В Год науки и технологий развитие робототехники особенно важно для современного общества. Всё, чем сейчас пользуется человечество, связано с новыми технологиями. Сегодня понятие робототехники близко к понятиям искусственный интеллект, машинное обучение. Различные виды робототехники широко применяются во всех сферах – космос, медицина, промышленность и т.д. 

Название изображения

Первый в мире робот

Родоначальниками самых первых в мире роботов можно считать механические устройства, которые появились в Древнем мире (например, летающий деревянный голубь, жестикулирующая статуя). Тогда подобные изобретения не особо увенчались успехом. 

В Средние века развитие робототехники продолжилось. Многие часовщики Европы и России создавали автоматы (так назывались механические изобретения) в виде людей, животных, ангелов, с помощью которых проводили представления для прохожих. Тогда появились и сложные человекоподобные и зооморфные автоматоны: львы изображали рычание, птицы – пели. В то время и известный ученый Леонардо да Винчи изобрел механического льва. Он мог пройти несколько шагов, а когда останавливался, то открывал у себя сбоку дверцу. А в 1495 году при дворе Лодовико Сфорцы было представлено еще одно изобретение великого гения – фигура закованного в латы рыцаря, которая удивила всех, могла двигаться, сидеть и даже открывать рот. Это был первый в мире робот-подобие человека.

В XVIII веке мастер-часовщик Пьер Жаке Дро (основатель известной старинной марки швейцарских часов  – Jaquet Droz) занимался созданием интерьерных часов и автоматонов, неэлектрических приборов, которых потом назовут андроидами, имитирующих движения и звуки людей и животных.

Пьер Жаке Дро изобрел первого робота-андроида, с возможностью программирования. Такой робот получил своё название «писарь» – от установленного механизма написать любой текст из 40 знаков; «художник», наносивший на бумагу рисунки, примером портреты людей, изображения животных; «девушка-музыкант», которая играла на небольшом органе 5 различных мелодий, при этом двигая головой с изящным поклоном в конце выступления.

Первый советский робот-андроид «В2М»Создатель: Вадим Мацкевич - 1936 год

Первый советский робот-андроид «В2М»

Создатель: Вадим Мацкевич - 1936 год

В 1936 году школьник Вадим Мацкевич создал первого советского робота-андроида «В2М». Своё изобретение он изготовил в виде человека, который поднимал руку. Но из-за слабости мотора рука у робота поднималась не выше уровня плеча. В 1937 году мальчик продемонстрировал модель на Всемирной Парижской выставке, где был удостоен специального приза. Немецкие специалисты из соседнего павильона приходили фотографироваться с роботом в нацистском приветствии. Тогда это молниеносно послужило поводом для обвинения конструктора в политической некорректности.

Известно, что само определение «робототехника» было впервые применено американским писателем-фантастом, биохимиком, популяризатором науки Айзеком Азимовым в 1941 году. В своем научно-фантастическом рассказе «Лжец» автор рассказывал о проблемах позитронных роботов. Азимов также предложил знаменитые три закона робототехники. А само слово «робот» придумал чешский писатель Карел Чапек в 1920 году («Россумские универсальные роботы»).

Широкую известность роботы получили лишь в XX веке. Тогда, в 1950-х годах,  американские инженеры Джордж Девол и Джозеф Энгельбергер представили первого в мире программируемого робота, который выполнял сложнейшие задачи на сборочной линии в General Motors. Также, в 1950-х годах, для работы с радиоактивными материалами были разработаны механические манипуляторы, копирующие движения рук человека.

В 1966 году в Воронеже изобрели манипулятор для укладки металлических листов. А в 1968 году ленинградские учёные-инженеры разработали подводный робот «Манта» с чувствительным захватным устройством, который в процессе работы совершенствовали. В 1969 году в ЦНИТИ Миноборонпрома проводили разработки по созданию промышленного робота «Универсал-50». Затем в эти модели устанавливались автоматизированные системы для работы на крупных производствах.

Спустя некоторое время, в 1987 году, для дальнейшего развития современной робототехники была создана Международная федерация робототехники, главная задача которой – проведение исследований и разработок в области робототехники по всему миру. 

В 2000 году, японские ученые из компании Honda презентовали первого в мире человекоподобного робота-андроида, который мог легко повторить простые движения человека.

Классификация роботов

Как правило роботов классифицируют по сферам применения – это промышленные роботы, исследовательские роботы, роботы для обучения, специальные роботы для определенных областей. Все эти изобретения разделяются на два главных класса: манипуляционные и мобильные.

Модель робота, созданна на факультете информационных технологий и программирования Санкт-Петербургского государственного национального исследовательского университета информационных технологий, механики и оптики (ИТМО) - автор Алексей Кашевник, кандидат технических наук, доцент ИТМО

Модель робота, созданна на факультете информационных технологий и программирования Санкт-Петербургского государственного национального исследовательского университета информационных технологий, механики и оптики (ИТМО) - автор Алексей Кашевник, кандидат технических наук, доцент ИТМО

 

Фото: Андрей Луфт - "Научная Россия"

Манипуляционные роботы состоят из исполнительного устройства – манипулятора, который включает в себя несколько степеней подвижности, программного управления. Такие устройства служат для выполнения в производственном процессе двигательных и управляющих функций. Широко распространены в машиностроительных и приборостроительных отраслях.

Мобильные роботы – тоже автоматические машины, но только внутри таких роботов имеется движущееся шасси с автоматически управляемыми приводами. Они могут быть колёсными, шагающими, гусеничными (уже появились и ползающие, плавающие, летающие роботы).

Где используются современные роботы?

Промышленность – здесь роботы заменяют человека, выполняя рутинные, энергоемкие, опасные операции. Такие устройства не обладают искусственным интеллектом, а запрограммированы на повторение одних и тех же действий. 

Медицина – применение экзоскелетов, предназначенные для людей с нарушениями функций опорно-двигательного аппарата. Ведутся разработки по созданию минироботов, которые будут вживляться в организм человека для полноценной жизни (например, кардиостимуляторы). Сегодня в России появился роботический хирургический комплекс для выполнения операций по урологии.

Космос – здесь выполняют свою работу роботы-манипуляторы, встроенные в космические летательные аппараты. 

Сельское хозяйство – роботы осуществляют полноценный автоматизированный уход за растениями и селекционными культурами. В этой области проводятся испытания роботизированных парников по выращиванию овощей. 

Пожарная безопасность – роботизированные установки, применяемые для тушения пожаров. Такой робот может самостоятельно обнаружить очаг возгорания, рассчитать координаты, передать их специалистам и потушить очаг возгорания. 

Среди широкого многообразия робототехники, которая сегодня активно применяется буквально в каждой сфере, человек задается вопросом: «Заменят ли роботы людей в скором времени?». Достаточно сложно сделать единый ответ на этот вопрос. Согласно мнению большинства экспертов: «Люди должны одновременно и расширять, и углублять свои познания и навыки. Это сочетание широты и глубины дает возможность адаптироваться к изменениям. Если будем слишком узкими специалистами, проиграем роботу. Если научимся адаптироваться к изменениям, выиграем у искусственного интеллекта». 

Источники: 

История советской робототехники. 

Робототехника. Википедия.

Робототехника: история. Основные задачи робототехники.

Источник изображения в тексте - Будущее робототехники

Источник изображения на главной странице - Искусственный интеллект и робототехника