A robot ( cseh robot , azaz robota - „kényszermunka”) egy különféle mechanikai műveletek elvégzésére tervezett automata eszköz, amely előre meghatározott program szerint működik .
A robot általában érzékelőkön ( élő szervezetek érzékszerveinek műszaki analógjai ) keresztül kap információkat a környező tér állapotáról . A robot önállóan képes termelési és egyéb műveleteket végezni, részben vagy teljesen helyettesítve az emberi munkát [1] [2] . Ugyanakkor a robot kommunikálhat a kezelővel , parancsokat kapva tőle (kézi vezérlés), és önállóan, a programozott programnak megfelelően működhet (automatikus vezérlés).
A robotok célja nagyon sokrétű lehet, a szórakoztatástól az alkalmazotton át a tisztán ipariig . A robotok megjelenése formailag és tartalmilag változatos, bármi lehet, bár gyakran a különböző élőlények anatómiájának elemeit kölcsönzik a csomópontok kialakításában, amelyek alkalmasak az elvégzendő feladatra.
Az információtechnológiában a "robotok" bizonyos autonóm módon működő programokat is jelentenek , mint például a botokat vagy keresőrobotokat .
A "robot" szót Josef Capek cseh művész javasolta, és testvére, Karel Capek író használta először az R.U.R. (Rossum's Universal Robots, 1920 ) című darabban. Maga Karel Capek így írja le: „... egy szép napon... a szerző kitalálta egy színdarab cselekményét.... És miközben forró volt a vas, új ötlettel rohant bátyjához, Józsefhez, egy művészhez, aki akkoriban a festőállványnál állt... A szerző a lehető legrövidebben felvázolta a cselekményt... „De én nem tudom – mondta a szerző –, hogyan nevezzem el a mesterséges munkásokat. Munkavállalóknak nevezném őket [nyilván az angol labor szóból – P. B.], de nekem úgy tűnik, ez túlságosan könyvszerű. „Tehát nevezzük őket robotoknak” – motyogta a művész, és folytatta a vászon alapozását…” [3] A korai orosz fordítások a „munkás” szót használták [4] [5] .
A mesterséges lények gondolatát először az ókori görög mítosz, Kadmusz említi , aki miután megölte a sárkányt, a fogait a földre szórta és eltemette, a fogakból katonák nőttek ki, valamint egy másik ókori görög mítoszban Pygmalionról . , aki életet lehelt az általa alkotott szoborba - Galatea. A Héphaisztoszról szóló mítosz is elmeséli, hogyan teremtett különféle szolgákat magának. A zsidó legenda egy agyagemberről, Gólemről mesél, akit Jehuda ben Bezalel prágai rabbi kabbalista mágia segítségével elevenített fel .
Hasonló mítoszt mesél az ifjabb Edda skandináv eposzban . Mesél a Mökkurkalvi agyagóriásról [6] , amelyet Hrungnir troll [ 6] hozott létre, hogy harcoljon Thorral , a mennydörgés istenével .
A modern robotok prototípusainak első gyakorlati alkalmazásáról szóló információk - automata vezérlésű mechanikus emberek - a hellenisztikus korszakból származnak. Ezután a Pharos szigetén épült világítótoronyra négy aranyozott női alakot helyeztek el. Nappal a napsugarakban égtek, éjjel pedig erősen világítottak, így messziről mindig jól láthatóak voltak. Ezek a szobrok bizonyos időközönként megfordulva verték le a lombikokat; éjszaka trombitahangokat adtak ki, figyelmeztetve a tengerészeket a part közelségére [7] .
A robotok prototípusai is mechanikus figurák voltak, amelyeket Al-Jazari arab tudós és feltaláló (1136-1206) alkotott meg. Így alkotott egy hajót négy mechanikus zenésszel, akik tamburán, hárfán és furulyán játszottak.
A humanoid robot rajzát Leonardo da Vinci készítette 1495 körül . Leonardo jegyzetei, amelyeket az 1950 -es években találtak , részletes rajzokat tartalmaztak egy mechanikus lovagról, aki képes ülni, széttárni a karját, mozgatni a fejét és felemelni a napellenzőt. A terv valószínűleg a Vitruvian Man című könyvben rögzített anatómiai vizsgálatokon alapul . Nem ismert, hogy Leonardo megpróbált-e robotot építeni [8] .
A 16-18. században Nyugat-Európában széles körben elterjedt az automaták tervezése - olyan óraszerkezetek, amelyek külsőleg emberekre vagy állatokra hasonlítanak, és néha meglehetősen összetett mozgások végrehajtására is képesek. A Smithsonian Institution gyűjteményében található az ilyen automaták egyik legkorábbi példája, a „spanyol szerzetes” (kb. 40 cm magas), aki úgy tudott járni, hogy jobb kezével mellkasát üti és fejét bólogatja; időnként ajkához hozza a bal kezében lévő fakeresztet és megcsókolja. Úgy tartják, hogy ezt az automatát 1560 körül Juanelo Turriano szerelő készítette V. Károly császár számára [9] .
A 18. század elejétől kezdtek megjelenni a sajtóban hírek az "intelligencia jeleit" mutató gépekről, de a legtöbb esetben kiderült, hogy csalásról van szó. Élő emberek vagy betanított állatok rejtőztek a mechanizmusok belsejében.
Jacques de Vaucanson francia szerelő és feltaláló 1738 -ban megalkotta az első működő humanoid eszközt ( androidot ), amely furulyán játszott. Készített olyan mechanikus kacsákat is, amelyekről azt mondták, hogy képesek voltak ételt csípni és "üríteni".
A 2000-es évek közepén Japán az ipari robotok exportjában is az első helyen állt a világon.
2010-es évek
2020-as évek
A robotok egyre jobban hasonlítanak az emberekhez. Haladás egyszerre több területen - számítógépes látás, gépi tanulás, kicsi, de nagy teljesítményű mikroáramkörök létrehozása robotok számára, olyan mesterséges intelligencia létrehozása, amely képes gondolkodni és megérteni lambda szavait. A neurális hálózatok egyre gyakoribbak.
„A tudomány és technológia legújabb vívmányai alapján megalkotott modern robotokat az emberi tevékenység minden területén alkalmazzák. Az emberek hűséges asszisztenst kaptak, aki nemcsak az emberi életre veszélyes munkát képes elvégezni, hanem meg is szabadítja az emberiséget a monoton rutinműveletek alól.”
- I. M. Makarov , Yu. I. Topcsejev . "Robotika: történelem és kilátások" [12]A tervezés szerint a robotok a következő két típusra oszthatók:
A Nemzetközi Szabványügyi Szervezet besorolása szerint a robotokat a következő két típusra osztják:
A numerikus vezérlésű ( CNC ) szerszámgépek megjelenése programozható manipulátorok létrehozásához vezetett a szerszámgépek be- és kirakodásának különféle műveleteihez. A mikroprocesszoros vezérlőrendszerek megjelenése az 1970-es években és a speciális vezérlőeszközök programozható vezérlőkre cseréje lehetővé tette a robotok költségének háromszoros csökkentését, így nyereségessé vált tömeges ipari bevezetésük [13] .
A szervizrobot rutinszerű, távoli, veszélyes vagy ismétlődő munkák elvégzésével segíti az embereket, beleértve a házimunkát is. Általában önállóak és/vagy integrált vezérlőrendszerrel vezérelhetők, kézi vezérléssel. A Nemzetközi Szabványügyi Szervezet meghatározása szerint a "szolgáltató robot" olyan robot, amely "hasznos feladatokat lát el emberek vagy berendezések számára, kivéve az ipari automatizálási alkalmazásokat".
Az elvégzett funkció szerint a robotokat a következő típusoknak nevezhetjük [14] :
A robotokat széles körben használják a rendőrség , az állambiztonsági ügynökségek , a segélyszolgálatok , az osztályok és a nem osztályon kívüli biztonsági erők . 2007 -ben először Permben tesztelték az R-BOT 001 orosz rendőrrobotot , amelyet a moszkvai "Laboratory of Three-Dimensional Vision" [15] fejlesztett ki . A tüzek oltásához robotizált tűzoltó berendezéseket használnak . Az operatív hírszerzéshez a segélyszolgálatok és a rendőrség "repülő robotokat" ( pilóta nélküli légi járműveket ) használ [16] . A potenciálisan veszélyes objektumok víz alatti felmérése és a kutatási és mentési műveletek során az oroszországi EMERCOM a Gnome sorozatú víz alatti robotokat használja , amelyeket 2001 óta gyárt a moszkvai Underwater Robotics cég [17] .
Harc robotokA harci robot egy olyan automata eszköz, amely helyettesíti az embert harci helyzetekben vagy emberi képességekkel össze nem egyeztethető körülmények között katonai célokra: felderítés , harci műveletek, aknamentesítés stb. A harci robotok nem csupán antropomorf fellépésű automaták, amelyek részben vagy személyt teljesen kiváltani, de nem emberi élőhelynek minősülő légi és vízi környezetben is üzemelni (repülőgép pilóta nélküli légi járművek távirányítóval, víz alatti járművek és felszíni hajók). A legtöbb harci robot telejelenléti eszköz , és nagyon kevés modell képes egyes feladatokat önállóan végrehajtani a kezelő beavatkozása nélkül.
Henrik Christensen professzor vezette Georgia Institute of Technology hangyaszerű rovarrobotokat fejlesztett ki, amelyek képesek átvizsgálni az épületeket ellenségek és csapdák után kutatva. A repülő robotok is elterjedtek a csapatok körében . 2012 elején mintegy 10 ezer földi és 5 ezer repülő robotot használt a katonaság szerte a világon; A világ 45 országa fejlesztett vagy vásárolt katonai robotokat [16] .
2015-ben az egyesült államokbeli Quantico Marines katonai bázison tesztelték a Spot robotkutya prototípusát, amelyet két évvel korábban a Boston Dynamics fejlesztett ki csapatok számára felderítésre, járőrözésre és rakományszállításra. A tesztek során a robot megvizsgálta a helyiségeket ellenség jelenlétére, és az észlelt célpontokról adatokat továbbított a kezelői konzolra [18] .
Robot tudósokAz első robottudósokat, Ádámot és Évát az Aberystwyth Egyetem Robot Scientist projektjének részeként hozták létre , és 2009 -ben egyikük megtette az első tudományos felfedezést [19] .
A robotok-tudósok közé tartoznak a robotok, amelyek segítségével feltárták a Kheopsz Nagy Piramis szellőzőaknáit és az ún. "Gantenbrink ajtók" és "Cheops fülkék".
RobottanárokA robottanár egyik első példáját 2016-ban fejlesztették ki fiatal tudósok a Tomszki Politechnikai Egyetemről . 2016 májusában az egyetem sajtószolgálata arról számolt be, hogy egy mobil robot segítségével matematika, fizika, kémia és számítástechnika elméleti és gyakorlati ismereteket is átvehetnek az egyetemen a líceum tanulói 2016. őszétől. ugyanabban az évben [20] .
Nyílt területen való mozgáshoz leggyakrabban kerekes vagy hernyós mozgatót használnak ( ilyen robotok például a Warrior és a PackBot ). A gyalogos rendszereket ritkábban használják (a BigDog és az Asimo példák az ilyen robotokra ). Egyenetlen felületekre hibrid szerkezeteket hoznak létre, amelyek kombinálják a kerék vagy a lánctalpas mozgást a bonyolult kerékkinematikával. Ezt a kialakítást a holdjáróban alkalmazták .
Beltérben, ipari létesítményekben a robotok egysíneken , padlópályákon stb. mozognak. A ferde vagy függőleges síkok mentén, csöveken keresztül történő mozgáshoz a „járó” szerkezetekhez hasonló rendszereket használnak, de vákuumos tapadókorongokkal [21] [22 ] ] . A nagyfeszültségű távvezetékek felmérésére tervezett robotok felső részében kerekes alváz található, amelyek a vezetékek mentén mozognak [23] [24] [25] . Ismeretesek olyan robotok is, amelyek élő szervezetek – kígyók [26] [27] , férgek [28] , halak [29] [30] , madarak [31] , rovarok [32] és mások – mozgásának elvét alkalmazzák; ennek megfelelően mászó [33] [34] , insectomorf (a latin Insecta - rovar szóból) [35] és más típusú bionikus eredetű robotokról beszélnek.
A felismerő rendszerek már képesek meghatározni az egyszerű háromdimenziós objektumokat, azok tájolását és összetételét a térben, és a hiányzó részeket is kiegészíthetik adatbázisuk információival (például Lego konstruktor összeállítása).
A robotok egyenáramú motorokat, belső égésű motorokat, léptetőmotorokat , szervókat használnak . Vannak olyan motorok fejlesztései, amelyek tervezésében nem használnak motort: például az elektromos áram (vagy mező) hatására redukáló anyagok technológiája (lásd elektroaktív polimerek ), amely lehetővé teszi a motor mozgásának pontosabb összehangolását. robot az élőlények természetes sima mozgásaival.
Gary Markus amerikai mesterségesintelligencia-specialista rámutat, hogy az AI-fejlesztőknek a lehető legtávolabb kell maradniuk attól, hogy olyan rendszereket hozzanak létre, amelyek túl könnyen kicsúszhatnak a kezükből. Például minden olyan robotok létrehozására irányuló munkát, amelyek képesek más robotokat tervezni és létrehozni, nagy körültekintéssel és csak számos szakértő szoros felügyelete mellett kell elvégezni, mivel a helytelen döntések következményeit ezen a területen nagyon nehéz megjósolni. [36] .
Technológiák fejlődtek[ kitől? ][ mikor? ] , amely lehetővé teszi a robotok számára, hogy önállóan töltsenek fel egy helyhez kötött töltőállomást, és csatlakozzanak hozzá.
A már széles körben használt neurális hálózati technológiákon kívül léteznek öntanuló algoritmusok a robot és a környező objektumok kölcsönhatására a valós háromdimenziós világban: az Aibo robotkutya az ilyen algoritmusok irányítása alatt ugyanazon a szakaszokon ment keresztül újszülöttként tanul, önállóan tanulja meg végtagjai mozgásának összehangolását és a környező tárgyakkal való interakciót (csörgő a járókában). Ez újabb példát ad az ember magasabb idegi aktivitásának algoritmusainak matematikai megértésére.
A környező tér ultrahanggal vagy lézersugárral történő szkenneléssel történő modelljének megalkotására szolgáló rendszereket széles körben alkalmazzák a robotautó-versenyeken (amelyek már sikeresen és önállóan haladnak át valódi városi pályákon és utakon durva terepen, figyelembe véve a váratlan akadályokat).
Japánban nem áll meg az első pillantásra az embertől megkülönböztethetetlen megjelenésű robotok fejlesztése. A robotok "arcának" az érzelmek és arckifejezések utánzásának technikája fejlesztés alatt áll [37] .
2009 júniusában a Tokiói Egyetem tudósai bemutatták a KOBIAN humanoid robotot, amely gesztusokkal és arckifejezésekkel képes utánozni az emberi érzelmeket – boldogságot, félelmet, meglepetést, szomorúságot, haragot, undort. A robot képes kinyitni és becsukni a szemét, mozgatni az ajkát és a szemöldökét, használni a karját és a lábát [38] .
Vannak robotok gyártására szakosodott cégek ( iRobot Corporation , Boston Dynamics ). Robotokat néhány high-tech cég is gyárt : ABB , Honda , Mitsubishi , Sony , MKOIS, AEMTK, NOKIA Robotics, Gostai , KUKA .
Robotkiállításokat tartanak – például a világ legnagyobb nemzetközi robotkiállítása ( iRex ; kétévente november elején rendezik meg Tokióban , Japánban) [39] [40] .
A robotizálás az emberek kiszorítása a termelési folyamatból, automatizált és robotizált gépekre, gyártósorokra való felváltása, amellyel kapcsolatban erőforrások szabadulnak fel a szolgáltató szektor fejlesztésére . [41]
Az elmúlt években számos cikk jelent meg a világon [42] [43] és Oroszországban [44] [45] [46] az új „pilóta nélküli” technológiák bevezetésével kapcsolatos társadalmi kockázatokról (munkanélküliség, egyenlőtlenség stb.) . Fennáll annak a veszélye, hogy jelentős számú munkahely automatizálódik, ami átképzést, valamint több millió szakember számára új helyek és foglalkoztatási formák keresését teszi szükségessé; Oroszországban a munkavállalók mintegy 44%-a potenciálisan ki van téve ezeknek a folyamatoknak [46] . A gazdaságnak vannak kompenzációs mechanizmusai [47] és különféle akadályai, amelyek csökkentik az ilyen változások mértékét, és hozzájárulnak a munkaerőpiacok alkalmazkodásához . Ilyen mechanizmusok közé tartozik a munkaerő átképzése és továbbképzése ( STEAM ), új iparágak fejlesztése (például IKT , kreatív iparágak ), vállalkozásfejlesztés stb. [48] .
Történelmi távlatban a technológiai fejlődés több munkahelyet teremtett, mint amennyit csökkent; és a technológia változásával a régi generáció fokozatosan elhagyta a munkaerőpiacot [45] . Fennáll azonban annak a veszélye, hogy 2020 után túl magas lesz a változás mértéke, és a lakosság egy része nem lesz kész a folyamatos tanulásra és a robotokkal való versenyre. Ezek alkotják majd az úgynevezett „ tudatlanság gazdaságát ” [49] .
A 2020-as válság felgyorsította a gazdaság digitális átalakulását: távmunka, online tanulás, online rendelések, folyamatok automatizálása stb. [50] , és ismét kiélezte a digitalizáció és az automatizálás társadalmi kockázatairól szóló vitát [51] .
A modellezésnek van egy iránya , amely magában foglalja mind a rádióvezérlésű, mind az autonóm robotok létrehozását.
A versenyeket több fő területen rendezik.
A mobil robotok orosz versenyei:
Az autonóm robotversenyek a következők: gyors mozgás egy kontrasztos sávon, szumóbirkózás , robotfoci .
Pete Redmond feltaláló megalkotta a RuBot II robotot, amely 35 másodperc alatt képes megoldani a Rubik-kockát . 2016-ban pedig a Sub1 robot 0,637 másodperc alatt oldotta meg a Rubik-kockát. [55]
A robotok, mint kulturális jelenségek Karel Čapek RUR című drámájával jelentek meg , amely egy futószalagot ír le, ahol a robotok összeszerelik magukat. A technológia fejlődésével az emberek egyre gyakrabban láttak valami többet a mechanikus alkotásokban, mint a játékokat. Az irodalom tükrözte az emberiség félelmeit attól a lehetőségtől, hogy az embereket saját alkotásaikkal helyettesítsék. Ezeket az ötleteket a Metropolis (1927), a Pengefutó (1982) és a Terminátor (1984) című filmek fejlesztették tovább. Hogyan válnak valósággá a mesterséges intelligenciával rendelkező robotok és hogyan lépnek kapcsolatba az emberekkel, azt a Steven Spielberg által rendezett Artificial Intelligence (2001) és az Alex Proyas által rendezett Én, Robot (2004) című filmek mutatják be.
A robotika három törvénye ismert a tudományos-fantasztikus irodalomból , amelyeket először Isaac Asimov fogalmazott meg ( John Campbell [56] segítségével ) a "Round Dance" (1942) című történetben:
Japánban népszerűvé vált az anime , amelyben megjelennek a robotok. Az olyan sorozatok, mint a „ Transformers ”, „ Gundam ”, „ Voltron ”, „ Neon Genesis Evangelion ”, „ Gurren Lagann ” a japán animáció szimbólumaivá váltak. Nagyrészt ennek is köszönhető, hogy 1980-1990 óta a robotok a japán nemzeti kultúrának, illetve az ezzel kapcsolatos sztereotípiáknak a részévé váltak.
A videojátékoknak van egy olyan műfaja, amely közvetlenül kapcsolódik a robotokhoz - szőrme szimulátorokhoz . Ennek a műfajnak a leghíresebb képviselője a MechWarrior játéksorozat . Az olyan játékok, mint a Lost Planet , a Shogo: Mobile Armor Division , a Quake IV , a Chrome , az Unreal Tournament 3 , a Battlefield 2142 , a FEAR 2: Project Origin , a Tekken , a Mortal Kombat képes irányítani a robotokat. Egy másik példa a robotokat tartalmazó videojátékra a Scrapland .
A Mozilla Firefox böngészőben a 3. verziótól kezdve van egy konkrét oldal about:robots - egy virtuális húsvéti tojás komikus üzenettel a robotoktól az emberekhez.
2007- ben Németországban megalakult a Compressorhead nevű zenei csoport, amely robotokból áll és heavy metal stílusában játszik .
Egyéb:
![]() | ||||
---|---|---|---|---|
Szótárak és enciklopédiák | ||||
|
Robotika | |
---|---|
Főbb cikkek | |
Robot típusok | |
Figyelemre méltó robotok | |
Kapcsolódó kifejezések |