En robot ( tjeckisk robot , av robota - "tvångsarbete") är en automatisk anordning utformad för att utföra olika typer av mekaniska operationer, som fungerar enligt ett förutbestämt program .
Roboten får vanligtvis information om tillståndet i det omgivande rummet genom sensorer (tekniska analoger av levande organismers sinnesorgan). Roboten kan självständigt utföra produktion och andra operationer, helt eller delvis ersätta mänsklig arbetskraft [1] [2] . Samtidigt kan roboten både kommunicera med operatören , ta emot kommandon från honom (manuell styrning) och agera autonomt, i enlighet med det programmerade programmet (automatisk styrning).
Syftet med robotar kan vara mycket varierande, från underhållning och tillämpad till rent industriell . Utseendet på robotar är olika i form och innehåll, det kan vara vad som helst, även om ofta delar av anatomin hos olika levande varelser lånas i designen av noder, lämpliga för uppgiften som utförs.
Inom informationsteknologi hänvisar "robotar" också till vissa autonomt fungerande program , såsom bots eller sökrobotar .
Ordet "robot" föreslogs av den tjeckiske konstnären Josef Capek och användes av hans bror, författaren Karel Capek , för första gången i pjäsen R.U.R. (Rossum's Universal Robots, 1920 ). Så här beskriver Karel Capek det själv: ”... en vacker dag ... kom författaren på handlingen ... till en pjäs. Och medan järnet var varmt sprang han med en ny idé till sin bror Joseph, en konstnär som vid den tiden stod vid staffliet ... Författaren beskrev handlingen så kort han kunde ... "Men jag gör det" Jag vet inte, sa författaren, hur jag namnger konstgjorda arbetare. Jag skulle kalla dem arbetare [uppenbarligen från det engelska ordet labor - P. B.], men det verkar för mig att detta är för bokaktigt. "Så kalla dem robotar," mumlade konstnären, ... fortsatte att grunda duken ..." [3] Tidiga ryska översättningar använde ordet "arbetare" [4] [5] .
Idén om konstgjorda varelser nämndes först i den antika grekiska myten om Cadmus , som efter att ha dödat draken, strödde sina tänder på marken och begravde dem, växte soldater ut ur tänderna, och i en annan antik grekisk myt om Pygmalion , som blåste liv i statyn han skapade - Galatea. Också i myten om Hefaistos berättas hur han skapade olika tjänare åt sig själv. Judisk legend berättar om en lerman - Golem , som återupplivades av Prags rabbi Yehuda ben Bezalel med hjälp av kabbalistisk magi .
En liknande myt återberättas i det skandinaviska eposet den yngre Edda . Den berättar om lerjätten Mökkurkalvi [6] , skapad av trollet Hrungnir [6] för att slåss med Tor , åskguden .
Information om den första praktiska tillämpningen av prototyperna av moderna robotar - mekaniska människor med automatisk kontroll - går tillbaka till den hellenistiska eran. Sedan, på fyren som byggdes på ön Pharos , installerades fyra förgyllda kvinnofigurer. På dagen brann de i solens strålar och på natten var de starkt upplysta, så att de alltid var tydligt synliga på långt håll. Dessa statyer med vissa intervaller, vända, slå av kolvarna; på natten gjorde de trumpetljud och varnade sjömän för närheten till kusten [7] .
Prototyperna av robotar var också mekaniska figurer skapade av den arabiska vetenskapsmannen och uppfinnaren Al-Jazari (1136-1206). Så han skapade en båt med fyra mekaniska musiker som spelade tamburiner, harpa och flöjt.
Teckningen av en humanoid robot gjordes av Leonardo da Vinci omkring 1495 . Leonardos anteckningar, som hittades på 1950 -talet , innehöll detaljerade ritningar av en mekanisk riddare som kunde sitta, sprida sina armar, röra på huvudet och höja sitt visir. Designen är troligen baserad på anatomiska studier registrerade i Vitruvian Man . Det är okänt om Leonardo försökte bygga en robot [8] .
Under 1500-1700-talen blev designen av automater utbredd i Västeuropa - urverksmekanismer som till det yttre liknar människor eller djur och ibland kan utföra ganska komplexa rörelser. Samlingen av Smithsonian Institution innehåller ett av de tidigaste exemplen på sådana automater, den "spanska munken" (cirka 40 cm i höjd), som kan gå genom att slå på bröstet med höger hand och nicka på huvudet; med jämna mellanrum för han träkorset i vänster hand till sina läppar och kysser det. Man tror att denna automat tillverkades omkring 1560 av mekanikern Juanelo Turriano för kejsar Karl V [9] .
Från början av 1700-talet började det dyka upp rapporter i pressen om maskiner med "tecken på intelligens", men i de flesta fall visade det sig att detta var ett bedrägeri. Inuti mekanismerna gömde sig levande människor eller tränade djur.
Den franske mekanikern och uppfinnaren Jacques de Vaucanson skapade 1738 den första fungerande humanoida enheten ( en android ) som spelade en flöjt. Han gjorde också mekaniska ankor som sades kunna picka mat och "göra avföring".
I mitten av 2000-talet rankades Japan också först i världen när det gäller export av industrirobotar.
2010-talet
2020-talet
Robotar blir mer som människor. Framsteg på flera områden samtidigt - datorseende, maskininlärning, skapandet av små men kraftfulla mikrokretsar för robotar, skapandet av AI som kan tänka och förstå dess lambda-ord. Neurala nätverk blir mycket vanliga.
"Moderna robotar, skapade på basis av de senaste landvinningarna inom vetenskap och teknik, används inom alla områden av mänsklig aktivitet. Människor har fått en trogen assistent, som inte bara kan utföra arbete som är farligt för människoliv, utan också befria mänskligheten från monotona rutinoperationer.”
- I. M. Makarov , Yu. I. Topcheev . "Robotics: History and Prospects" [12]Enligt designen kan robotar delas in i följande två typer:
Enligt klassificeringen av International Organization for Standardization delas robotar in i följande två typer:
Tillkomsten av verktygsmaskiner med numerisk styrning ( CNC ) ledde till skapandet av programmerbara manipulatorer för en mängd olika operationer för lastning och lossning av verktygsmaskiner. Uppkomsten på 1970-talet av mikroprocessorstyrsystem och ersättningen av specialiserade styrenheter med programmerbara styrenheter gjorde det möjligt att minska kostnaden för robotar med en faktor tre, vilket gjorde deras massintroduktion i industrin lönsam [13] .
En servicerobot hjälper människor genom att utföra rutinmässigt, distansarbete, farligt eller repetitivt arbete, inklusive hushållsarbete. Som regel är de autonoma och/eller styrda av ett integrerat styrsystem med möjlighet till manuell styrning. International Organization for Standardization definierar en "servicerobot" som en robot "som utför användbara uppgifter för människor eller utrustning, exklusive industriella automationsapplikationer."
I enlighet med den funktion som utförs kan robotar kallas följande typer [14] :
Robotar används i stor utsträckning av polisen , statliga säkerhetsmyndigheter , räddningstjänster , avdelnings- och icke- avdelningsskyddsstyrkor . 2007 testades de första testerna av den ryska polisroboten R-BOT 001 , utvecklad av Moskvaföretaget "Laboratory of Three-Dimensional Vision" [15] , först i Perm . Vid släckning av bränder används robotbrandsläckningsanläggningar . För operativ underrättelseverksamhet använder räddningsorgan och polis "flygande robotar" - ( obemannade flygfarkoster ) [16] . När man genomför en undervattensundersökning av potentiellt farliga föremål och sök- och räddningsoperationer använder Rysslands EMERCOM undervattensrobotar av Gnome -serien, producerade sedan 2001 av Moskvaföretaget Underwater Robotics [17] .
Fighting robotarEn stridsrobot är en automatisk anordning som ersätter en person i stridssituationer eller när man arbetar under förhållanden som är oförenliga med mänskliga förmågor för militära ändamål: spaning , stridsoperationer, minröjning etc. Stridsrobotar är inte bara automatiska anordningar med antropomorf verkan, som delvis är eller helt ersätta en person, men också operera i en luft- och vattenmiljö som inte är en mänsklig livsmiljö (flygplans obemannade flygfarkoster med fjärrkontroll, undervattensfarkoster och ytfartyg). De flesta stridsrobotar är telenärvaroenheter , och väldigt få modeller har förmågan att utföra vissa uppgifter autonomt utan operatörsingripande.
Georgia Institute of Technology , ledd av professor Henrik Christensen, har utvecklat myrliknande insektomorfa robotar som kan skanna en byggnad efter fiender och fällor. Flygande robotar har också blivit utbredda bland trupperna . I början av 2012 användes cirka 10 tusen markrobotar och 5 tusen flygande robotar av militären runt om i världen; 45 länder i världen utvecklade eller köpte militärrobotar [16] .
2015, vid Quantico Marines militärbas i USA, testades en prototyp av Spot-robothunden, utvecklad två år tidigare av Boston Dynamics för användning av trupper för spaning, patrullering och frakt av last. Under testerna undersökte roboten lokalerna för närvaron av en fiende i dem och överförde data om de upptäckta målen till operatörens konsol [18] .
RobotforskareDe första robotforskarna Adam och Eva skapades som en del av Robot Scientist- projektet vid Aberystwyth University, och 2009 gjorde en av dem den första vetenskapliga upptäckten [19] .
Robotforskarna inkluderar robotar, med hjälp av vilka ventilationsschakten i den stora Cheopspyramiden utforskades och den sk. "Gantenbrink dörrar" och "Cheops nischer".
RobotlärareEtt av de första exemplen på en robotlärare utvecklades 2016 av unga forskare från Tomsk Polytechnic University . I maj 2016 rapporterade universitetets presstjänst att med hjälp av en mobil robot kommer studenter på lyceum vid universitetet att kunna få teoretiska och praktiska kunskaper i matematik, fysik, kemi och datavetenskap från och med hösten d. samma år [20] .
För rörelse i öppna ytor används oftast en hjul- eller larvförflyttare ( Warrior och PackBot är exempel på sådana robotar ). Gångsystem är mindre vanligt förekommande ( BigDog och Asimo är exempel på sådana robotar ). För ojämna ytor skapas hybridstrukturer som kombinerar hjul- eller larvfärd med komplex hjulkinematik. Denna design applicerades i lunar rover .
Inomhus, vid industrianläggningar, rör sig robotar längs monorails , längs golvspår, etc. För att röra sig längs lutande eller vertikala plan, genom rör, används system som liknar "gående" strukturer, men med vakuumsugkoppar [21] [22 ] . Robotar designade för att övervaka högspänningsledningar har hjulchassi i sin övre del som rör sig längs ledningarna [23] [24] [25] . Robotar är också kända som använder principerna för rörelse av levande organismer - ormar [26] [27] , maskar [28] , fiskar [29] [30] , fåglar [31] , insekter [32] och andra; följaktligen talar de om krypande [33] [34] , insektomorf (från latin Insecta - insekt) [35] och andra typer av robotar av bioniskt ursprung.
Igenkänningssystem kan redan bestämma enkla tredimensionella objekt, deras orientering och sammansättning i rymden, och kan även komplettera de saknade delarna med hjälp av information från deras databas (till exempel sätta ihop en Lego-konstruktör).
Robotar använder DC-motorer, förbränningsmotorer, stegmotorer , servon . Det finns utvecklingar av motorer som inte använder motorer i sin design: till exempel tekniken för att reducera material under påverkan av en elektrisk ström (eller fält) (se elektroaktiva polymerer ), vilket gör att du bättre kan matcha rörelserna hos robot med naturliga mjuka rörelser hos levande varelser.
Den amerikanske AI-specialisten Gary Markus påpekar att AI-utvecklare bör hålla sig så långt borta som möjligt från att skapa system som kan gå överstyr för lätt. Till exempel måste allt arbete med att skapa robotar som kan designa och skapa andra robotar utföras med stor försiktighet och endast under noggrann övervakning av ett antal experter, eftersom konsekvenserna av felaktiga beslut inom detta område är mycket svåra att förutse. [36] .
Teknik utvecklad[ av vem? ][ när? ] , vilket gör att robotar kan ladda självständigt genom att hitta en stationär laddstation och ansluta till den.
Utöver de redan allmänt använda teknikerna för neurala nätverk , finns det självlärande algoritmer för interaktionen av en robot med omgivande objekt i den verkliga tredimensionella världen: Aibo -robothunden under kontroll av sådana algoritmer gick igenom samma stadier av lära sig som en nyfödd bebis, självständigt lära sig att koordinera rörelserna i dess lemmar och interagera med omgivande föremål (skallar i lekhagen). Detta ger ytterligare ett exempel på en matematisk förståelse av algoritmerna för en persons högre nervösa aktivitet.
System för att konstruera en modell av det omgivande utrymmet med ultraljud eller genom att skanna med en laserstråle används i stor utsträckning i robotbilstävlingar (som redan framgångsrikt och oberoende passerar riktiga stadsspår och vägar i ojämn terräng, med hänsyn till oväntade hinder).
I Japan stannar inte utvecklingen av robotar som har ett utseende som vid första anblicken inte kan skiljas från en människa. Tekniken att imitera känslor och ansiktsuttryck av robotars "ansikte" håller på att utvecklas [37] .
I juni 2009 avtäckte forskare vid Tokyos universitet den humanoida roboten KOBIAN, som kan efterlikna mänskliga känslor – lycka, rädsla, överraskning, sorg, ilska, avsky – genom gester och ansiktsuttryck. Roboten kan öppna och stänga sina ögon, röra på läpparna och ögonbrynen, använda sina armar och ben [38] .
Det finns företag som specialiserar sig på produktion av robotar ( iRobot Corporation , Boston Dynamics ). Robotar tillverkas också av några högteknologiska företag : ABB , Honda , Mitsubishi , Sony , MKOIS, AEMTK, NOKIA Robotics, Gostai , KUKA .
Utställningar av robotar hålls - till exempel världens största internationella robotutställning ( iRex ; hålls i början av november vartannat år i Tokyo , Japan) [39] [40] .
Robotisering är att förskjuta människor från produktionsprocessen, att ersätta dem med automatiserade och robotiserade maskiner och produktionslinjer, i samband med vilka resurser frigörs för utveckling av tjänstesektorn . [41]
Under de senaste åren har många artiklar dykt upp i världen [42] [43] och i Ryssland [44] [45] [46] om sociala risker (arbetslöshet, ojämlikhet, etc.) förknippade med införandet av ny "obemannad" teknologi . Det finns en risk att ett betydande antal jobb kommer att automatiseras, vilket kommer att kräva omskolning och sökandet efter nya platser och anställningsformer för miljontals specialister; i Ryssland är cirka 44 % av arbetarna potentiellt exponerade för dessa processer [46] . Ekonomin har kompensationsmekanismer [47] och olika barriärer som minskar takten för sådana förändringar och bidrar till anpassningen av arbetsmarknaderna . Bland sådana mekanismer: omskolning och avancerad utbildning av arbetskraften ( STEAM ), utveckling av nya industrier (till exempel IKT , kreativa industrier ), utveckling av entreprenörskap , etc. [48] .
I ett historiskt perspektiv har den tekniska utvecklingen skapat fler jobb än den har minskat; och den gamla generationen lämnade gradvis arbetsmarknaden i takt med att tekniken förändrades [45] . Men det finns en risk att förändringstakten efter 2020 kan bli för hög och att en del av befolkningen inte är redo för ständigt lärande och konkurrens med robotar. De kommer att bilda den så kallade " okunskapsekonomin " [49] .
Krisen 2020 har påskyndat den digitala omvandlingen av ekonomin: distansarbete, online-inlärning, onlinebeställningar, processautomation, etc. [50] och återigen skärpt diskussionen om de sociala riskerna med digitalisering och automatisering [51] .
Det finns en riktning för modellering , som involverar skapandet av både radiostyrda och autonoma robotar.
Det hålls tävlingar inom flera huvudområden.
Ryska tävlingar av mobila robotar:
Autonoma robottävlingar inkluderar: att röra sig längs en kontrasterande körfält i hastighet, sumobrottning , robotfotboll .
Uppfinnaren Pete Redmond skapade roboten RuBot II, som kan lösa en Rubiks kub på 35 sekunder. Och 2016 löste roboten Sub1 Rubiks kub på 0,637 sekunder. [55]
Robotar som kulturellt fenomen uppstod med Karel Čapeks pjäs RUR , som beskriver ett löpande band där robotar monterar sig själva. Med utvecklingen av tekniken såg människor allt mer i mekaniska skapelser något mer än bara leksaker. Litteraturen speglade mänsklighetens rädsla för möjligheten att ersätta människor med sina egna skapelser. Dessa idéer utvecklades vidare i filmerna Metropolis (1927), Blade Runner (1982) och Terminator (1984). Hur robotar med artificiell intelligens blir verklighet och interagerar med människor visas i filmerna Artificial Intelligence (2001) i regi av Steven Spielberg och I, Robot (2004) i regi av Alex Proyas.
Tre lagar för robotik är kända från science fiction , först formulerade av Isaac Asimov (med hjälp av John Campbell [56] ) i berättelsen "Round Dance" (1942):
I Japan har anime vunnit popularitet där robotar dyker upp. Serier som " Transformers ", " Gundam ", " Voltron ", " Neon Genesis Evangelion ", " Gurren Lagann " har blivit symboler för japansk animation. Till stor del på grund av detta, sedan 1980-1990, har robotar blivit en del av den nationella kulturen i Japan, såväl som en del av stereotyperna om den.
Det finns en genre av videospel som är direkt relaterad till robotpälssimulatorer . Den mest kända representanten för denna genre är spelserien MechWarrior . Spel som Lost Planet , Shogo: Mobile Armor Division , Quake IV , Chrome , Unreal Tournament 3 , Battlefield 2142 , FEAR 2: Project Origin , Tekken , Mortal Kombat har förmågan att styra robotar. Ett annat exempel på ett tv-spel med robotar är Scrapland .
I webbläsaren Mozilla Firefox , från och med den tredje versionen, finns det en specifik sida about:robots - ett virtuellt påskägg med ett komiskt meddelande från robotar till människor.
2007 skapades musikgruppen Compressorhead i Tyskland , som består av robotar och spelar i stil med heavy metal .
Övrig:
Tematiska platser | ||||
---|---|---|---|---|
Ordböcker och uppslagsverk | ||||
|
Robotik | |
---|---|
Huvudartiklar | |
Robottyper | |
Anmärkningsvärda robotar | |
Relaterade termer |