Роботы что это такое и какими они бывают
15 различных типов роботов
ИИ и робототехника, несомненно, являются двумя наиболее перспективными направлениями исследований в настоящее время. Эти две области, несомненно, определят будущее человечества. В настоящее время мы располагаем ультрасовременными машинами с изящным дизайном, подвижными и высокопроизводительными корпусами, способными выполнять практически любые виды работ с высокой эффективностью. У нас также есть машинный интеллект, который буквально революционизирует то, как мы выполняем большую часть нашей работы.
Хотя ИИ всегда является интересной темой для разговоров, как мы это делали бесчисленное количество раз здесь, на нашем веб-сайте, давайте сегодня поговорим о роботах. Как вы, наверное, знаете, существует множество различных способов отличить роботов. Вы наверняка знаете хотя бы некоторые из них, но всегда есть и другие.
По сути, роботы делятся на две большие категории: в зависимости от их применения, а вторая основана на кинематике или перемещении. Ниже мы классифицировали роботов только на основе кинематики. Почему это так? Что ж, применение любого предмета, особенно роботов, туманно описывает его характеристики. Например, два разных типа роботов могут выполнять одну и ту же работу, давая одинаковый результат.
Мы упомянули только основные типы роботов, и они подразделяются на кинематику.
Роботизированные манипуляторы или стационарные роботы
1. Декартовы роботы
Декартовы роботы, пожалуй, наиболее распространенный тип роботов, используемых как в промышленных, так и в коммерческих целях. Иногда их называют портальными роботами, они имеют три линейные оси, т.е. Они могут двигаться только по прямой линии, а не вращаться, и установлены под прямым углом. Механическое устройство декартовых роботов намного проще, чем у большинства других стационарных роботов.
2. Цилиндрический робот
Цилиндрические роботы обычно используются для сборки, точечной сварки и машинного литья под давлением. Хотя в наши дни эти типы роботов относительно редки, они все же могут быть полезны. Как следует из названия, он образует цилиндрическую рабочую систему координат.
Как вы можете видеть на диаграмме выше, цилиндрический робот имеет три оси движения. По оси Z он вращается и перемещается вертикально; а по оси Y он движется линейно. Иногда эти цилиндрические роботы ошибочно принимают за роботов SCARA или наоборот. Несмотря на то, что их рабочая среда почти одинакова, их структура и область применения различаются.
3. Роботы SCARA
SCARA или Selective Compliance Assembly/Articulated Robot Arm (Сочлененный манипулятор робота) более широко используется для сборки во всем мире благодаря простоте и беспрепятственного монтажа.
Роботы SCARA обычно имеют так называемую последовательную архитектуру, в которой один базовый двигатель должен нести все остальные установленные двигатели. Одним из недостатков этих типов роботов является то, что они чрезвычайно дороги по сравнению с довольно недорогими декартовыми роботами. Кроме того, для работы им требуется сложное программное обеспечение высокого уровня.
4. Параллельные роботы
Параллельные роботы более известны как параллельные манипуляторы, в которых связка управляемых машиной роботизированных цепей поддерживает конечный эффектор или просто конечную платформу. Одним из лучших примеров этого типа роботов являются имитаторы полета, которые военные и коммерческие пилоты используют для улучшения своих летных способностей путем моделирования реальных ситуаций.
Слово «параллельный» не должно быть неправильно понято, так как оно подразумевает не геометрическую установку, а, скорее, уникальную характеристику робота данного типа в компьютерной науке. Здесь параллель означает, что конечная точка каждой индивидуальной связи полностью отличается от других.
Параллельный робот специально разработан, чтобы оставаться жестким и противостоять всем нежелательным помехам и движениям, в отличие от серийных роботов-манипуляторов. Хотя каждый привод работает с определенной степенью свободы, их гибкость в конечном итоге ограничивается другими приводами. Его жесткость и прочность отделяют параллельные манипуляторы от серийных цепных роботов.
5. Шарнирные роботы
6. Сферические роботы
Колесные и ножные роботы
7. Одноколесные роботы
Мы все ездили на велосипеде или мотоцикле по крайней мере один раз, но сколько из вас на самом деле ездили на одноколесном велосипеде? Проблема в том, что одноколесные велосипеды нестабильны, как велосипеды, поэтому их сложно удерживать в равновесии, и без надлежащей поддержки можно мгновенно упасть.
Создание одноколесного робота представляет собой сложную задачу для инженеров, поскольку они должны сделать его динамически стабильным, а также эффективным. Одним из таких примеров одноколесного робота является MURATA GIRL.
8. Двухколесные роботы
Но, как и у любого другого робота, у них тоже есть свои недостатки. Двухколесные роботы имеют плохой баланс, так как они используют только два колеса с обеих сторон, и они всегда должны быть в движении, чтобы поддерживать вертикальное положение. Чтобы сделать его более устойчивым, батареи устанавливаются непосредственно под их корпусом.
9. Трехколесные роботы
Для трехколесных роботов с дифференцированным управлением направление, в котором робот движется в данный момент времени, может быть изменено путем изменения относительной скорости вращения двух ведущих колес. Когда два колеса имеют одинаковую скорость вращения и одинаковое направление, робот продолжает движение прямо.
10. Роботы-гуманоиды
Одним из основных компонентов робота-гуманоида являются датчики, поскольку они играют ключевую роль в робототехнических парадигмах. Есть два типа датчиков: проприоцептивные и экстероцептивные. Проприоцептивные датчики чувствуют ориентацию робота, его положение и другие моторные навыки, в то время как экстероцептивные включает в себя датчики зрения и звука.
11. Трехногие и четвероногие роботы
Трипедальные или трехножные роботы не так распространены, однако в лаборатории робототехники и механизмов в Вирджинии был разработан радикальный трехножный робот под названием STriDER. Он использует довольно новую концепцию пассивного динамического передвижения для динамической ходьбы и высокой эффективности, которой также можно управлять с минимальным контролем.
12. Роботы-Гексаподы
В геометрии шестиугольник подразумевает шестигранный многоугольник, поэтому гексапод будет означать робота с шестью ногами, верно? Да, это так. Теперь, когда робот может быть абсолютно устойчивым всего на трех ногах, остальные ноги робота-гексапода обеспечивают большую гибкость и увеличивают его возможности.
Многие, если не все, конструкции гексаподов вдохновлены движением насекомых семейства Hexapoda (по-гречески шестиногих). Они также используются для проверки различных биологических теорий о передвижении и управлении моторикой насекомых. Эти гексаподы используют различные типы походок, чтобы двигаться. Наиболее распространены:
13. Гибридный робот
У нас были роботы с ногами и роботы с колесами, но компания Boston Dynamics, занимающаяся робототехникой, запустила исследовательского робота под названием Handle, который может вырастать до 6,5 футов и путешествовать на короткие расстояния со скоростью 9 миль в час. Он также может прыгать вертикально на высоту до 4 футов.
Хотя у него есть все основные принципы работы, найденные в четвероногом роботе, то есть баланс и мобильные манипуляции, он использует только 10 приводимых в действие суставов, поэтому он намного проще, чем другие Ходячие роботы. С колесами, эффективными на ровном покрытии и ногами на довольно пересеченной местности, «Handle» действительно может справиться с чем угодно.
14. Летающие роботы
В некоторых областях Amazon начала доставлять товары с помощью летающих дронов. Эти полностью электрические и автономные дроны могут летать на расстояние до 25 км и доставлять клиентам посылки весом не более 2 кг менее чем за 30 минут.
15. Плавательные роботы
И почему летающие роботы должны быть в центре внимания, почему не плавательные роботы. Да, они такие же крутые, как летающие роботы; Единственная разница в том, что вместо полета они умеют плавать. Эти роботы могут принимать форму насекомых, рыб или большой скользящей змеи.
Что такое робот?
Ссылка на первоисточник — здесь больше порядка с оформлением.
Содержание
Люди называют роботами те вещи, про которые неизвестно, что они делают полезного. Как только робот начинает делать что-то полезное, его перестают называть роботом [1].
Дмитрий Гришин, основатель инвестиционного фонда Grishin Robotics
Введение
Постоянно общаясь с разными людьми, я как человек, некоторым образом по образованию и по роду профессиональной деятельности имеющий отношение к робототехнике, неоднократно сталкивался с различными трактовками понятия «робот». Собрания специалистов в области робототехники иногда сопровождались беспощадными дискуссиями на эту тему. Дискуссии бывали столь же бесплодными в попытке прийти к единому, всеми признаваемому определению, сколь и малоосмысленными, с точки зрения неспециалиста. Какой смысл в словесной эквилибристике, думает обычный человек, если она никак не помогает в решении практических задач?
И действительно, какой смысл?
Независимо от того, какое наиточнейшее определение изобретут сами робототехники, люди все равно будут считать роботом любую рукотворную (искусственно созданную) сущность (механическое устройство или компьютерную программу), которая движется, выполняет работу, производит вычисления — в общем, функционирует — без непосредственного присутствия человека. При этом дистанционное управление люди вполне допускают.
Ситуацию запутывают и сами робототехники, то вводя новые термины для различения роботов от не-роботов (например, «робототехническая система», или «робототехническое устройство», которое, как бы, не совсем робот, «недоробот» из-за недостаточной автономности), то называя роботами устройства, которые, согласно их же определениям, роботами не являются [2].
Немного определений: стандарты по робототехнике
Но не будем голословными. Давайте посмотрим на некоторые определения. Возьмем для начала ГОСТ Р 60.0.0.4-2019/ИСО 8373:2012 [3], подготовленный крупными специалистами в данном вопросе — Государственным научным центром РФ ЦНИИ РТК, — цитирую, «на основе собственного перевода… международого стандарта ISO 8373:2012»:
робот (robot): Исполнительный механизм, программируемый по двум или более степеням подвижности, обладающий определенной степенью автономности и способный перемещаться во внешней среде с целью выполнения задач по назначению.
Пойдем по порядку. Итак, слова «исполнительный механизм» говорят нам о том, что робототехники признают роботами только некие механические агрегаты, оснащенные приводами. Этим робототехники отличаются от программистов, которые могут называть роботом или ботом
специальную программу, выполняющую автоматически и/или по заданному расписанию какие-либо действия через интерфейсы, предназначенные для людей [4].
В конце концов, вполне обычное дело, когда разные области знаний используют одни и те же слова для описания собственных смыслов. Пока просто запомним это разночтение.
Далее в ГОСТ Р 60.0.0.4-2019/ИСО 8373:2012 сказано про «определенную степень автономности», понимаемой как
способность выполнять задачи по назначению на основе текущего состояния и восприятия внешней среды без вмешательства человека [5].
Что ж, без вмешательства так без вмешательства, но зачем тогда называть роботами, например, вот это, и это, и это прекрасные устройства, демонстрируемые на сайте того же ЦНИИ РТК, работающие исключительно при дистанционном управлении человеком-оператором?
По той же причине не подходит под такое определение робота и робот «Фёдор», порадовавший нас в 2019 г. героическим полетом на МКС, поскольку он предназначен для работы под управлением человеком-оператором с помощью задающего устройства-экзоскелета в так называемом копирующем режиме.
Так все же, господа робототехники, роботы это или не роботы?
Кроме того, этакой несколько наивной формулировкой об «определенной степени автономности» разработчики стандарта как бы намекают на свою неспособность дать точное определение термину «робот». Что такое определенная степень автономности и кем она определена? Является ли признаком робота определенная полная автономность, или же определенная никакая — тоже? Впрочем, действительно, на этот вопрос однозначно не ответить, но, по крайней мере, отмечено стремление хоть к какой-нибудь автономности.
Далее имеем неточность в словах «способный перемещаться во внешней среде», так как перемещение представляет собой
изменение местоположения физического тела в пространстве… и т.д. по тексту [6].
Современный промышленный робот-манипулятор, который не изменяет своего местоположения в пространстве, но отвечает другим предъявленным требованиям (программируется по двум и более степеням подвижности и обладает определенной степенью автономности, особенно если, скажем, оснащен техническим зрением), должно быть, с удивлением узнает, что он роботом не является. Здесь была бы более точна формулировка из предшествующего ГОСТ Р ИСО 8373-2014 [7] от ООО «НИИ экономики связи и информатики «Интерэкомс», который как раз и был заменен обсуждаемым более свежим стандартом, а именно: «движущийся внутри своей рабочей среды».
Робот youBot от KUKA — манипулятор на мобильной платформе — способен перемещаться во внешней среде
Промышленные манипуляторы KUKA — неспособны перемещаться во внешней среде
Кстати, в англоязычном оригинале [8] это определение звучит так:
robot
actuated mechanism programmable in two or more axes with a degree of autonomy, moving within its environment, to perform intended tasks
Мне кажется, коллеги из НИИ экономики связи и информатики лучше разобрались в роботах, чем коллеги из ЦНИИ робототехники. Шутка (зато термин «степень подвижности» от ЦНИИ РТК более уместен, чем «ось» от «Интерэкомс»). Но и в целом, ГОСТ Р 60.0.0.4-2019/ИСО 8373:2012 грешит подобными неточностями (где в переводе, а где и в робототехнической терминологии).
Зато в нём же приведена сноска с еще одним, чуть менее противоречивым, определением робота:
ИСО/ТК 299 «Робототехника» в 2018 году принял новое определение: робот (robot): Программируемый исполнительный механизм с определенным уровнем автономности для выполнения перемещения, манипулирования или позиционирования [9].
Мы обсудили свежие стандарты по робототехнике. А ведь ещё есть и более ранние. Правда, они были выпущены в 1980-х гг. и уже настолько устарели, что вовсе не помогут нам в понимании, что же такое современный робот.
Что ж, будем считать, что со стандартами стало яснее. А вот с роботами — нет. Какая-то путаница.
Продолжение поиска: словари и мнения
Может быть, поискать альтернативные источники, которые сразу нам всё в корне разъяснят?
Если мы посмотрим на определения термина «робот» в различных словарях, то встретим что-то подобное:
РОБОТ (чеш. robot) — термин, употребленный впервые К. Чапеком в пьесе «R. U. R.» в 1920, которым часто обозначают машины с т. н. антропоморфным (человекоподобным) действием; обычно им придают внешнее сходство с человеком. Такие роботы, как правило, экспонаты технических выставок. В промышленном производстве и научных исследованиях применяют промышленные роботы — автоматические программно-управляемые манипуляторы, выполняющие рабочие операции со сложными пространственными перемещениями [10].
Робот
(чеш. robot, от robota — подневольный труд, rob — раб)
машина с антропоморфным (человекоподобным) поведением, которая частично или полностью выполняет функции человека (иногда животного) при взаимодействии с окружающим миром [11].
РОБОТ — стационарная или передвижная автоматическая машина (или дистанционно управляемый механизм), способная выполнять аналогично человеку двигательные (см. манипулятор) и управляющие функции и призванная заменить человека при выполнении тяжёлой, однообразной или опасной для его жизни и здоровья работы, а также при проведении её при недоступности объекта. Р. может быть запрограммирован на самообучение, выполнение различных видов сложных технологических операций при функционировании с различными моделями технологического оборудования и т.п. [12].
Робот (чеш. robot, от robota — «подневольный труд») — автоматическое устройство, предназначенное для осуществления различного рода механических операций, которое действует по заранее заложенной программе [13].
A robot is a machine — especially one programmable by a computer — capable of carrying out a complex series of actions automatically [14].
Обобщая, выделим те общие понятия, которыми, применительно к роботам, оперируют во всевозможных комбинациях приведенные цитаты:
Фрагмент спектакля по пьесе К. Чапека «R.U.R.» («Россумские универсальные роботы»)
М-да-а-а. Похоже, единственное, в чем полностью сходятся все определения, так это в том, что робот — это машина, т.е. «устройство, выполняющее механические движения с целью преобразования энергии, материалов или информации» [15].
Но подождите. Дадим слово представителю робототехников новой формации — Дмитрию Гришину, основателю инвестиционного фонда Grishin Robotics:
Робот — «это умное железо плюс умный софт» [16].
Вот так вот! Дмитрий максимально широко трактует понятие «робот» и относит к роботам и банкоматы, и автомобильные навигаторы, и даже «умные» часы и «умные» камеры! [17]
А если мы вспомним, что многие современные молодые люди, в массе своей больше знакомые с IT, чем с производством, повседневно называют роботами отдельный вид компьютерных программ.
… то, видимо, мы никогда не разберемся, что такое роботы!
Так что же такое робот?
Исходя из приведенных выше определений, если бы мы захотели чёткой однозначности понятий, мы могли бы пойти двумя путями:
В первом случае ситуация не сильно изменится, в сравнении с имеющимся положением дел. Всё равно сейчас робототехники, условно говоря, как хотят, так и называют свои и чужие разработки.
Во втором случае список известных нам роботов будет нещадно порезан. Роботами останутся считанные единицы. Например, такие, как робот Atlas от Boston Dynamics. По поводу него сомнений не возникает: это робот. Согласно любым определениям. Но таких будет о-о-очень мало. Даже большинство промышленных манипуляторов придется исключить. Так зачем же нам такая терминология «для избранных»?
Думаю, надо честно признать, что на данный момент мы не сможем придумать бесспорное, устраивающее всех определение понятия «робот», которому, к тому же, все будут неукоснительно следовать. Да оно и не нужно! Иначе, разговаривая с не подкованными теоретически людьми (заказчиками, коллегами, знакомыми), мы вынуждены будем постоянно их поправлять: «Нет, это не робот. А вот это, да, кажется робот… Если я не ошибаюсь… Подождите, проверю. » Это утомительно и отвлекает от других дел, полезных.
Итак, во-первых. На уровне обиходного использования вполне можно согласиться с приведенной в начале статьи интуитивной трактовкой неспециалистами понятия «робот» — рукотворной (искусственно созданной) сущности (механического устройства или компьютерной программы), которая движется, функционирует (выполняет работу, производит вычисления) без непосредственного присутствия человека.
Во-вторых. Для себя, мощных робототехников, нам будет полезно знать несколько типовых признаков, характеризующих (но не всегда определяющих) робот:
И при этом мы помним, что в других областях могут быть собственные определения понятия «робот», такие как вот это, родившееся в мире информационных технологий. Виртуальный мир — он вообще склонен переносить понятия из реального мира к себе, одновременно дополняя их своими, новыми смыслами.
Вот так, например, выглядит голосовой бот Robovoice, по мнению его разработчиков
Ну, и в-третьих. Для буквоедов и заядлых классификаторов приведём определение робота на основе взятого из ГОСТ, только немного исправленное:
Робот — программируемый исполнительный механизм, обладающий некоторой степенью автономности и движущийся внутри своей рабочей среды с целью выполнения задач по назначению.
Вот так. Пусть каждому будет своё, и все будут довольны.
В заключение, в качестве юмора, обращаю внимание на цитату, взятую эпиграфом к данной статье. Не кажется ли вам, что она очень забавно и точно отражает реальность? Действительно, на заводах работают манипуляторы, квартиры убирают пылесосы, в небе летают беспилотники, в космосе — спутники, а на Луну, планеты и астероиды высаживаются зонды, межпланетные станции и планетоходы. Роботы, на самом деле, гораздо раньше заняли место в нашей жизни, чем мы это заметили! Даже если их не называют роботами, имеет ли это для них значение? Нет, они просто делают свою работу. Так что пожелаем всяческих успехов разработчикам стандартов в их трудном и важном деле формулирования точных определений. Для нас же важнее делать нашу работу.
Макет автоматической межпланетной станции «Луна-20»
К тому же, теперь мы немного ориентируемся и в терминологических дебрях.
Роботы: что это такое и какими они бывают
Пчела, собака, геккон, актиния, мерчендайзер, шахматист, пылесос, планетоход: это странное перечисление можно объединить одним словом — роботы. Разбираемся, что такое современный робот и для чего он нужен.
Роботы: что это такое и какими они бывают
Терминология
Краткая история роботизации
За последние 100 лет роботы не просто эволюционировали, они стали частью нашей повседневной жизни. Слово «робот» вошло в обиход после того, как в 1920 году свет увидела пьеса Карла Чапека об искусственных людях. И это очень символично, так как «ревущие» двадцатые — период экономического подъема и новых открытий в науке и технике.
В течение последующих десятилетий произошли выдающиеся открытия в самых различных дисциплинах — кибернетика, мехатроника, информатика, электроника, механика, а именно на них и опирается робототехника. Примерно к 30-м годам XX века появились первые андроиды, которые могли двигаться и произносить простейшие фразы.
Первые программируемые механизмы с манипуляторами были сконструированы в 1930-х годах в США. Толчком послужили работы Генри Форда по созданию автоматизированной производственной линии. На рубеже 1930-40-х годов в СССР появились автоматические линии для обработки деталей подшипников, а в конце 1940-х годов было впервые в мире создано комплексное производство поршней для тракторных двигателей с автоматизацией всех процессов — от загрузки сырья до упаковки готовой продукции.
В 1950 году Тьюринг в работе «Computing Machinery and Intelligence» описал способ, позволяющий определить, является ли машина мыслящей (тест Тьюринга). В 1950-х годах появились первые механические манипуляторы, которые копировали движения рук оператора и могли работать с радиоактивными материалами. В 1956 году американские инженеры Джозеф Девол и Джозеф Энгельберг организовали первую в мире компанию «Юнимейшн» (англ. Unimation, сокращенный термин от Universal Automation, универсальная автоматика), и в начале 1960-х первый в мире промышленный робот начал работать на производственной линии завода General Motors.
Робот Unimate, которого отправили на фабрику General Motors
В 1960-х годах в университетах появились лаборатории искусственного интеллекта, а 1970-х были создали микропроцессорные системы управления, которые заменили специализированные блоки управления роботов на программируемые контроллеры. Это сократило стоимость роботов примерно в три раза, так что они стали всё чаще применяться в разных отраслях промышленности. В 1982 году в IBM разработали официальный язык для программирования робототехнических систем, а спустя два года компания Adept представила первый робот Scara с электроприводом. В 1986 году роботы были впервые применены в Чернобыле для очистки радиоактивных отходов.
Двадцать первый век принёс невиданные успехи в развитии робототехники. В 2000 годы, по данным ООН, в мире использовалось уже 742 500 промышленных роботов. Невозможно перечислить все новые модели и открытия в сфере робототехники за последние 20 лет. Вот лишь некоторые из них.
В начале 2000-х многие компании представили новых гуманоидных роботов — например, Asimo от Honda и SDR-3X от Sony. Канадский космический манипулятор Canadarm2 использовался для завершения сборки МКС, а в мюнхенском Институте биохимии имени Макса Планка был создан первый в мире нейрочип. Появились первые серийно выпускаемые бытовые роботы-пылесосы (Electrolux) и первая киберсобака (Sanyo Electric). Компания Bandai представила прототип робота с возможностью распознавания человеческих лиц и голосов, ученые из Стэнфордского университета — робота STAIR (Stanford Artificial Intelligence Robot), наделенного интеллектом и способного принимать нестандартные решения, руководствуясь заложенными в него знаниями об окружающем мире. Военный робот смог распознавать и преодолевать препятствия — в NASA взяли на вооружение экзоскелет X1 Robotic Exoskeleton. Роботы стали активно использоваться в медицине при проведении хирургических операций.
Три поколения роботов
Классификации роботов
В зависимости от общей прикладной области роботов можно разделить на промышленных и сервисных. На сегодняшний день в мире больше промышленных роботов, но ниша сервисных растет с огромной скоростью.
Что такое промышленный робот
Промышленный робот состоит из манипулятора, в том числе приводов, и контроллера, включая пульт обучения и аппаратный или программный коммуникационный интерфейс. Манипулятор робота можно программировать по трем или более степеням подвижности в зависимости от задач автоматизации. Проще говоря, промышленная робототехника предназначена для выполнения основных и вспомогательных операций производственного цикла без участия человека. По данным аналитического отчета Сбербанка, на сегодня на производстве задействовано около двух миллионов роботов.
Общая классификация промышленных роботов содержит от 7 до 12 классификационных признаков (в зависимости от информационного источника). Вот несколько примеров частных классификаций по наиболее важным признакам.
По характеру выполняемых операций промышленные роботы делятся на:
По характеру обработки программы промышленные роботы могут быть:
Области применения промышленных роботов
Промышленные роботы дают возможность автоматизировать все виды операций. Сфера применения довольно широка: заготовительное производство, механообработка, сварочное производство, сборочное производство, термообработка, гальванические и лакокрасочные покрытия, транспортно-накопительные системы. В обрабатывающей промышленности отрасли лидеры по покупкам роботов не меняются уже более пяти лет: это автомобильная промышленность и электроника.
«В компании ПАО “КАМАЗ” применяются промышленные роботы типа “рука-манипулятор”, что характерно для автомобильной промышленности по всему миру. Это классические 6-осевые манипуляторы, которые используются в таких производственных процессах, как сварка, окраска, наплавка, перемещение заготовок, а также для задач, выполняемых сканирующими/измерительными системами и обучения».
Равиль Хисамутдинов, заместитель директора по развитию ПАО «КАМАЗ» по роботизации
Промышленные роботы Kuka
Роботы применяются практически во всех отраслях промышленности, их целесообразность применения диктуется прежде всего интересами человека, удобством и безопасностью работы.
Самая важная роль отводится роботам, заменяющим человека при выполнении различных задач в экстремальных условиях: на больших глубинах, в вакууме, в космосе, на участках с радиационно- взрыво- и пожароопасными условиями, а также на химических и фармацевтических производствах.
Александр Шаплыгин
руководитель по коммуникациям Merck в России и странах СНГ
«Химические склады являются зонами повышенной опасности, где стоимость человеческой ошибки крайне велика. В таких местах мы применяем роботов, оснащенных инфракрасными сканерами, способных по штрихкоду самостоятельно находить реактивы на складе, перемещать и упаковывать реактивы для отправки, чтобы делать процесс максимально безопасным и защищенным. Роботы, используемые для работы с биологическими клетками, отбирают образцы клеток иглами обеспечивают точность и скорость, не достижимую для человека. Например, робот способен направлять иглу на объект с точностью 0,1 мм и делать это мгновенно. Создание химических библиотек требует хранения тысяч образцов и скорого их поиска в случае необходимости. Робот, имея цифровую картотеку расположения образцов в хранилище и механический манипулятор, может мгновенно находить и передавать исследователям искомый образец.
Роботизированные манипуляторы повсеместно используются на линиях фасовки лекарств, производства стерильных фильтров и обеспечивают качество продукции за счет отсутствия контаминантов биологического происхождения и высокой точности манипуляций».
Что такое кобот
Коллаборативный робот (кобот) — это вариант промышленного робота, который также состоит из манипулятора и перепрограммируемого устройства управления. Кардинальное отличие кобота в том, что он может работать совместно с человеком для создания или производства различных продуктов.
«Коботы — новое поколение роботов с сило-моментными датчиками и техническим зрением, которые позволяют распознавать человека в окружающей производственной среде. Благодаря этим техническим особенностям, простоте обучения и эксплуатации коботов стало возможным их использование без защитных ограждений и систем безопасности. Благодаря этому цена интеграции кобота в разы ниже цены интеграции обычного промышленного робота».
Равиль Хисамутдинов, заместитель директора по развитию ПАО «КАМАЗ» по роботизации
Первого кобота изобрели в 1999 году Эд Колгейт и Майкл Пэшкин, инженеры Северо-Западного университета. Большинство коллаборативных роботов имеют небольшие размеры (вес — 15-20 кг, в некоторых случаях — до 50 кг, высота — около 1,5 м).
Согласно международному стандарту ISO 10218, есть четыре типа коллаборативных роботов:
Основная сфера применения коботов — автомобилестроение и производство электроники, а самыми популярными операциями являются погрузка/перемещение и сборка.
Источник: The Robot Report
Что такое сервисный робот
Сервисный робот — это робот, выполняющий полезную работу для людей и оборудования, исключая промышленные задачи по автоматизации.
Сервисная робототехника делится на два типа — для личного применения (роботы-пылесосы, развлекательные роботы, роботы-помощники) и для профессионального, то есть для оказания различных услуг (полевая, подводная робототехника, медицина, мониторинг и эксплуатация, строительство и снос, логистические системы, мобильные платформы, военные роботы, подводные системы, силовые экзоскелеты и так далее).
Кейсы применения сервисных роботов очень разнообразны. Например, американская компания SIMBE ROBOTICS разработала мобильного робота для аудита товарных полок в розничных магазинах. Робот перемещается между стеллажами и сканирует их содержимое, определяя, в том числе, не заканчивается ли товар и тот ли товар вообще выложен. Он безопасен для сотрудников и посетителей магазина, поэтому может выполнять аудит в любое время, а данные обо всех товарах сохраняет в облако. А вот другой робот от компании Fellow Robots — идеальный торговый консультант, который сопровождает покупателей в магазине и может порекомендовать им тот или иной товар на 25 языках.
Источник: Robotics Business Review
Компания Locus Robotics в начале 2020 года отпраздновала юбилей — ее автономные мобильные роботы перенесли 100 миллионов посылок. Locus Robotics сотрудничает с крупнейшими транспортными компаниями, среди которых DHL, GEODIS, Port Logistics. Bossa Nova Robotics планирует обеспечить роботами для инвентаризации товаров в 1000 магазинов Walmart в США. В США также разрабатываются роботы, которые будут помогать на заправке. А в Японии давно в ходу роботы — бармены и повара.
Источник: Robotics Business Review
Современный робот может ходить вниз «головой» по потолку или работать на глубине, поэтому в его сходстве с человеком нет особой необходимости. Однако работа над созданием андроидов и гиноидов (роботов в женском обличии) захватила умы многих изобретателей в последние десятилетия. Практически все развитые страны представили своих андроидов, обладающих самыми разными функциями и интерфейсом, максимально напоминающим человеческое тело.
В 2010 году в Китае для человекоподобных роботов провели Олимпийские игры, где андроиды соревновались в разных спортивных дисциплинах. К участию допускались автономные роботы, полуавтономные системы и устройства с дистанционным управлением, и каждый класс соревновался только с себе подобными. Гиноид София стала первым роботом, который получил официальное гражданство Саудовской Аравии. В России есть собственные разработки: например, один из последних российских роботов андроидов — Бетси, антропоморфный робот с возможностью нейроуправления.
Как будут развиваться роботы
Сложно представить, что только не будут уметь роботы в ближайшие десятилетия. Уже созданы роботизированные мышцы, которые в 1000 раз сильнее человеческих и способны поднимать грузы в 50 раз больше собственного веса. Дальнейшее развитие роботов будет связано с открытием новых материалов и свойств, а также достижений компьютерной техники.
Программное обеспечение манипуляторов со временем увеличит возможности техники и сенсоров. Например, робот-манипулятор, захватывающая груз, сможет сообщить оператору точный вес или размер, а новые компьютерные технологии смогут обеспечить более сложные траектории. Будет повышена эффективность использования нейросетей за счет усложнения их архитектуры и снижения энергопотребления. Продолжится массовое внедрение облачных сервисов для машинного обучения, что расширит двигательные действия роботов.
Фото на обложке: Tiasa.tv, Love, Death & Robots
Нашли опечатку? Выделите текст и нажмите Ctrl + Enter