Занимательная анатомия роботов


НазваниеЗанимательная анатомия роботов
страница2/11
Дата публикации15.03.2013
Размер1.23 Mb.
ТипДокументы
userdocs.ru > Журналистика > Документы
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11

^ РОБОТЫ НА УКЛАДКЕ ГОТО­ВОЙ ПРОДУКЦИИ
На многих предприятиях готовая продукция сходит с конвейера упакованной в ящики массой до 20...30 кг.



^ Рис. 6. Робот фирмы «Ретаб» для уклад­ки ящиков.
1 конвейер готовой продукции 2 робот укладки 3 платформа транспортировки готовой продукции


Человеку приходится непрерывно снимать с ленты эти тяжелые ящики и укладывать их на платформы или в контейнеры для отправки потре­бителю. Так, например, человек снимает с конвейера и укладывает ящики с бутылками минеральной воды, молока или сока. Не очень-то приятный труд! А робо­ту такую работу только подавай. Очень удачного про­мышленного робота (рис. 6) для укладки ящиков в штабеля сложной конфигурации еще в 1970 году со­здала шведская фирма «Ретаб». Поскольку в этом слу­чае роботу приходится задумываться, куда класть оче­редной ящик, им управляет специальная электронная система с памятью большой емкости.
^ КОСМИЧЕСКИЕ РОБОТЫ
В 1822 году великий английский поэт Дж. Байрон писал в своей поэме «Дон Жуан»: «Уж скоро мы, природы властелины, и на Луну по­шлем свои машины»... Гениальное пророчество Дж. Байрона сбылось уже во второй половине XX ве­ка. Мы являемся очевидцами невиданного штурма космического пространства, в котором участвуют и роботы.




^ Рис 7 Робот «Луноход — 1»


Первым роботом — лунопроходцем стал телеупра­вляемый советский аппарат «Луноход — 1» (рис. 7). 17 ноября 1970 года автоматическая станция «Луна — 17» совершила мягкую посадку на поверхность Луны в районе Моря Дождей. «Луноход — 1», установленный на посадочной ступени этой станции, по команде с Земли съехал на поверхность Луны и приступил к выполнению программы исследований. Его экипаж жил и работал на Земле в привычных условиях и вме­сте с тем неделя за неделей, месяц за месяцем «объез­жал» намеченные участки лунной поверхности, остана­вливаясь в случае необходимости на долгое время. Эти остановки не оборачивались для экипажа изнури­тельным бездельем и не требовали особых мер для его жизнеобеспечения — у автоматических и телеупра­вляемых аппаратов уже сейчас есть ряд существенных преимуществ по сравнению с обитаемыми.
^ РОБОТЫ В СЕЛЬСКОМ ХОЗЯЙСТВЕ
Трудно представить, как, напри­мер, станет какой — то металлический шкаф «ухаживать» за живой коровой. Все-таки ферма не цех, где роботу достаточно выполнять заданный набор механических движений. Тут будут рядом с ним беспокойные жи­вотные со своими нравом, привычками, капризами. Чтобы к ним приноровиться, нужна еще и элементар­ная сообразительность, а у нашего робота даже го­ловы нет. На месте ее в верхней части шкафа побле­скивают линзы телеобъективов.

Конструкторам роботов для сельского хозяйства пришлось немало сил отдать сельскохозяйственной подготовке, изучить нрав животных, их физиологию и биомеханику. Они с секундомером следили за ско­ростью передвижения свиньи и коровы, узнавали, как далеко они могут отставлять ногу вперед и в сторону, определяли, с какой силой нужно брать в руки поро­сенка или теленка, чтобы не причинить ему вреда.

Но вот робот появился на свет. И начались новые проблемы: оказалось, что все предусмотреть заранее было просто невозможно. В первый же «выход в свет» на объектив телекамеры — глаз робота — села муха, и он «ослеп». Пришлось предусмотреть устройство, имити­рующее действие человеческого века.

Когда робота впервые ввели в загон к свиньям, они сразу отгрызли у него резиновые части кистей рук. Видимо, животных чем-то привлек их запах. Значит, сле­довало придумать что-то, выделяющее защитный аромат.

Уже разработаны принципы построения роботов и робототехнических комплексов для разных отраслей сельского хозяйства: растениеводства, хлопководства, овощеводства и др. Есть проекты роботов для технического обслуживания и малого ремонта автотрактор­ной техники, например проект робота — заправщика. Двадцать четыре модификации позволили бы заме­нить весь парк машин и механизмов, который сейчас занят в сельском хозяйстве страны.
^ РОБОТЫ В БЫТУ
Робототехнические устройства ис­пользуют в самых различных и неожиданных обла­стях. Они управляют игрой света в театрах по спе­циальной программе, записанной на магнитной ленте, внедряются в сферу исследования спортивного снаря­жения, разрабатывая, например, рекомендации по тех­нике нанесения ударов теннисной ракеткой по мячу, позволяют составлять портрет человека при розыске преступника. В последнем случае имеется в виду не традиционный фоторобот. Портрет составляют теле­визионная камера и «миксер», обеспечивающие по­явление отдельных элементов лица.

А взгляните на торговые автоматы. Если это и не роботы, то, во всяком случае, их ближайшие родствен­ники. Такие автоматы, проглотив монету, отмеряют точную порцию подсолнечного масла либо выдают газету. Они могут разменивать деньги и продавать же­лезнодорожные билеты. Самый простой разменный аппарат — прежде всего строгий контролер и испыта­тель. В конструкцию аппарата входят механические и электромагнитные испытатели монет. Все испытание длится около двух секунд.

Нужно не забывать, что роботы — это машины, при­званные служить человеку. Поэтому естественно жела­ние человека возложить на них и такие домашние ра­боты, которые мало кто выполняет с радостью и удовольствием: стирку, глажение, уборку, мытье окон. Хорошо бы иметь такого роботизированного «домового». Различные предприятия уже разрабатывают бытовые робототехнические устройства. Среди них автоматические стиральные машины с набором программ, машины для мытья и сушки посуды.

Издавна музыканты, играющие в оркестре, сталки­ваются, казалось бы, с простой, но трудноразрешимой проблемой: как переворачивать страницы нот, не пре­рывая игры? Своеобразное решение этой каверзной проблемы на самом современном уровне предложила группа швейцарских изобретателей. Они создали для этой цели маленький робот, который выполняет функ­цию третьей руки музыканта и по его приказу перево­рачивает страницу — необходимо лишь нажать ногой педаль.

В фантастическом рассказе Рэя Брэдбери «Су­дебный процесс» шла речь о том, что фирма, зани­мающаяся протезированием, допротезировалась до того, что в ее клиенте, известном гонщике, уже не осталось ни одной «живой части», и так как он не оплатил в срок задолженность, фирма заявила, что он теперь является ее собственностью.

«Полноразмерные» копии человека, созданные в настоящее время за рубежом, ведут себя совершенно «естественно». С. Мицуно, 44 — летний японский худож­ник и изобретатель, создал десять кукол — роботов, сре­ди них «Томас Эдисон» и «Мэрилин Монро».

Изготовлением роботов С. Мицуно начал зани­маться в 60 — х годах, когда японская электроника пере­живала бум. В ту пору уже существовали радиоро­боты. Но, по его мнению, они были «слишком медлительны и примитивны». С. Мицуно решил скон­струировать своего робота, и через восемь лет появил­ся «Томас Эдисон». Больше всего времени, как ни странно, потребовалось для создания искусственной кожи, которая по замыслу автора не должна была внешне отличаться от человеческой. С. Мицуно занял­ся химией и наконец получил мягкую, эластичную ко­жу из винила, которую он запатентовал.

Внутри «Мэрилин Монро» действует 80 электро­магнитов. «Именно столько мускулов занято в движе­ниях живого человеческого тела и лица, которые кукла имитирует», — поясняет С. Мицуно.

Разумеется, до человеческого подобия этим игруш­кам еще далеко, однако программируемость на ту или иную «манеру поведения» позволяет вполне оправдан­но относить их к роботам первого поколения.

Совсем другое дело — кибер, разработанный груп­пой исследователей одной из токийских лабораторий робототехники. Это человекоподобный робот с рука­ми, ногами, зрительным, слуховым и речевым аппара­том, и обладающий интеллектуальными способностя­ми на уровне двух — трехлетнего ребенка. Он может, в частности, выполнить просьбу отыскать что — либо в помещении и принести, а также отвечать на вопросы.
РОБОТЫ —

^ ОБЪЕКТЫ ПОВЫШЕННОЙ ОПАСНОСТИ
Робот — помощник человека, но слепо доверяться ему нельзя (рис. 8). Те промыш­ленные роботы, которые сейчас трудятся на заводах и фабриках, пока еще недостаточно сообразительны. Представим, что на линии сборки автомобилей слу­чается какой — нибудь «перекос». Автоматы этой ошиб­ки не замечают. Их настроили на то, чтобы сверлить отверстия в дверце, а они сверлят теперь в баке для горючего. Неправильная установка изделия их не волнует. Кроме того, иногда в их электронном блоке происходит какой — нибудь сбой, и тогда автомат в «слепой ярости» начинает колотить своей мощной стальной лапой по чему попало (так случилось недав­но в Японии, когда роботом был убит рабочий).

Робот, скажем, как и автомобиль или самолет, является объектом повышенной опасности. Поэтому для большей гарантии безопасности человека, взаимо­действующего с роботом, желательно, чтобы в про­грамму поведения робота была заложена определен­ная осмотрительность, забота о безопасности челове­ка.

Говоря о взаимодействии человека и робота, уместно вспомнить о трех законах системы «чело­век — робот», сформулированных американским писате­лем — фантастом и ученым А. Азимовым:
1. Робот не должен своим действием или бездей­ствием причинять вред человеку.
2. Робот должен повиноваться командам, которые ему дает человек, кроме тех случаев, когда эти ко­манды противоречат первому закону.
3. Робот должен заботиться о своей безопасности, поскольку это не противоречит первому и второму законам.



^ Рис 8 Робот объект повышенной опас­ности
Эти законы, по мысли Азимова, должны пол­ностью гарантировать безопасность четовека в систе­ме «человек — робот» Создать роботов, т гя которых эти законы были бы непреложны, наша задача
^ РОБОТЫ ДЛЯ МЕГАМИРА
Казалось бы, куда уж дальше, но есть совершенно безграничная область для фантазии роботостроителей — мегамир. В наше время, когда че­ловечество планомерно осваивает ближайшую соседку Земли — Луну, фантасты устремились к звездам. В одной нашей Галактике больше сотни миллиардов солнц, не исключено, что у многих есть планеты. Из всех космических грез самая распространенная и самая заманчивая — мечта о встрече с братьями по разуму, с иными цивилизациями, желательно, с более развитыми, способными передать нам секреты еще не сделанных открытий. Однако даже в Солнечной систе­ме нет планеты, где человек остался бы в живых, сняв скафандр.

Исследования мегамира связаны со сверхдальними космическими полетами. Для таких полетов потребуется время, превышающее длительность человече­ской жизни. Спрашивается: есть у человека способ ис­следовать мегамир? Да, имеется. Это создание кибер­нетической системы — робота, управляемого искус­ственным интеллектом и рассчитанного на длительное функционирование в мегамире. Такой робот может до­стичь самых дальних районов Вселенной.

Неизвестность сред, в которых придется функцио­нировать системе, непредвиденность и сложность кон­кретных задач, которые придется ей решать, исклю­чают возможность построения системы управления робота с заданным алгоритмом, сколь бы широкий круг задач в нем не был предусмотрен. Управлять си­стемой можно будет, только моделируя творческое мышление человека. Система должна быть саморазви­вающейся, причем это касается и саморазвития искус­ственного интеллекта (рис. 9). Искусственный интел­лект должен уметь решать такие частные, но важные проблемы, как формирование языка, распознавание образов, построение гипотез, выбор критериев успеха, самообучение.

Подобно человеку, автономная система робота — астронавта с искусственным интеллектом не сможет моделировать реальный мир, если не пройдет обуче­ния такому моделированию в известных человечеству средах и если переход от известных сред к не­известным не будет для этой системы постепенным.

Проблема создания автономно функционирующего робота — астронавта, управляемого искусственным ин­теллектом и предназначенного для сбора полезной че­ловечеству информации в мегамире, сегодня стоит на рубеже научных исследований дальнего поиска.




Рис. 9. Структурная схема системы искусственного интел гекта робота для мегамира



^ ЧТО ЖЕ НАМ ДЕЛАТЬ?
Роботизация. Роботы и робото-технические системы. Это все очень серьезно. Именно поэтому мы начали книгу со всестороннего обзора ос­новных проблем роботизации.

В последующих разделах мы перейдем к вопросам моделирования различных систем роботов, будем ду­мать, как изготовить ту или иную систему или даже целого робота.

Каждый может внести свой вклад в эту важнейшую государственную проблему. Вы сами видите, как вели­ко здесь поле деятельности и как интересна любая задача.

На занятиях кружка радиоэлектроники автор этой книги задал ребятам вопрос: если бы мы с вами заня­лись конструированием человекоподобного робота, то какими электронными системами вы бы его оснасти­ли? И вот пятеро мальчиков ответили, что кроме об­щепринятых систем зрения, слуха, осязания они бы ос­настили робота следующими устройствами:

1. Аварийной системой, останавливающей все ме­ханизмы робота при появлении тревожного возгласа «Аи»! или «Ой»!

2. Системой «веди меня» — если робота взять за ру­ку и потянуть, он пойдет за вами.

3. Системой различения команд, подаваемых голо­сом: «Иди», «Стой», «Здравствуй», реагирующей на звучание букв «и», «о», «а», отличающихся своими частотами.

4. Системой поворачивания головы робота на по­явившийся звуковой сигнал.

5. Системой «кивок» — робот доброжелательно ки­вает, когда с ним кончают говорить.

6. Системой движения губ робота и изменения све­чения ламп во рту робота в такт с его речью

7. Инфракрасными локаторами, предохраняющими робота от столкновения с препятствием.

8. Системой, обеспечивающей физкультурную за­рядку робота — цикл различных движений по опреде­ленной программе.

9. Системой «настроение робота», изменяющей ак­тивность его движений, издающей «смех», когда он доволен, и «унылое ворчание» — когда недоволен.

10. Игрой в «крестики и нолики» на груди — экране робота.

11. Системой танца робота от низкочастотного ритма или различного сочетания музыкальных тонов.

12. Кроме игры в «крестики и нолики» на груди робота можно установить бегущие огни, загорающие­ся в такт с музыкой.

Ребята тут же набросали структурные схемы пред­лагаемых ими систем робота и даже позаботились о микроэлектронном выполнении всех предлагаемых устройств. Они, конечно, фантазеры, эти ребята, но ес­ли задуматься, то среди их предложений — экспромтов есть кое — что любопытное и, возможно, полезное и для самых настоящих промышленных роботов.

Разве не заслуживает внимания «аварийная систе­ма», останавливающая робота при возгласах «Ой» и «Аи». Ведь современный робот — манипулятор — это далеко не безопасный объект. А физзарядка робота по определенной программе — в ней тоже есть рациональ­ное зерно. Такую зарядку есть смысл проделывать и настоящим роботам в порядке контроля жизнедея­тельности и четкости работы всех его систем перед тем, как приступить к настоящей работе. Это как бы встроенная система контроля роботоспособности всех систем робота.

Разве это не интересно! Вы чувствуете, какое поле деятельности открывается перед каждым, кто заинте­ресуется, а еще лучше — увлечется проблемой роботиза­ции.

Итак, переходим к главной части нашей книги — мо­делированию различных робототехнических систем и пожелаем читателям больших творческих успехов в этой интереснейшей и важной области деятельности.
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11

Похожие:

Занимательная анатомия роботов iconМихаил Гаспаров Занимательная Греция ocr библиотека сно
«Гаспаров М. Л. Занимательная Греция»: Новое литературное обозрение; Москва; 2004
Занимательная анатомия роботов iconЭкзаменационные вопросы по дисциплине «Анатомия человека»
Анатомия и ее место в ряду биологических дисциплин. Значение анатомии для медицины. Методы анатомических исследований
Занимательная анатомия роботов iconАнатомия (анатомия опорно-двигательного аппарата) объемные требования...
Уровни организации живого организма. Строение клетки. Ткани, органы, системы органов
Занимательная анатомия роботов iconВопросы к экзамену по дисциплине «Анатомия и морфология человека»
Анатомия как наука: предмет изучения, задачи и методы анатомии, связь с другими науками. Понятие об органе, системе органов и аппарате...
Занимательная анатомия роботов iconЭкзаменационные вопросы По курсу анатомия человека Общетеоретические вопросы история анатомии
...
Занимательная анатомия роботов icon«Топографическая анатомия и оперативная хирургия лёгких и органов...
Актуальность темы: Топографическая анатомия легких и средостения является теоретической основой торакальной хирургии
Занимательная анатомия роботов icon«Топографическая анатомия и оперативная хирургия сердца и перикардиальной сумки»
Актуальность темы: Топографическая анатомия сердца и сердечной сумки служит анатомическим обоснованием технологии оперативных вмешательств...
Занимательная анатомия роботов iconОтчет по курсовому проекту по дисциплине «Расчет моделирование и конструирование оборудования»
Общий обзор систем и устройств смазывания мрс и промышленных роботов. Патентный обзор и обзор периодики
Занимательная анатомия роботов icon«Топографическая анатомия и оперативная хирургия переднебоковой стенки живота»
Актуальность темы: Топографическая анатомия переднебоковой стенки живота является анатомической основой технологии грыжесечения,...
Занимательная анатомия роботов icon«Топографическая анатомия и оперативная хирургия надплечья и плеча»
Актуальность темы: топографическая анатомия надплечья и плеча верхней конечности служит обоснованием хирургических вмешательств на...
Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2020
контакты
userdocs.ru
Главная страница