Полная автоматизация и замена человека: что ждет роботов через десять лет

Первый робот-музыкант

Спустя несколько сотен лет после Леонардо да Винчи, попытки создать искусственного человека предпринимал французский механик Жак де Вокансон. Если верить историческим документам, в 1738 году ему удалось создать робота, строение которого полностью копирует анатомию человека. Он не мог ходить, зато отлично играл на флейте. Благодаря конструкции из множества пружин и устройств для вдувания воздуха в различные части механизма, робот-флейтист мог играть на духовом инструменте при помощи своих губ и движущихся пальцев. Демонстрация робота прошла в Париже и была описана в научном труде «Le mécanisme du fluteur automate».

Схема медной утки Жака де Вокансона

Помимо человекоподобного робота, Жак де Вокансон создал роботизированных уток из меди. По своей сути они были механическими игрушками, которые умели двигать крыльями, клевать корм и, как бы странно это не звучало, «испражняться». Сегодня такие технологии выглядели бы крайне странно. К тому же, подобные игрушки уже можно свободно купить в любом детском магазине. Там найдутся как ходячие фигурки, так и сложные роботы с дистанционным управлением. Но сотни лет назад медные утки наверняка казались чем-то волшебным.

Правовые аспекты. Аргументы за и против

Как у десятков и сотен других новшеств, у роботизированных воинов есть защитники и противники. Первым нравится идея максимально сократить потери в людях, вторые, например, против нарушения трех основных законов робототехники Айзека Азимова из его рассказа “Хоровод”:

Причины “За использование роботов”

Защитники идеи использования роботов приводят несколько доводов:

  • Легче и дешевле изготовить нового робота, чем заново обучить высококвалифицированного специалиста;
  • Механические устройства способны работать в сверхагрессивных средах (в космосе, в условиях высокой радиации, на больших глубинах под водой);
  • Роботы выносливее, способны работать на максимальных нагрузках продолжительное время;
  • Современная аппаратура, устанавливаемая на роботизированные платформы, обладает большими возможностями, чем органы человека.

Аргументы “Против”

  • Робот на современном этапе развития не способен принимать решения на уровне человеческого интеллекта.
  • Современные машины испытывают сложности в разделении “комбатант/некомбатант”, “свой/чужой” в условиях реального боя, что может привести к неоправданным потерям, в том числе — гражданского населения.
  • Дрон можно перехватить, используя специальную аппаратуру, и сделать из него дополнительную боевую единицу.
  • Существует опасность изменения поведения машины из-за технических сбоев, а также использование робота оператором против своих либо мирного населения.

(Боевой шагоход AT-AT из фильма Дж. Лукаса «Звездные войны»)

Это интересно: Аварийно-спасательные машины (ACM)

Как устроен самый сложный робот

Помимо 28 шарнирных суставов, с помощью которых Atlas двигает руками, ногами, спиной и другими частями своего «тела», робот также оснащен множеством моторов (их количество держится в секрете), которые приводят его в движение, получая питание уже от встроенного аккумулятора. Как робот понимает, что ему, например, нужно перешагнуть через препятствие? Для этого у него есть стереозрение, лидары, гироскопы, дальномеры и другие сенсоры, которые помогают ему ориентироваться в пространстве. Вся эта информация поступает в центральный процессор — очень мощный чип, который и посылает сигнал на моторы. А они уже приводят робота в движение. Работу Atlas можно сравнить с работой человеческого мозга: если глаз человека видит опасность, он отправляет информацию об этом в головной мозг, а оттуда дается команда, например, увернуться корпусом или отойти в сторону.

В «Атласе» есть отдельные моторы на каждую конечность, встроенная система охлаждения и провода, которые напоминают человеческие вены

Atlas имеет одну из самых компактных мобильных гидравлических систем в мире. За счет специальных двигателей, клапанов и гидравлической силовой установки Atlas может подавать необходимую мощность для любого из своих 28 гидравлических соединений. Именно поэтому он так задорно занимается паркуром, бегает, кувыркается — ни один другой робот на такое не способен. А поскольку аналогов никто не производит, Boston Dynamics вынуждена делать большинство компонентов с нуля.

За несколько лет робота обеспечили усовершенствованной системой управления, благодаря которой он знает очень много движений. На планирование каждого движения у него уходит 0,5 секунды — за это время робот анализирует пространство вокруг себя (с датчиков), сам себя взвешивает (оценивая, хватит ли мощности, чтобы поднять корпус и преодолеть препятствие) и принимает решение. Интересно, что инженерам удалось научить робота использовать руки для баланса тела так же, как человек.

Некоторым в нашем Telegram-чате показалось, что робот обладает интеллектом, однако это не так. Его программное обеспечение было полностью написано инженерами, которые могут управлять роботом с помощью макрокоманд (например, заставить его бежать, присесть, сделать шаг и так далее). То есть он либо управляется «с пульта», либо просто выполняет запрограммированные команды. Команды уже преобразуются в микродействия и алгоритмы конечностей для обеспечения этих движений. Управляется гуманоид с помощью роботехнической операционной системы (ROS — Robotics Operating System). Большинство расширений для него написаны на языках программирования C++ и Python. Правда, официально эту информацию не подтверждали — Boston Dynamics держит очень много секретов. Еще бы, ведь это самый сложный робот в мире.

Знаете ли вы, что первым программистом была женщина.

Математик Ада Лавлейс написала первую в мире программу для вычислительной техники в 1842 году.

Она работала в проекте по запуску аналитической машины Бэббиджа, и хотя при жизни Ады ВУ так и не заработало, именно ее наработки и созданный ею алгоритм и терминология, а именно «рабочая ячейка» и «цикл» используются в каждой современной программе.

Однако, несмотря на весь успех прошлых веков, человеком, впервые изобретшим действующий робот, считается Рой Уэнсли. Именно его принято считать одним из самых великих робототехников.

В 1928 году он разработал конструкцию «Герберт Телевокс», которая управлялась посредством команд, подаваемых по телефону. Конечно, это было не управлением голосом, как в Alexa, а определенная последовательность щелчков, скрежетов и гудков. Машина могла открыть окно или дверь, отключить духовку или электродвигатель.

Примерно в это же время появились другие антропоморфные механизмы: Макото Нисимура создал механическую систему, умеющую выполнять ряд задач руками (писать и т.п), Уильям Ричардсон создал приспособление, двигающее конечностями и отвечающее на вопросы (список был небольшой).

Девол и Эленберг — это «Джобс и Возняк» в мире робототехники

Когда прозаик Карел Чапек, работая над своей пьесой «Rossumovi univerzální roboti» в 1921 году, придумал слово «робот» (определение для искусственно созданных людей), Джорджу Деволу было всего 9 лет, но, несмотря на это, именно Девол станет человеком, который перенесет понятие из фэнтези в реальность.

На счету Джорджа Девола около 40 патентов на различные технические устройства. Он участвовал в создании микроволновой печи «Спиди Унни», разрабатывал системы радиолокации, но главной его разработкой стал манипулятор (патент США 1961 года). Придуманная им технология сегодня используется практически на всех производственных площадках мира.

Вместе с инженером Джозефом Эленбергом, Девол в 1962 году создал первую компанию, производившую промышленные роботы, Unimation. Манипуляторы программировались при помощи все тех же перфокарт. Джозеф отвечал за разработку, в то время как Эленберг занимался привлечением инвесторов и всячески популяризировал использование техники в производственном процессе. С их легкой руки робоманипуляторы распространились по всему миру, в том числе и в Японию.

Первые роботы Unimation появились в Японии в 1968 году, а спустя лишь одно десятилетие страна заняла лидирующие позиции по производству и оснащению роботизированных линий, как впрочем, и других технически совершенных устройств.

Современными лидерами по созданию домашних  и коммерческих роботов являются японские компании FANUC Robotics, Kawasaki Robotics, Sony, Panasonic, Honda. Достойную конкуренцию составляют ABB (Швеция — Швейцария), KUKA (Германия), однако в стране восходящего солнца робототехника практически возведена в культ, поэтому в ближайшие десятилетия едва ли кто-то сможет сравниться с ними в производительности.

Как работает AIBO

Собачка, созданная компанией Sony, предназначен исключительно для того, чтобы любить своего хозяина и дарить ему множество положительных эмоций. В отличие от своих предшественников, робот способен передвигаться и видеть окружающий мир. Кроме того,  AIBO стал обладателем настоящих чувств, памяти и в процессе «взросления» приобретает характер.

Если первые собаки-роботы могли выполнить не более трёх команд, то AIBO может похвастаться знанием уже заранее заложенных 100 команд!

Воспитание характера в собаке полностью ложится на плечи хозяина. AIBO может быть не только добрым и послушным, при неправильном воспитании он может стать недружелюбным, неприветливым псом и тогда ему потребуется долгое перевоспитание. Настроение игрушки меняется, как у настоящего щенка. AIBO способен удивляться, злиться, радоваться, грустить, скучать, засыпать на ходу и выражать удовольствие.

Взрослея, щенок обретает все признаки настоящей собаки. Он крайне внимательно относится ко всем посторонним звукам, проявляя качества сторожевого пса. AIBO крайне любознателен: обнюхивает и изучает всё новое. Игрушки нового поколения любят и ласку – на их спине и голове встроены сенсоры, управление осуществляется через приложение по средствам WiFi, робот имеет постоянное обновление до новых версий через интернет.

Будущее роботов

В нашем мире появляется все больше продвинутых машин, но на самом деле, чтобы роботы были действительно полезными, им нужно стать более самодостаточными. Невозможно научить домашнего робота правильно обращался с любым объектом, который ему может попасться. Для этого нужно, чтобы робот мог учиться всему сам, а значит развивать его искусственный интеллект.

Возьмем, к примеру, робота по имени Brett. Ученые из лаборатории Калифорнийского университета в Беркли научили его решать детские головоломки, где нужно подбирать предметы нужной формы. Никто не объяснял ему, что квадратная деталь помещается только в квадратное отверстие. Робот научился выполнять эту задачу методом проб и ошибок. Да, этот метод очень медленный, но позволяет роботам приобретать новые навыки и адаптироваться к меняющимся условиям.

Фото: Boston Dynamics

Пока что людям приходится приглядывать за роботами, чтобы те, например, не утопились в фонтане. Возможно, роботов нужно научить звать на помощь людей. Кстати, некоторые уже умеют это делать, например, медицинский робот Tug, совершающий обход в больницах по ночам. Он может сообщить оператору, что на его пути попалось препятствие, которое не может обойти.

Быстро развивающиеся отношения между людьми и роботами породили собственный раздел робототехники, посвященный человеко-машинному взаимодействию. Можно научить роботов жить с людьми, но сложнее приучить последних ладить с машинами.

Человечество фактически вывело новый вид и начинает немного о нем жалеть. Что если роботы заберут у нас работу? Особенно это касается офисных работников, которым не потягаться со сверхразумным искусственным интеллектом.

Многие люди боятся сингулярности — гипотетического момента, когда машины превзойдут людей и человечество устареет. Пока что эта проблема кажется надуманной, но сейчас самое время о ней поразмыслить. Пока что роботы обладают ограниченными возможностями, но стоит задуматься, сколько власти им стоит давать. В Сан-Франциско, например, уже обсуждают идею налога на роботов, который придется платить компаниям, где роботы заменили живых работников.

Роботы могут изменить буквально каждый аспект человеческой жизни — от здравоохранения и транспорта до труда. Должны ли роботы помогать нам водить машину? Непременно. Должны ли они заменить медсестер и полицейских? Вряд ли — некоторые профессии лучше доверить людям.

Одно совершенно ясно — машины уже среди нас. Осталось разобраться, как быть с ответственностью за создание нового вида существ.

Источник.Материалы по теме:

История роботов

Значение слова «робот» с самого начала было непонятным. Этот термин впервые появился в 1921 году в пьесе чешского драматурга Карела Чапека R.U.R («Россумские универсальные роботы»). Слово «робот» происходит от чешского слова, обозначающего «тяжелая работа» или «каторга». Правда у Чапека роботы были не из металла, а из искусственных тканей. Выглядели они как люди и были гораздо эффективнее обычного человека. В итоге они восстали против своих создателей.

Благодаря этой пьесе появился популярный образ «машины, которой нельзя доверять», который используется в литературе и кино до сих пор (например, в «Терминаторе», «Бегущем по лезвию» и других произведениях). Но в поп-культуре есть и добрые роботы — например, робот-домработница Рози из мультсериала «Джетсоны» и главный герой фильма «Двухсотлетний человек» в исполнении Робина Уильямса.

«Россумские универсальные роботы». Фото: Alamy

Реальное определение слова «робот» неоднозначно, как и все эти вымышленные образы. Каждый инженер-робототехник даст вам свое значение этого термина. Но все специалисты сходятся в одном: робот — это умная машина, которая может самостоятельно выполнять задания и взаимодействовать с окружением.

Управляемый дрон не является роботом. Но если он умеет сам взлетать, подниматься и избегать преграды, то он становится ближе к роботам. Главное в роботах — их автономность и умение ориентироваться в пространстве.

Первые роботы, отвечавшие этим принципам, появились только в 1960-х годах. Компания SRI International разработала первого мобильного робота , который мог анализировать окружение. Робот был медленным и неуклюжим, однако благодаря своей камере и датчикам столкновения мог навигировать в сложном пространстве. Машина выглядела довольно неуверенно, но обозначила революцию в сфере робототехники.

Так выглядел Shakey. Фото: Ralph Crane/Getty Images

Примерно в это же время роборуки начали менять сферу производства. Одной из первых была роборука Unimate, которая занималась сборкой автомобилей. Сейчас ее потомки работают на автомобильных заводах, выполняя скучные и опасные задачи быстрее и точнее людей. Хоть они стоят на месте, они все равно попадают под определение робота, потому что представляют собой умные машины, которые умеют анализировать и взаимодействовать с окружением.

В основном роботы продолжали оставаться в лабораториях и на фабриках, где либо катались туда-сюда, либо поднимали тяжелые предметы. Затем в середине 1980-х Honda запустила программу разработки гуманоидных роботов. Компания сделала робота P3, который мог неплохо передвигаться на двух ногах, а также махать и пожимать руку. Затем появился знаменитый двуногий робот Asimo, который однажды сыграл в футбол с бывшим президентом США Бараком Обамой.

Asimo. Фото: Redux

Способность учиться и полная автономность: тренды в области робототехники

Вырастет востребованность роботов, способных выполнять функции сервиса профессиональных услуг. Их стоимость на рынке, по расчетам исследователей, составит от $90 млрд до $170 млрд, в то время как объем рынка промышленных и коллаборативных роботов будет в два раза меньше — от $40 до $50 млрд.

Индустрия 4.0

Сознание робота: четыре тренда в развитии машинного обучения

Социальные тренды ускорят потребность в высокотехнологичных робототехнических решениях. С взрослением современного поколения, уже привыкшего использовать роботов, увеличится спрос на ассистентов, которые будут помогать с упражнениями, личной гигиеной, доставкой еды

Внимание к экологической повестке и принципам устойчивого развития сместит акцент в сторону роботов, выполняющих сложные задачи по сортировке

Увеличится количество роботов в низкооплачиваемых сферах. Эксперты отмечают, что нехватка ручного труда и повышение заработной платы в странах, где раньше она была низкой, приведет к достаточно быстрой замене людей роботами. Сейчас, чтобы преодолеть проблему старения населения и роста заработных плат, роботизированные технологии начали активно внедрять на предприятиях Китая. С 2008 года зарплаты работников заводов в стране увеличились на 71%.

Экономика образования

Меня уволил робот: прогноз для рынка HR до 2030 года

Искусственный интеллект и другие технологические решения сблизят людей и роботов. Развитие роботизированных технологий и увеличение возможностей ассистентов значительно упростят взаимодействие с ними. Искусственный интеллект вскоре позволит роботам без помощи людей справляться с неожиданными ситуациями. Роевой интеллект увеличит возможности мобильных роботов: они смогут распределять задачи между друг другом и даже изменять их. Системы визуализации способствуют развитию больше автономности во время анализа и проверки данных. Развитие сетей связи 5G и других коммуникационных возможностей станут толчком к увеличению радиуса действия роботов и облачных сетей, расширяющих вычислительную мощность роботов и датчиков.

Роботы начнут учиться. Сегодня решению задач реального мира роботы обучаются на специальных симуляторах, но это достаточно грубый метод, которого постепенно становится недостаточно: ситуативность и мгновенные решения роботам по-прежнему отчасти неподвластны. Тем не менее, несколько лет назад компания OpenAI, которая занимается изучением и разработками в области нейронных сетей, создала роботизированную руку, решившую самую популярную головоломку — кубик Рубика — без помощи человека.

Роботизированная рука собирает кубик Рубика

Чтобы обучить этому руку, инженерам потребовалось 50 часов, в течение которых она получила опыт приблизительно в 100 человеческих лет.

Машины с условной автоматизацией освоят больше задач. Автомобили по-прежнему с помощью сигнала будут сообщать водителю о том, что необходима помощь, хотя их функционал значительно увеличится, вплоть до маневрирования без помощи человека в заранее запрограммированной местности. Эксперты BCG ожидают, что к 2030 году машины с автоматизацией третьего уровня будут составлять около 8% продаж на мировом авторынке.

Индустрия 4.0

Водитель не нужен: шесть уровней автономности машин

Азиатские компании по производству робототехники, которые сейчас составляют малую часть рынка, начнут конкурировать с американскими и европейскими гигантами. Ретейлеры азиатских странах начинают активно модернизировать свои производства, чтобы удовлетворить растущий спрос на продукцию, поэтому производители роботов (в том числе стартапы) должны учитывать этот фактор и использовать его в качестве отправной точки для роста. Тем не менее, с 2017 года количество робототехнических компаний в Корее, Китае и Японии увеличивается достаточно быстро. Некоторые китайские компании уже могут составить конкуренцию производителям из Америки и Европы.

Три сценария развития робототехники

Фото: BCG

Рост индивидуализации

Этот сценарий больше всего похож на то, что происходит в области робототехники сегодня. Скорее всего, компании начнут создавать кастомизированных роботов, направленных на решение задач, требуемых отдельным потребителям. Возможно, кто-то создаст робота, собирающего клубнику, или машину, способную взять образцы крови.

Конечно, стоит учитывать, что на этом рынке изначально будет очень высокий ценник. Более того, производители роботов не смогут увеличить объемы производства, чтобы снизить затраты. В такой среде преимущество будет у специализированных маленьких или средних компаний и стартапов, которые легко адаптируются под запросы потребителей и могут создать нишевый продукт.

Увеличение автоматизации

Второй вероятный путь развития робототехники. В этом случае роботы смогут занять рабочие места: появятся роботы-курьеры, роботы-сборщики и роботы для зарядки электромобилей.

Лидерами на этом рынке станут компании, способные масштабировать производство за счет создания дешевых мехатронных устройств. Таких роботов можно будет выпустить в массовое производство, спроектировать и приобрести онлайн.

Индустрия 4.0

Бухгалтеры и журналисты: кого еще скоро могут заменить роботы

Развитие искусственного интеллекта

Последний сценарий. Здесь можно ожидать развития мобильных и полностью автономных интеллектуальных роботов. Они смогут справляться со сложными и динамичными задачами: работать в аэропортах, вокзалах и в отелях.

На этом рынке главную роль сыграет разработка программного обеспечения. Потенциально при развитии такого сценария компании, создающие роботов, сместятся на второй план. Они скорее превратятся в платформы для тестирования новых вариантов ПО.

Нейронаука для роботов

По своему устройству роботы нередко копируют человека

Это касается той части роботов, которым важно имитировать человеческие действия и поведение — индустриальным машинам нейронауки не так важны

Самое очевидное, что могут использовать при разработке робота — делать его внешне похожим на человека. Роботы часто имеют две руки, две ноги и голову, даже если это не обязательно с инженерной точки зрения

Особенно это важно в тех случаях, когда робот будет взаимодействовать с людьми — похожей на нас машине проще доверять

Известный во всем мире робот Pepper из Японии — пример робота, внешне похожего на человека

(Фото: Unsplash)

Можно сделать так, чтобы не только внешний вид, но и «мозг» робота был похож на человеческий. Разрабатывая механизмы восприятия, обработки информации и управления, инженеры вдохновляются устройством нервной системы людей.

Например, глаза робота — телекамеры, которые могут двигаться в разных направлениях — имитируют зрительную систему человека. Опираясь на знание о том, как устроено зрение человека и как происходит обработка зрительного сигнала, инженеры проектируют сенсоры робота по тем же принципам. Таким образом робота можно наделить, например, человеческой способностью видеть мир трехмерным.

Индустрия 4.0

Что такое компьютерное зрение и где его применяют

У человека есть вестибулоокулярный рефлекс: глаза при перемещении стабилизируются с учетом вестибулярной информации, что позволяет сохранять стабильность картинки, которую мы видим. На теле робота также могут быть датчики ускорения и вертикализации. Они помогают роботу учитывать движения тела для стабилизации зрительного восприятия внешнего мира и совершенствования ловкости.

Кроме того, робот может ощущать точно так же, как человек — на роботе может быть кожа, он может чувствовать прикосновение. И тогда он не просто произвольно движется в пространстве: если он дотрагивается до препятствия, он его ощущает и реагирует так же, как человек. Он может использовать эту искусственную тактильную информацию и для схватывания предметов.

Тактильные сенсоры позволяют этой роботизированной руке манипулировать мелкими предметами, в том числе стеклянными шариками

У роботов можно имитировать даже болевые ощущения: какое-то прикосновение ощущается нормально, а какое-то вызывает боль, что в корне меняет поведение робота. Он начинает избегать боли и вырабатывает новые модели поведения, то есть обучается — как ребенок, который впервые обжегся чем-то горячим.

Не только сенсорные системы, но и управление своим телом у робота можно спроектировать по аналогии с человеком. У людей ходьбой управляют так называемые центральные генераторы ритма — специализированные нервные клетки, предназначенные для контроля автономной моторной активности. Есть роботы, в которых для управления ходьбой была использована та же идея.

Кроме того, роботы могут обучаться у людей. Робот может совершать действия бесконечным числом способов, но если он хочет имитировать человека, он должен наблюдать за тем, как человек это делает, и пытаться повторить это движение. При совершении ошибок он сравнивает это с тем, как это же действие совершает человек.

Мой робот сможет защитить меня от врагов? Ну или хотя бы тапочки принести?

Первое маловероятно. Точнее, нет ничего невозможного, но для начала лучше поставить перед собой более простую цель. Например, на основе самой Arduino можно собрать множество движущихся роботов: они могут просто двигаться вперед и назад, по сложной заданной траектории или по нарисованной линии. Даже робот, который автономно избегает препятствий или как-то меняет свое поведение при приближении к разным объектам, — посильная задача. Первый робот также сможет что-то включать и выключать, ориентируясь на уровень освещения, выполнять определенные действия в определенное время, установленное таймером, или нажатием кнопки.

Что ж, в будущем, если вы продолжите посвящать себя робототехнике, вы сможете создать как робота-помощника, так и робота-безопасности, который может стрелять. Также вы можете собрать робот-пылесос своей модели. В России и во всем мире постоянно проводятся соревнования по робототехнике, на которых участники роботов дерутся, играют в футбол, участвуют в соревнованиях и просто демонстрируют свои незаурядные способности. Например, на РобоФесте, ежегодно организуемом фондом «Вольное Дело», можно увидеть сотни разных роботов.

Терминология

  • Говоря простым языком, робот (от чеш. robota, подневольный труд) — это кибернетическая система, которая может выполнять операции, относящиеся к физической и умственной деятельности человека. Робот включает в себя программируемую систему управления, которая контролирует механическую конструкцию, а также связывает робота с внешней средой (оборудованием и пользователем). 
  • Более точное определение робота и связанных с ним понятий дается в стандартах ГОСТ Р ИСО 8373-2014 «Роботы и робототехнические устройства. Термины и определения» и в соответствующем международном стандарте ISO 8373:2012 «Robots and robotic devices — Vocabulary» : «Робот — приводной механизм, который можно запрограммировать по двум и более осям, имеющий некоторую степень автономности, движущийся внутри своей рабочей среды и выполняющий задачи по предназначению», где «автономность — способность выполнять задачи по предназначению, основанная на текущем состоянии изделия и особенностях считывания данных без вмешательства человека». 
  • Наконец, в более широком понимании современный робот — механизм, выполняющий запрограммированные действия, который воспринимает окружающий мир с помощью сенсоров (датчиков, микрофонов, камер), строит модели поведения, чтобы выполнять определенную программу, и способен воздействовать на физический мир тем или иным способом. 

Принцип работы

  • Система навигации позволяет вашему «умному помощнику» ориентироваться в доме. Корректная работа этой системы не позволяет роботу заблудиться или где-то не убраться. Выделяют основные разновидности навигационных модулей, которые предлагают разные производители: датчики робота; внешние датчики; лазер; камера.
  • Чистящий модуль отвечает непосредственно за очищение поверхностей в квартире. Если системы навигации у разных производителей могут значительно отличаться, то устройство чистящего модуля у всех примерно одинаково. Стандартная схема уборки «умного» пылесоса: при движении робота щетка, расположенная сбоку, собирает грязь и сметает ее под основную щетку. Основная щетка в свою очередь собирает пыль, грязь и подбрасывает в сторону пылесборника, где ее уносит потоком воздуха. Принцип уборки у «умных» пылесосов разных производителей примерно одинаков. Различия могут быть лишь в количестве основных или боковых щеток, фильтрах, а также в мощности и вместительности пылесборников.
  • Механизм поиска базы и подзарядки. В роботе – пылесосе установлен аккумулятор, который дает прибору необходимый запас энергии для работы. Если аккумулятор разряжается, то робот выключается. Именно поэтому при снижении уровня зарядки до определённого уровня, в роботе включается режим поиска базы для дальнейшей подзарядки. Роботы-пылесосы, оснащенные различными навигационными системами (камеры, лазеры), запоминают свой путь и без труда сами находят базу.

Строение робота

Каждый робот состоит из следующих базовых компонентов:

  • Рама или тело робота;
  • Блок управления;
  • Манипуляторы;
  • Ходовая часть.

(Наглядное устройство робота)

Робот может быть любых форм и размеров. Именно рама или тело робота является основой его конструкции и определяет внешний облик. Среднестатистический человек при слове «робот» представляет человекоподобное существо из металла. Этот образ навязан многочисленными фантастическими кинофильмами.

На самом же деле большинство роботов совершенно не похоже на человека. Главное для робота – это его функциональность, а не то, как он выглядит.

Контроль за работой робота осуществляется при помощи системы управления. Она включает в себя огромное количество датчиков, которые помогают технике взаимодействовать с внешним миром.

(На картинке робот Humanoid)

Система управления роботом предполагает целый набор алгоритмов, благодаря которым решаются те или иные задачи. В работе робота происходит постоянный обмен данными между датчиками и центральным процессором (ЦП). Алгоритмы и программное обеспечение создаются человеком.

Для физического контакта с объектами внешней среды используется манипулятор. Данный элемент не является обязательным. Как правило, манипулятор не является частью рамы/тела робота. Используется для решения конкретных задач в различных отраслях.

Ходовая часть робота также не является обязательной, и наличествует лишь у тех роботов, которым необходимо передвижение в пространстве. В качестве средств для перемещения чаще всего используются колеса.

Левый и правый кронштейны

Первым делом необходимо отрезать остатки суппорта и отшлифовать поверхность, которая соприкасалась с опорами – так мы получим поверхность без неровностей и шероховатостей. Вставьте два 10-миллиметровых шариковых подшипника в левый и правый кронштейны.

Для крепления двух кронштейнов на рисующей головке мы используем винт М3х20 мм и стопорную гайку М3 с обеих сторон среднего контейнера. Всё это собирается вместе в следующую уровневую конструкцию:

  1. Винт M3x20 мм.

  2. Шайба.

  3. Средний контейнер.

  4. Шайба.

  5. Правый кронштейн с шариковым подшипником.

  6. Шайба.

  7. Левый кронштейн с шариковым подшипником.

  8. Шайба.

  9. Правый кронштейн с шариковым подшипником.

  10.  Шайба.

  11.  Средний контейнер.

  12.  Шайба.

  13.  Стопорная гайка M3.

Количество используемых шайб и их положение, возможно, придётся изменить, в зависимости от того, насколько глубоко в кронштейны были вставлены подшипники.

Убедитесь, что все элементы плотно соединены друг с другом, но при этом подшипники должны двигаться свободно, чтобы рисующая головка могла свободно перемещаться от каждого из регулировочных винтов кронштейнов.

Манипулятор робота

Теперь необходимо установить другой шарикоподшипник со стороны рисующей головки. Вставьте сервопривод под держатель пера, при этом ротор должен находиться ближе к передней части рисующей головки. Вставьте винт со стороны сервопривода, чтобы он вышел через подшипник.Насадите распечатанный на 3D-принтере манипулятор робота на винт, проходящий через подшипник, и на сервопривод с другой стороны. Затяните гайку М3 с левой стороны рисующей головки, другую сторону манипулятора пока не фиксируйте. Перед закручиванием винта сервопривода для крепления правой стороны манипулятора робота необходимо включить сервопривод и установить его в положение 100. Если под рукой нет контроллера Arduino, придётся подождать, пока будет установлена печатная плата и загружен код, и тогда сервопривод можно перевести в положение «no-draw».

Как вариант, с каждой стороны манипулятора робота можно добавить подшипники. В этом случае, как я заметил, качество рисуемых линий станет немного выше.

1987 г. «Робокоп»

В 1987 году на экранах появляется крутой полицейский боевик «Робокоп», где киборгом становится погибший в перестрелке полицейский, тело которого стало основой для создания робота-суперполицейского, предназначенного для очистки улиц города Детройта от преступных элементов.

Корпорация ОСР использует клетки центральной нервной системы погибшего человека для создания робота ED-209. Однако робокоп полностью не становится бездушной машиной, к нему возвращаются его воспоминания о его семье и прошлой жизни. Узнав о преступлениях, совершенных руководством корпорации и имея обостренное чувство справедливости, он пытается с ней бороться и убивает его босса. Фильм пользовался большим успехом, позже было снято несколько фильмов продолжений («Робокоп-2», «Робокоп-3»).

Подробнее: Робот-полицейский (RoboCop)