wayback Machine // In the world of science . - 2017. - Nr 5-6. - S. 54 - 61.
80. ↑ Avtomorrow // Populär mekanik . - 2018. - Nr 9 . - S. 62-66 .
81. ↑ Deutsche Welle 2018-08-27 Mördarrobotar : snart i alla arméer eller under FN-förbud? Arkiverad 30 augusti 2018 på Wayback Machine
82. ↑ Valery Shiryaev. Beväpnad och skrämmande oberoende  // Novaya Gazeta . - 2018. - Nr 99 . - S. 19 . (ryska)
83. ↑ Arnold Khachaturov. "Billig arbetskraft är det förflutnas trumfkort"  // Novaya Gazeta . - 2018. - Nr 33 . - S. 12-13 . (ryska)
84. ↑ Robo-ägande system. Hur ska vi leva under superkapitalism. Arkivkopia daterad 1 april 2018 på Kommersant Wayback Machine 4 november 2017 Alexander Zotin 4 november 2017 Alexander Zotin
85. ↑ Varje sekund kommer att ersättas av en robot . RBC tidningen. Hämtad 10 augusti 2019. Arkiverad från originalet 10 augusti 2019. (obestämd)
86. ↑ Människor, hästar, robotar Arkiverad 18 april 2018 på Wayback Machine // Science and Life . - 2017. - Nr 7. - P. 46
87. ↑ Arnold Khachaturov. Folk ser nästa reform som en "död katt"  // Novaya Gazeta . - 2019. - Nr 12-13 . - S. 18-19 . (ryska)

Litteratur

• Bogolyubov A. N.  Matematik. Mekanik. Biografisk guide. - Kiev: Naukova Dumka , 1983. - 639 s.
• Vukobratovich M.  Gårobotar och antropomorfa mekanismer. — M .: Mir , 1976. — 541 sid.
• Popov E. P., Vereshchagin A. F., Zenkevich S. L.  Manipulationsrobotar: dynamik och algoritmer. — M .: Nauka , 1978. — 400 sid.
• Medvedev V. S., Leskov A. G., Jusjtjenko A. S.  Styrsystem för manipulationsrobotar. — M .: Nauka , 1978. — 416 sid.
• Okhotsimsky D. E. , Golubev Yu. F.  Mekanik och rörelsekontroll av en automatisk gångapparat. — M .: Nauka , 1984. — 310 sid.
• Kozlov V. V., Makarychev V. P., Timofeev A. V., Yurevich E. I.  Dynamics of robot control. — M .: Nauka , 1984. — 336 sid.
• Fu K., Gonzalez R., Lee K.  Robotics / Per. från engelska. — M .: Mir , 1989. — 624 sid. — ISBN 5-03-000805-5 .
• Popov E. P. , Pismenny G. V.  Fundamentals of Robotics: An Introduction to the Specialty. - M . : Högre skola , 1990. - 224 sid. — ISBN 5-06-001644-7 .
• Shahinpour, M.  Kurs i robotik / Per. från engelska. — M .: Mir , 1990. — 527 sid. — ISBN 5-03-001375-X .
• Hirose S.  Biologiskt Inspirerade robotar: Snake-Like Locomotors and Manipulator  (engelska) . - Oxford: Oxford University Press , 1993. - 240 sid.
• Okhotsimsky D. E. , Martynenko Yu. G.  Nya problem med dynamik och rörelsekontroll av mobila hjulförsedda robotar // Uspekhi Mekhaniki. - 2003. - V. 2, nr 1 . - S. 3-47 .
• Makarov I.M. , Topcheev Yu.I.  Robotics: History and prospects. — M .: Nauka ; MAI Publishing House, 2003. - 349 sid. — (Informatik: obegränsade möjligheter och möjliga begränsningar). — ISBN 5-02-013159-8 .
• Zenkevich S. L., Jusjtjenko A. S.  Grunderna för kontroll av manipulativa robotar. 2:a uppl. - M . : Förlag av MSTU im. N. E. Bauman, 2004. - 480 sid. — ISBN 5-7038-2567-9 .
• Tyagunov OA  Matematiska modeller och styralgoritmer för industriella transportrobotar // Informationsmät- och styrsystem. - 2007. - V. 5 , nr 5 . - S. 63-69 .
• Braga N.  Skapande av robotar hemma. - M. : NT Press, 2007. - 368 sid. - ISBN 5-477-00749-4 .

Länkar

• IFR - International Federation of Robotics
• NAURR - National Association of Robotics Market Participants

Ordböcker och uppslagsverk	Britannica (online) Treccani Universalis
I bibliografiska kataloger BNE : XX550609 BNF : 11983019n GND : 4261462-4 J9U : 987007541228205171 LCCN : sh85114628 NKC : ph125173

Robotik
Huvudartiklar	Robot Robotik Mekatronik Optomekatronik robotik Robotikens tre lagar Robot Hall of Fame
Robottyper	industrirobot Jordbruksrobot Robotklippare hushållsrobot Robotdammsugare stridsrobot modulära robotar android Gynoid Personlig robot social robot UAV obemannat fordon rover Lunokhod rover Nanobot Eldrobotar
Anmärkningsvärda robotar	Ai Da AIBO Aiko ASIMO stor hund FEDOR HRP PackBot Pleo Roomba Sophia QRIO TOPIO Atlas (robot) Ameca (robot) Tesla Bot
Relaterade termer	Grupprobotik telenärvaroenhet Cyborg rollator Manipulator Päls (pansarfordon) pedipulator Återupplivningsrobotik Robotkirurgi Adaptiv robotik Robocop