Человек и роботы в 21 веке. Что умеют самые удивительные человекоподобные роботы XXI века. Основные отличия коботов от роботов

Одни - мудрые спутники, способные общаться более чем на шести миллионах языках. Другие - пытаются сломить, поработать или уничтожить человечество, считая себя лучшими, более рациональными хозяевами Земли. Пилот или уборщик, солдат или раб, герой или злодей - роботы играли все мыслимые и немыслимые роли в фантастической литературе последних ста лет.

В 21 веке настоящие роботы, вдохновленные своими вымышленными коллегами, начинают брать на себя ведущие роли в повседневной жизни.

Несколько компаний, среди которых Google, испытывают самоуправляемые автомобили (к сожалению, пока ничего не говорит о том, что они смогут путешествовать в будущее или прошлое). Японцы с энтузиазмом вершат революцию в области робототехники, внедряя роботов повсюду - и в приемную офиса, и в охранное бюро, и даже на роль учителя в школе.

И хотя военные разных стран не любят хвастаться своими нечестивыми армиями роботов, они уже их активно используют, например, а также для аварийного реагирования - вроде Atlas от Boston Dynamics. Этот стокилограммовый человекоподобный робот, кажется, больше будет служить порождению хаоса, нежели спасению от него.

«Я думаю, робототехника находится под сильным влиянием научной фантастики. Большинство робототехников, которых я знаю, работают в этой сфере из-за фантастики», говорит Илла Нурбахш, профессор робототехники в Университета Карнеги-Меллона. «Поэтому это очень важная часть того, о чем многие из нас мечтали».

Одна из несбыточных надежд многих робототехников - это ИИ, искусственный интеллект, для роботов. Но и эта мечта быстро становится реальностью: робототехнические лаборатории по всему миру разрабатывают программное обеспечения с нотками человеческого интеллекта. Hanson Robotics из Гонконга, например, создает весьма приближенные к человеческому ИИ версии машинного интеллекта, а также запатентовала нанотехнологичную кожу, которая близко напоминает человеческую своими качествами и гибкостью. Самый известный робот компании, «София», уже поразил широкую общественность своей зловещей внешностью и интеллектом.

В принципе, нет ничего страшного в том, что «София» привлекательно выглядит и действует сногсшибательно - как какие-нибудь андроиды из «Бегущего по лезвию» или «Из машины».

« определенно влияет на ученых, которые строят будущее, но также определяет ожидания среди широкой общественности касательно того, как должно выглядеть будущее», пишет Дэниел Уилсон из New York Times. Он также имеет докторскую степень по робототехнике в Университете Карнеги-Меллона, а также степень магистра в области искусственного интеллекта и робототехники.

«В какой-то степени любой, кто создает потребительский продукт следующего поколения, должен соответствовать этим ожиданиям; в противном случае люди будут недовольны. Поэтому я думаю, что научная фантастика оказывает большой эффект на внешний вид роботов, которые физически взаимодействуют с людьми (то есть самоуправляемый транспорт, мобильные роботы, пользовательские интерфейсы ИИ)».

Понятие роботов - анимированного объекта, который движется самостоятельно - уходит корнями еще в древнегреческую литературу. В «Илиаде» Гомера, например, полубог Гефест делает трехногих существ, способных навещать богов. Слово «робот», конечно, намного моложе; оно вошло в употребление 95 лет назад вместе с премьерой научно-фантастической пьесы чешского писателя Карела Чапека.

Менее чем за сто лет мифология роботов стала такой же богатой, как и рассказанная Гомером. Повествователи вроде Айзека Азимова и Филипа Дика утвердили основные принципы и положения о роботах и андроидах (последний термин предпочитал Дик). Фильмы и сериалы, «Звездные войны» и «Звездный крейсер Галактика», познакомили нас с дроидами - торговой маркой, которая принадлежит Lucasfilm с 1977 года - и армиями роботов-убийц.

А вот эта идея - что роботы готовятся уничтожить человечество - безумно популярна в научной фантастике. Согласно теории Уилсона, на роботов легко проецировать наши общие страхи перед технологиями.

«Люди полагаются на инструменты, чтобы выживать, но эти инструменты в один прекрасный день могут нас убить», говорит он. «Мы боимся себя и того, что можно сделать при помощи наших больших мозгов. Что может быть лучшим воплощением этого первобытного страха, чем красноглазый металлический робот с гудящими пилами вместо рук?».

«Когда я писал свою книгу «Как пережить восстание роботов», будучи аспирантом в Институте робототехники Карнеги-Меллона, в тот момент я понял, что реальные технологии робототехники уже опередили популярную культуру. В фильмах и сериалах было полно человекоподобных охотников-убийц, но в УКМ мы строим удивительное разнообразие интеллектуальных машин. Моим долгом было проинформировать общественность, как пережить атаку не только терминаторов - гигантских ходоков, роя, автономных транспортных средств, которые дали сбой».

Нурбахш говорит, что очевидное отношение «от любви до ненависти» с роботами объясняется тем, что они угрожают нашему чувству идентичности человека. «Что это будет значить для человека - когда то, что уникально для нас, смогут делать и роботы?».

Отношение к роботам отличается от страны к стране, в зависимости от культурных ценностей, считает Нурбахш.

«В Азии культурный контекст создает сострадательных роботов - например, Atom Boy или Astro Boy; в США же люди больше задумываются о постапокалиптическом видении роботов-разрушителей а-ля Терминатор», говорит он. «Это все отражает нашу человечность; вопрос в том, какие аспекты этой человечности мы наиболее убедительным образом проецируем на роботов?».

«Я считаю, что основной аспект робототехники в том, которая в настоящее время вынашивает мечты научной фантастики, заключается во взаимодействии роботов и людей. В изучении того, как мы разрабатываем роботов и учим их вести себя с людьми, по мере того как они проникают во все наши социальные уголки», добавляет Нурбахш.

Даже самая интенсивная и реалистичная научная фантастика не подразумевает появления армий роботов-убийц, отмечает Уилсон, на нашем горизонте в ближайшем будущем.

«Думаю, романы и рассказы лучше отражают передовые исследования в области робототехники, чем фильмы, поскольку не зависят от красивых визуальных эффектов в такой степени», объясняет он. «Разумеется, вы видите множество человекоподобных роботов в фильмах - и они убедительны. Но некоторые из моих любимых тем научной фантастики посвящены вещам, которые не так хорошо передаются визуально, например, загрузка сознания».

Ро́бот (чеш. robot) - автоматическое устройство с антропоморфным действием, которое частично или полностью заменяет человека при выполнении работ в опасных для жизни условиях, при относительной недоступности объекта или для другого использования.. (Википедия)

Начало 21 века может оказаться переломным в истории человечества, кибер-человек скоро станет такой же реальностью в каждом доме как и телевизор.

Великобритания, Оксфорд, 11 февраля, 2010: Проект Shadow Dextrous Hand, который представляет собой роботизированную механическую руку, управляемую перчаткой CyberGlove. Благодаря использованию перчатки с датчиками механическая рука может выполнять очень тонкие операции, например, взять куриное яйцо из лотка, выкрутить или в крутить стеклянную лампочку и написать что-либо обычной ручкой.. PHOTO / Бен Stansall

Япония, Токио, 31 октября 2010 года: Танцующий робот-гуманоид "Asimo" разработка компания Suzuki. PHOTO / STR

Япония, Токио, 17 октября 2010: Образец гуманоидного робота HRP-4C, который выполнен в виде девушки умеющей петь и танцевать. PHOTO / Yoshikazu TSUNO

Объединенные Арабские Эмираты, 19 октября 2009 года: Представленный на выставке GITEX 2009 в Дубае, Titan - танцующий робот от Panasonic PHOTO / КАРИМ Сахиб

Германия, Ганновер, 4 марта 2009 года: Разработка немецкой аэрокосмической компании DLR-робот Rollin’ Justin. Фото: Sean Gallup

Южная Корея, Сеул, 29 октября, 2010: Человек играет с робо-собакой. PHOTO / Park Ji-Хван

ЯПОНИИ, 6 сентября 2009 года: Работы производства Murata Electronics. PHOTO / Yoshikazu TSUNO

Япония, Токио, 13 октября 2010 года: Танцы роботов "Нао" демонстрируют свои возможности. AFP PHOTO / Yoshikazu TSUNO

Сингапур, 24 июня 2010 года: "Тренер" робо-футболистов готовит свою команду к игре. PHOTO / Рослан РАХМАН

Германия, Ганновер, 2 марта, 2010: футбольный матч между роботами на выставке CeBIT. Фото: Sean Gallup

Япония, Токио, 7 ноября 2008 года: "Robo-Q" Демонстрация эвакуации раненых. Фото: Kiyoshi Ota

Многоэтажная авто-парковка заводе на Volkswagen. Башни гаражи представляют собой парковку будущего. Их высота составляет почти 50 метров, этажей - 20. В общей сложности они позволяют разместить 800 автомобилей. Подобно библиотекарям, два робота аккуратно раскладывают машины «по полочкам». Фото: Sean Gallup

ФРАНЦИЯ, 24 сентября 2010 года: Робот для дойки коров. PHOTO Damien MEYER

США, Лас-Вегас, 9 января, 2010: инженер - Дуглас Хайнс - позирует с роботом Roxxxy podczs на эротической ярмарке в Лас-Вегасе. PHOTO / Робин Бек

Германия, 15 июля, 2010: Android производства Японии. PHOTO КАРЛ-Йозеф

Франции, 1 июля 2009 года: Робот "iCube" на презентации у своих создателей в институте. AFP PHOTO / Фред Dufour

Тайвань, 16 сентября 2009: Инженер из Национального тайваньского университета науки и технологии представляет прототипа Андройда. PHOTO / Sam YEH

Япония, 10 марта 2009 года: Робот-ребенок (130 см и весом 33 кг), цель создания этого робота заключена в распознавание мимики выражения лица матери и надлежащим образом реагировать на это. PHOTO / Yoshikazu TSUNO

Специалисты из университета Осака совместно с коллегами из института ATR создали упрощенную версию робота-гуманоида Telenoid R1, который способен имитировать присутствие удаленного пользователя. Необычную внешность робота его создатели объясняют тем, что все силы были брошены исключительно на функционал Теленоида. Такой минимализм, по мнению разработчика, позволит использовать этого робота практически любому человеку, мужчине или женщине. Выражения лица пользователя робот воспринимает благодаря двум камерам, встроенным в его глаза, используя специальный интерфейс и программное обеспечение FaceAPI, которое следит за глазами, ртом и движениями головы человека.

Япония, Токио, 15 июня, 2010: Робот- ребенок по имени Ноби оснащен шестью сотнями сенсоров, а также камерами и микрофоном, благодаря которым он обладает зрением и слухом. По словам разработчиков, по уровню развития Ноби полностью соответствует возрасту 9-ти-месячному младенца. Ожидается, что этот робот позволит ученым лучше изучить различные теории развития человека. Они будут сравнивать реакции электронного ребенка с поведением настоящих детей.

Виртуальный ребенок.

Прототип роботизированной руки от британской фирмы "Shadow Robot Company" на выставке "Streetwise Robots in London" в Музее науки (Science Museum) - самая совершенная разработка по мнению экспертов на наши дни. Лондон, 7 мая 2008.

Таиланда, Бангкок, 1 апреля 2010 года: Робот-официант с подносом блюд в ресторане в Бангкоке.

Берлин, 8 июня, 2010: Канцлер - Ангела Меркель - позирует на фоне робота по имени "Джастин". Фото: Sean Gallup

С чего все началось: Главный среди киборгов, положивший начало завоевания земли роботами.

И закончить этот небольшой обзор хотелось бы словами из «I"ll be back» («Я вернусь») говорит нам Терминатор в одном из эпизодов фильма.

Робототехнические системы продолжают развиваться и постепенно проникают во многие, самые разнообразные области человеческой жизни, такие как производство, медицина, дистанционная разведка, а также сферы развлечений, безопасности и личной помощи. В настоящее время японские разработчики создают роботов для оказания помощи пожилым людям, в то время как NASA разрабатывает новое поколение космических исследователей, а люди искусства изучают новые возможности в сфере развлечений.

Собранные в сегодняшнюю подборку фотографии роботов, созданных в недалеком прошлом, возможно, позволят нам заглянуть в наше ближайшее будущее.

(Всего 32 фото)

1) Робот Twendy-One демонстрирует свою способность обращаться с хрупкими объектами, фиксируя в пальцах пластиковую соломинку. Робот был разработан учеными Университета Васеда (Waseda University) из Токио в качестве помощника для пожилых людей. (AP Photo / Shizuo Kambayashi)

2) Робот модели LEMUR разрабатывается NASA в качестве ремонтного робота для оборудования в открытом космосе. На фотографии - укрупненная версия Lemur IIa работает с масштабной моделью сегментированного телескопа. (NASA / Planetary Robotics Laboratory)

3) Хирурги проводят операцию по удалению грыжи с помощью робота da Vinci в университетской клинике Женевы, Швейцария. Отдел роботохирургии был открыт там в 2008 году. (AP Photo/Keystone, Salvatore Di Nolfi)

4) Испанские король Хуан Карло и королева София, а также японский император Акихито и императрица Мичико наблюдают в действии костюм-робот HAL, способный поднимать грузы до 30 кг в Университете Цукуба, Япония. (KATSUMI KASAHARA/AFP/Getty Images)

5) Человекоподобные роботы модели Wakamaru Момоко (справа) и Такео (слева) принимают участие в первой в истории постановке робото-человеческого экспериментального театра в университете города Осака, Япония. (YOSHIKAZU TSUNO/AFP/Getty Images)

6) Робот-сапер кладет взрывное устройство рядом с подозрительной коробкой во время демонстрации, устроенной разработчиками на конференции в Кам-Лемонье, Джибути. (Defense Dept. photo by Cherie A. Thurlby)

7) Канцлер Германии Ангела Меркель позирует рядом с роботом Bruno у выставочного стенда Дармштадтского технологического университета во время третьего национального саммита по информационным технологиям 20 ноября 2008 года. (REUTERS/Alex Grimm)

8) Робот-спасатель токийского управления пожарной безопасности загружает на себя "жертву" в ходе антитеррористических учений. В учениях были задействованы одиннадцать организаций, в т.ч. полицейское управление Токио. (TOSHIFUMI KITAMURA/AFP/Getty Images)

9) Биомиметический подводный робот RoboLobster, разработанный профессором Джозефом Эйерсом (Joseph Ayers). RoboLobster предназначен для определения изменений в состоянии морской воды, а также обезвреживания подводных мин. (Robert Spencer)

10) Роботы модели ATHLETE в пустыне в районе дюн Дюмон, США. Они разрабатываются NASA для использования на Луне, где они будут перемещаться на колесах по ровной поверхности и "шагать" на пересеченной местности. (NASA)

11) Крупным планом: робот, разработанный Toyota Motor Corporation. (REUTERS/Michael Caronna)

12) Уролог больницы Milton Hospital д-р Клиффорд Глюк (Clifford Gluck) за пультом управления хирургической системы da Vinci в г.Милтон, Массачусетс. (Boston Globe/Milton Hospital)

13) Японский министр здравоохранения Йоичи Масудзоэ демонстрирует работу робота My Spoon, который предназначен для помощи людям с ограниченными физическими возможностями. Робот управляется джойстиком и позволяет принимать пищу, используя челюсть, руку и ноги. (AFP PHOTO/JIJI PRESS)

14) Роботы, разработанные Toyota Motor Corporation, играют на музыкальных инструментах в выставочном зале компании. (REUTERS/Toru Hanai)

15) Робот-охранник Т-34 с дистанционным управлением обездвиживает "злоумышленника" на выставке, проходившей в январе 2009 года в Токио. Робот передает оператору видеоизображение, и может управляться с помощью мобильного телефона. (REUTERS/Kim Kyung-Hoon)

16) Китайский фермер Ву Юлу едет в повозке, которую тянет робот-рикша его собственного изготовления. Ву Юлу начал собирать роботов в 1986 году, используя в качестве деталей провода, металл, винты и гвозди со свалки. (REUTERS/Reinhard Krause)

17) Робот Berti пожимает человеческую руку на выставке в лондонском Музее истории науки. Этот человекоподобный робот был создан специально для имитации человеческих жестов. (AP Photo/Kirsty Wigglesworth)

18) Экспериментальный исследовательский робот K-10 "Red" на испытаниях, проводимых NASA в районе озера Мозес-Лейк, штат Вашингтон. (NASA/Ames Research Center)

19) Тайские и американские солдаты наблюдают в действии робота "Big Dog" во время открытия учений Cobra Gold в Таиланде 4 февраля 2009 года. (AP Photo/Apichart Weerawong)

20) Посетители выставки CeBIT-2009 в немецком городе Ганновер наблюдают за тем, как робот Rollin" Justin заваривает чай. (RONNY HARTMANN/AFP/Getty Images)

21) Британский морпех позирует рядом с автономным колесным роботом Testudo. (REUTERS/Luke MacGregor)

22) Клара Ву, специалист по распространению наблюдает за работой робота Mr.Incredible в массачусетском офисе компании. Mr.Incredible - прототип робота второго поколения, предназначенный для работы в теплицах, в частности, для переноски растений в горшках. (Ellen Harasimowicz for The Boston Globe)

23) Двуногий робот Тиранозавр Рекс на выставке в Digital Content Expo в Токио, Япония. (Koichi Kamoshida/Getty Images)

24) Студент Токийского технологического университета демонстрирует прототип охранного робота "bino3". У робота четыре "глаза": две широкоугольные стерео-камеры и две теле-фото-стерео-камеры, которые позволяют четко отслеживать перемещения объекта наблюдения. (AFP PHOTO / Yoshikazu TSUNO)

25) Винс Мартинелли, менеджер компании Kiva Systems, проверяет полки с "товарами", которые подвозятся роботами в ходе демонстрации системы автоматизации складской работы. (Josh Reynolds for The Boston Globe)

26) Мэтью Фишер, представитель компании Hanson Robotics - изготовителя "характерных" роботов демонстрирует синтетическое лицо, показывая, как легко меняется выражение человеческого лица. (David L. Ryan/Boston Globe)

27) Робот Talon 3B приближается к мине, зарытой в песчаной дюне, в ходе учений в Джибути, Африка. Саперы ВМС США управляют роботом с безопасного расстояния, используя мониторы и видеооборудование, установленное на роботе. (DoD photo by Petty Officer 1st Class Robert R. McRill, U.S. Navy)

28) Роботы-тюленята Paro подзаряжаются электричеством на выставке Robo Japan-2008 в Иокогаме. Роботы Paro, стоимостью около 3,5 тыс. долларов каждый, выполнены в виде детенышей тюленя. Под их мехом расположены специальные датчики. Если погладить Paro, он издает урчащие звуки. Предназначены эти роботы для того, чтобы успокаивать пациентов в больницах и клиниках. (AP Photo/Itsuo Inouye)

29) Промышленные роботы на иранском автомобильном заводе Ходро участвуют в производстве автомобиля марки "Samand". (BEHROUZ MEHRI/AFP/Getty Images)

30) Робот Rich от компании MSI прогуливается по садовой дорожке в выставочном центре Grand Hills в Тайбэе, Тайвань. (REUTERS/Nicky Loh (TAIWAN)

31) Глава компании “Intel” Крэйг Барретт, губернатор Калифорнии Арнольд Шварценеггер и канцлер Германии Ангела Меркель рядом с механической рукой на церемонии открытия выставки CeBIT в Ганновере, 2 марта 2009 года. Из российских компаний были замечены представители (NIGEL TREBLIN/AFP/Getty Images)

32) Марсоход NASA MSL во время сборки в августе 2008 года. Пока не установлены рука, мачта, лабораторные инструменты и прочее оборудование. У марсохода шесть колес диаметром по полметра. Палуба расположена на высоте 1,1 м. Испытания марсохода MSL запланированы на 2011 год. (NASA/JPL-Caltech)

Индустрия 4.0. Роботизация в XXI веке. Роботы и коботы

В данной статье мы рассмотрим области применения роботов, их распространение и развитие в мире в целом.

Что такое робот сегодня? Робот — это автономно функционирующая универсальная автоматическая машина, предназначенная для воспроизведения физических, двигательных и умственных функций человека, наделенная способностью к адаптации и обучению в процессе активного взаимодействия с окружающей средой.

Основными причинами разработки и применения роботов являются:

- высвобождение человека в процессе производства продукции от тяжелых видов работ, а также его пребывания в экстремальных условиях (загрязненной среде, химической среде, опасной для жизни и т.п.);

- существенное повышение производительности труда при выполнении операций в процессе производства продукции;

- значительное повышение качества продукции, производимой в промышленном производстве с помощью промышленных роботов;

- снижение себестоимости продукции, производимой на определенном промышленном предприятии.

Классификация промышленных роботов

Современная общепринятая трактовка термина «промышленный робот» была принята XI Международным симпозиумом по промышленным роботам (Токио, 1981).

Промышленный робот - многократно программируемое многофункциональное устройство, предназначенное для манипулирования и транспортирования деталей, инструментов, специализированной технологической оснастки посредством программируемых движений, для выполнения разнообразных задач.

С точки зрения истории развития робототехники различают три поколения промышленных роботов:

Роботы первого поколения (программируемые роботы) характеризуются тем, что они имеют программное управление, т. е. действуют по жесткой, не меняющейся в процессе работы программе; поэтому их называют также «программными роботами» . Эти роботы «глухи», «немы» и «слепы»: им не требуется связи с внешним миром, она отсутствует.

Неперепрограммируемые (необучаемые) промышленные роботы с жестким циклом операций снабжены заранее подготовленной достаточно простой программой, повторяющей одну и ту же заданную последовательность операций, которая не зависит от изменяющихся условий и не поддаётся изменению простыми средствами.

Жесткопрограммируемые (переобучаемые) промышленные роботы с изменяемым циклом операций содержат полный набор информации, не изменяющийся в процессе самой работы, но поддающийся корректировке путем «переобучения» при изменении (переналадке) технологического процесса. Для этого предусматриваются специальные средства и методы (замена либо изменение программы), позволяющие легко и быстро изменять состав и последовательность действий робота при изменении внешних условий, а также при переходе от одной технологической операции на иную.

Роботы второго поколения (адаптивные роботы) используют сенсорную информацию об окружающей среде, чтобы корректировать свое поведение при выполнении производственной операции;

Роботы третьего поколения наделены «здравым смыслом», «чувствами», способные распознавать разнообразные объекты внешнего мира, обладающие способностью действовать самостоятельно. Гибкопрограммируемые (самообучаемые) промышленные роботы с элементами искусственного интеллекта, кроме развитой сенсорной системы в виде искусственных органов зрения, слуха, осязания и других, должны обладать мощной информационно-управляющей системой и совершенным алгоритмическим и программным обеспечением, способными распознавать образы и ситуации, моделировать окружающую среду, планировать поведение и, самообучаясь в процессе функционирования, формировать состав и последовательность своих действий на основе поставленной цели и информации об окружающей среде в условиях неорганизованного рабочего пространства.

Роботов можно разделить по виду базовой системы координат , роду деятельности, по производственно-технологическим признакам, по методу управления , или степени непосредственного участия человека в управлении, по грузоподъемности , по точности позиционирования, по перемещению и многим другим характеристикам.

Автоматизация производства. Зачем она нужна?

Технологии XXI века требуют совершенствования автоматизации и экономии трудовых ресурсов, поэтому к началу нового века производство потребовало новые технологии, которые бы позволяли организацию производственных процессов без участия человека при стабильном качестве выпускаемых товаров.

Вытесняя физический труд из основных и вспомогательных производств, автоматизация ведёт к увеличению затрат умственного труда, который должен опираться на прошлый опыт и тоже должен быть впоследствии максимально автоматизирован.

Учитывая все эти факторы, можно сформулировать следующие принципы автоматизации производства :

Автоматизация должна носить комплексный характер и охватывать целостные технологические процессы;

Автоматизации должна охватывать не только сам технологический процесс, но и все, примыкающие к нему (транспорт, складирование, проектирование, технологическую подготовку производства);

Автоматизированные системы должны быть гибкими технологически и экономически. Технологическая гибкость подразумевает возможность изменения производительности системы при сохранении согласованной работы ее элементов (саморегулируемость системы), экономическая - способность к многократной смене номенклатуры выпускаемой продукции с наименьшими затратами при неизменности основного технологического оборудования;

Автоматизация должна быть обеспечена высокой надежностью используемого оборудования.

Современную идею автоматизации производства в наибольшей мере выражают представления о гибких автоматизированных производствах (ГАП).

Гибкое автоматизированное производство - производство, позволяющее за короткое время, при минимальных затратах, на том же оборудовании, не прерывая производственного процесса и не останавливая оборудования, по мере необходимости переходить на выпуск новой продукции произвольной номенклатуры.

Основные технологические характеристики гибких автоматизированных производственных систем:

Способность работать без участия человека;

Автоматическое выполнение рабочих и вспомогательных действий;

Простота наладки;

Гибкость, удовлетворяющая требованиям мелкосерийного производства;

Высокая экономическая эффективность при правильной эксплуатации.

Разработка и широкое применение гибкой автоматизированной технологии являются в настоящее время основной тенденцией развития современного промышленного производства. Однако необходимо еще раз подчеркнуть, что гибкое автоматизированное производство наиболее целесообразно разрабатывать под принципиально новые технологии, а не подстраивать под существующие.

Что такое 4-я промышленная революция или Индустрия 4.0?

В 2011 году на Ганноверской выставке была впервые сформулирована концепция четвёртой промышленной революции — «Индустрии 4.0» . Эксперты определили это понятие как повсеместное внедрение «киберфизических систем» в заводские процессы, которое приведёт к слиянию технологий и разрушит границы между физической, цифровой и биологической сферами жизни человечества.

Также участники сообщества определили, что основными драйверами новой промышленной революции станут облачные технологии, новые способы сбора и анализа информации, краудсорсинг, шеринговая экономика и биотехнологии. Это дало толчок к внедрению и разработке новых стандартов в интернет-среде и на ключевых производствах.

В настоящее время практически все развитые страны прошли этап формирования технико-экономических и социальных концепций в отношении к робототехнике и энергично включились в процесс внедрения роботов в различные сферы деятельности, и прежде всего в промышленное производство, создания на базе роботов гибких производственных систем.

По мнению Мартина Форда, автора книги «Восстание роботов», автоматизацию не остановить, потому что это часть капитализма , постоянно стремящегося к повышению производительности труда .

Рынок роботов в 21 веке. Ведущие производители на мировом рынке.

Промышленные роботы стали не только одной из движущих сил автоматизации, но и одним из важнейших средств для социально-экономических изменений в сфере труда.

Можно выделить следующих лидирующих компаний на рынке робототехники:

1. FANUC (Япония) – один из мировых лидеров рынка промышленной автоматизации, станкостроения, ЧПУ и робототехники. Производитель вышел на рынок в 1956 году, и уже в 1972-м представил первого собственного промышленного робота. У компании есть подразделение FANUC Robotics с сетью представительств. В мире насчитывается около 200 000 роботов этой компании, десятая часть которых находится в Европе и России;

2. KUKA (Keller und Knappich Augsburg) (ГЕРМАНИЯ) основана в 1898 году в Аугсбурге. В 1973 году компания представила своего первого промышленного робота FAMULUS, который имел шесть осей и электромеханическое управление. Роботов KUKA применяют во многих отраслях по всему миру: от автомобильной и металлургической до пищевой;

3. ABB (Asea Brown Boveri Ltd.) (ШВЕЦИЯ, ШВЕЙЦАРИЯ) – компания появилась в 1988 в результате слияния шведской ASEA и швейцарской Brown, Boveri & Cie. Специализируется не только на робототехнике, но и на электротехнике, специальном оборудовании, энергетическом машиностроении и информационных технологиях. Также компания производит программное обеспечение для моделирования робототехнических комплексов, специальное программное обеспечение для сварки и обработки пластика, производственные ячейки, комплексные системы для автомобильной промышленности;

4. KAWASAKI (ЯПОНИЯ) — эта корпорация была создана в 1896 году и сегодня известна как один из крупнейших в мире промышленных концернов. Промышленные роботы от Kawasaki robotics используются для работ во взрывоопасных, агрессивных, стерильных и высокотемпературных средах и др. Имеют грузоподъемность до 1500 кг;

5. MOTOMAN (YASKAWA) (ЯПОНИЯ, США) Motoman Robotics – компания была создана в 1989 году, и сегодня выпускает около 175 моделей роботов и разработала 40 готовых решений для интегрирования, которые применяются для специфических задач. Корпорация занимает лидирующие позиции на рынке производителей в Северной и Южной Америке. спец иализируется на промышленных роботах для дуговой сварки, резки, обработки материалов и сварки различных металлов;

7. PANASONIC (ЯПОНИЯ) – компания не только известная по производству электронных товаров и бытовой техники, но и один из лидеров рынка промышленной робототехники для различных задач и оборудования для сварки. Компании удалось создать робота, который программируется с одной панели управления. Благодаря новой технологии продажи сварочных роботов Panasonic достигли 40 000 штук по всему миру;

8. KC ROBOTICS , Inc (США) – вышла на рынок в 1990 году. Компания, которая специализируется на выпуске широкого ряда промышленных роботов, продуктов и услуг, обслуживает все отрасли промышленных роботов, а также занимается производством и обработкой материалов;

9. TRITON MANUFACTURING (США) – компания, известная по разработке гибких системах питания, паяных электрических компонентах. Произведённые устройства обеспечивают передачу мощности для компьютеров, телекоммуникаций, аэрокосмической промышленности и т.д;

10. KAMAN CORPORATION (США) — компания с более чем 200 филиалами и центрами, крупнейший промышленный дистрибьютор Северной Америки. Производит подшипники, механические и электрические устройства для электропередачи и управления движением, обработки материалов и жидкостей, а также другие устройства, применяемые в промышленной и военной робототехнике.

На сегодняшний день существует множество CAD/CAM-систем (программные комплексы), позволяющих наиболее просто осуществлять как 3d-моделирование изделий, самих роботов, необходимой оснастки и т.д., так и программирование промышленных роботов.

Область применения роботов. Промышленные роботы и сервисные роботы.

Cегодня роботы используются практически повсеместно. В тяжелой промышленности роботов используют и в литейном производстве, и в процессах сборки, и в обработке металлов, в сварочных, покрасочных работах, во вспомогательных работах.

Роботизировано гражданское и промышленное строительство, легкая промышленность, роботы присутствуют на мебельном и деревообрабатывающем производстве. Роботы проникли на пищевое и химическое производство, в сельское хозяйство.

Также роботизированные комплексы используются в угольной, горнодобывающей, нефтяной промышленности, в лесозаготовительном производстве.

В электронной промышленности роботы приспособлены под производство от силовых, распределительных и специализированных трансформаторов до производства оптических приборов и фотографического оборудования и многое другое.

Сервисные роботы и область их применения

В середине 90-х гг. Европейская Экономическая Комиссия ООН и ИСО (Международная организация по стандартизации ISO) приняли предварительную систему классификации сервисных роботов. Их разбили по категориям и типам взаимодействия: бытовые/персональные роботы и профессиональные сервисные роботы.

Бытовые сервисные роботы были созданы для автоматизации различных процессов непосредственно в быту человека и в сфере обслуживания. Такие роботы, как правило, обладают очувствленными системами с элементами интеллекта . Они могут выполнять задачи по приготовлению пищи, уборке, мытью посуды, играм и обучению людей, обслуживанием в общественных местах.

Пример робота-официанта

Также в последние 10 лет приобрели популярность системы “умный дом”, “умный город”, системы видеонаблюдения, сканирования и прочие.

Профессиональные сервисные роботы используются в медицине, здравоохранении и спорте. Они обучают физическим упражнениям, проводят физиотерапию, массаж, роботы участвуют в хирургических и других операциях. Их стали внедрять в процессы диагностики органов, протезировании конечностей, реабилитации больных и инвалидов, уход за больными и помощь при передвижении.

Все эти сервисные роботы не имеют жёсткой регламентации.

Примеры сервисных роботов в сельском хозяйстве

Примеры сервисных роботов в общественном пространстве

Примеры сервисных роботов в логистике

Кроме того, профессиональных сервисных роботов активно используют в космической отрасли, инженерном деле и проектировании. В связи с нарастающим интересом к освоению ресурсов мирового океана во всем мире создаются подводные роботы.

Также роботов стали использовать и в обслуживании авиатехники, системах безопасности, в недрах земли, в экстремальных условиях и различных ремонтных работах. В военной промышленности роботы активно используются в операциях разминирования, беспилотных систем, в подводных работах, как наземные транспортные средства и т.д.

С 1997 года IFR (international Federation of Robotics) ежегодно собирает статистические данные о сервисных роботах. К сожалению, пока статистика довольно скромная, так как данные собираются непосредственно от производителей сервисных роботов.

По данным экспериментального исследования ЕЭК ООН/ПКИ, проведенном в 2008 году среди некоторых крупных робототехнических компаний, средний срок службы робота составляет примерно 12-15 лет.

Кобот. Что это такое?

Кобот (Collaborative Robot) – это коллаборативный/коллективный робот. Идея разработки коботов появилась в 1996 году в рамках исследовательского проекта Фонда General Motors.

В основе концепции разработки коботов была идея – создать безопасных роботов, которые могли работать с людьми “рука об руку”. Спустя двадцать лет коботы приобрели большую популярность на многих предприятиях, но сейчас не все могут отличить их от обычных роботов.

Основные отличия коботов от роботов:

1. Партнерство в команде человек-машина. Классические промышленные роботы – это силовые машины, которые выполняют операции, прописанные в программах, не взаимодействуя с людьми. Вокруг них, во избежание травм, устанавливают специальные ограждения и клетки;

Коботы были специально разработаны для совместной работы с человеком. Их не огораживают, позволяя осуществлять ручную сборку и контроль качества изделия на месте. Основная задача коботов – полностью решить те сложные задачи, которые нельзя полностью автоматизировать;

2. Предотвращение опасных ситуаций. Коботы выполняют задачи, которые могут стать травмоопасными. Такое перераспределение работ приводит к уменьшению числа аварий и нежелательных последствий;

3. «Умное» и безопасное поведение. Коботы останавливаются при малейшем прикосновении к человеку. Он оснащён специальными датчиками, предотвращая несчастные случаи. Ограждения становятся не нужны;

4. Гибкость и обучаемость. Коботы просты в программировании и перепрограммировании. Некоторые коботы даже обладают навыками самообучения;

5. Мобильность и экономия энергии. Коботы обладают меньшим весом, чем промышленные роботы. Их легко перемещать и устанавливать на любых поверхностях и в разных точках производственной цепи. Их можно установить даже на потолке. Сделать это может самостоятельно даже один рабочий. Они потребляют мало энергии;

6. Сравнительно малая стоимость по сравнению с промышленными роботами;

7. Малая скорость и меньшая мощность по сравнению с промышленными роботами.

Лидерами по производству коботов в мире на данный момент являются Universal Robots, Bosh, Kawada Industries, F&P Personal Robotics, Kawada Industries, MABI Robotic, MRK Systeme, Rethink Robotics и Fanuc.

Взаимодействие системы человека и кобота в промышленных условиях стало возможным благодаря разработке стандарта ISO / TS 15066: 2016 «Роботы и роботизированные устройства», а также новой технической спецификации ISO для безопасной работы с роботами. Работа над ISO / TS 15066 начиналась с определения границ, чтобы не было случайного контакта между человеком и машиной, который бы привёл к травме человека и продолжается до сих пор.

Также в 2012 году был выпущен документ ISO 8373:2012 «Роботы и роботизированные устройства», который заменил старый ISO 8373: 1994 «Системы автоматизации и интеграции» . Новая редакция была переработана и расширена, и включила как промышленных, так и сервисных роботов. В настоящее время ведётся переработка этого документа, новая редакция которого выйдет в свет в 2021 году.

ISO (Международная организация по стандартизации) является всемирной федерацией национальных органов по стандартизации (органов-членов ISO). Работа по подготовке международных стандартов обычно осуществляется через технические комитеты ISO. Основная задача технических комитетов заключается в подготовке международных стандартов, проекты которых, принятые техническими комитетами, распространяются среди органов-членов для голосования.

Сегодня вопросами роботизации занимается специально созданный комитет, который работает в этом направлении и посвящен робототехнике — ISO / TC 299. Последнее рабочее совещание ISO / TK 299 было проведено в Киото в июне 2018 года. Третье пленарное заседание ISO / TC 299 состоится в Стокгольме в 2020 году.

Пример кобота:

Роботы стали частью повседневности. Мы не мыслим себе жизнь без кибер-систем, гаджетов, интернета вещей, облачных сервисов и виртуальной реальности. Мы живём во время 4-й промышленной революции, повсеместной роботизации, или — Индустрии 4.0.

В целом, мы можем с уверенностью сказать, что наша жизнь практически полностью идёт рука об руку с автоматизацией многих процессов и роботы прекрасно её дополняют: от работы на станках и компьютерах до приготовления пищи и общения. В следующих материалах мы расскажем о том, как роботы влияют на мировую экономику и рабочий класс.

Ссылки на материалы: 2 3 4 5 6

На этой неделе мир взволновала новость о появлении Генри — первого в мире . Разработка принадлежит компании Realbotix, специализирующейся на производстве продвинутых секс-кукол. В их ассортименте — большая коллекция человекоподобных игрушек, внешний вид и характер которых можно кастомизировать по желанию клиента.

Помимо силиконового пениса, смазливой внешности и мускулистого торса, инженеры обучили искусственный интеллект Генри читать стихи и шутить.

«Он может вас выслушать, запомнит все, что вы сказали, но пока не сможет вынести мусор или починить кран», — признается исполнительный директор Realbotix Мэтт Макмаллен в комментарии для The Times.

Стоимость умной куклы Realbotix начинается от 10 тыс. долларов, но зависит от спецификации. Так, за дополнительную плату робо-любовнику можно изменить цвет волос и глаз, тон кожи или акцент. Если же кубики силиконового пресса Генри вас не впечатлили, Realist собрал список еще более удивительных устройств, вовсю работающих на благо человечества.

Робот-спасатель Atlas

Пока у Атласа нет торса и привлекательной внешности, но его уже можно назвать самым подвижным гуманоидным роботом в мире. Та легкость и реалистичность, с которой он выполняет сложные атлетические трюки, впечатляют гораздо больше говорящей секс-куклы.

Компания Boston Dynamics при финансовой поддержке Агентства США по перспективным исследованиям в области обороны США(DARPA) построила Атласа для проведения поисково-спасательных операций. Он может перемещаться по пересеченной местности и преодолевать препятствия, используя датчики дальности, стерео-зрение и другие датчики.

Обновленная версия ATLAS Unplugged была выпущена в 2015 году и оснащена функциями, которые, по утверждению разработчиков, почти на 75% отличались от оригинального ATLAS. Современная версия робота умеет быстро взбираться по лестнице, делать сальто назад и ловко перепрыгивать с одной платформы на другую.

Робот-компаньонPepper

Секс-кукла Генри может быть полезной, но едва ли она будет более отзывчивой и понимающей, чем робот-компаньон Pepper, построенный японской компанией SoftBank Robotics. Искусственный интеллект устройства обучен распознавать первичные человеческие эмоции(гнев, радость или печаль) и реагировать на них соответствующим образом. Так, благодаря системам компьютерного зрения и распознавания речи, Pepper может интерпретировать выражения лица, тон голоса и другие невербальные сигналы, отвечая людям складно и уважительно.

Многочисленные датчики позволяют роботу быстро узнавать лица людей, с которыми он сталкивался, запоминать их предпочтения, помогать сделать заказ или проводить простые консультации. В настоящее время Pepper уже используется в качестве администратора в нескольких офисах в Великобритании, работает в банках и медицинских учреждениях в Японии, а также развлекает посетителей в 400 ресторанах сети Hamazushi в Японии.

В 2017 году международная команда ученых взялась модифицировать Pepper для помощи в уходе за пожилыми людьми в домах престарелых. Проект получил финансирование на сумму 2,55 млн долларов от Европейского союза и правительства Японии. Ожидается, что с его результатами мир сможет ознакомиться уже в 2019 году.

Подопытный роботPetman

Petman — еще одно детище Boston Dynamics, профинансированное Министерством обороны США. Основная задача разработки — служить активным манекеном для тестирования совершенных защитных костюмов, которые могли бы послужить людям в случае химической или биологической войны.

Под костюмом Petman находится роботизированный скелет и множество датчиков, которые могут обнаружить нарушения герметичности, отслеживать микроклимат и даже искусственно потеть(ведь защитный костюм должен быть не только надежным, но и комфортным).

Сегодня Petman является самым быстрым двуногим роботом, развивая максимальную скорость ходьбы около 7 км/час. Кроме того, он умеет ползать, приседать и выполнять другие динамичные движения.

Boston Dynamics заявляют, что Petman также сможет использоваться для выполнения других задач в чрезвычайных ситуациях: вести поисково-спасательные операции в огне, под воздействием радиации или в других опасных для человека условиях.

Робот-водолаз Ocean One

Ocean One создали в Стэнфордской лаборатории робототехники для работы на глубине, недостижимой для большинства людей. Помимо искусственного интеллекта и стереоскопического зрения, он оснащен системой тактильной обратной связи, которая позволяет ученым.

В отличие от других крупных и громоздких дистанционно управляемых роботов, он имеет антропоморфную конструкцию, делающую его очень маневренным и аккуратным. Так, в 20 016 году в Средиземном море Ocean One опустился на глубину 100 м и исследовал обломки« La Lune» — флагманского корабля Людовика XIV, который затонул у южного побережья Франции в 1664 году.

Археологическая экспедиция была для Ocean One первой, но ее поразительный успех позволяет предположить, что однажды робот сможет выполнять под водой высококвалифицированные задачи, слишком опасные для водолазов.

А как же робот София?

Этот рейтинг был бы неполным без компании Hanson Robotics, но совсем не по причине ее технологического совершенства. В сущности, София мало чем отличается от секс-куклы Генри, и хотя она была представлена в ООН, получила гражданство Саудовской Аравии и любезничала с премьер-министром Украины Владимиром Гройсманом, функционал ее ограничен. Будучи подключенной к интернету, София может подбирать ответы на вопросы из облачного хранилища. Пока она делает это не очень быстро, потому на официальных встречах работает в режиме интервью, озвучивая заранее написанные ответы.

Впрочем, обесценивать Софию тоже было бы неправильно. От других человекоподобных роботов она отличается развитой мимикой, и сегодня может воспроизводить более 60 мимических реакций.