поддержка
проекта:
разместите на своей странице нашу кнопку!И мы
разместим на нашей странице Вашу кнопку или ссылку. Заявку прислать на
e-mail
код нашей кнопки:
Робототехника
Робототехника занимается созданием технических систем, которые
способны действовать в реальной среде и частично или полностью заменить
человека в некоторых сферах его интеллектуальной и производственной
деятельности. Такие системы получили название роботов.
Понятие "робот" впервые появилось не в научной, а в художественной
литературе - в пьесе чешского писателя К. Чапека " Россумские
универсальные роботы". Наряду с людьми - непосредственными участниками
фантастических событий, описанных в пьесе, стали роботы. Руководитель
компании "РУР" говорил: "Роботы - это не люди. Они механически
совершеннее нас, они обладают невероятно сильным интеллектом, но у них
нет души". В пьесе К. Чапека роботы оказались совершеннее своего творца:
созданные первоначально для замены людей на производстве, роботы вышли
из-под контроля и вступили в борьбу со своими создателями.
При современном уровне развития робототехники дать полное научное
определение понятия "робот" невозможно, потому что, описывая свойства
систем, называемых роботами, нам придется использовать понятия, не
имеющие точного формализованного описания. Аналогичная ситуация
сложилась в области искусственного интеллекта, в частности, при попытках
моделирования мышления (см. Моделирования рассуждений).
Поэтому представляется разумным отказаться от точного определения робота
и, следуя хронологическому принципу, попытаться раскрыть содержание
этого понятия, используя ряд последовательных моделей. Такой подход
позволяет, во-первых, дать описание робота соответствующего поколения и,
во-вторых, проследить эволюцию роботов.
Выделяют три поколения роботов: программные, адаптивные и
интеллектуальные. Термин "поколение" здесь используют чисто условно. Эти
поколения не сменяли друг друга, а появлялись по мере совершенствования
их конструкции и существовали одновременно.
Программные роботы действуют по многократно повторяемой жесткой
программе. Вот пример последовательности действий робота-пресса: взять
заготовку с определенного места, перенести ее под пресс, включить пресс,
вынуть готовое изделие из-под пресса, перенести в другое место,
возвратиться в исходную позицию. Программный робот может быть
переналажен на выполнение других действий. Но после каждой переналадки
он способен лишь многократно повторять одни и те же запрограммированные
движения.
Адаптивные роботы отличаются тем, что их манипуляторы имеют простейшие
"органы чувств" - разнообразные датчики (тактильные, световые,
тепловые). Встроенная в робот ЭВМ обрабатывает сигналы от датчиков и
формирует сигналы управления, используя которые робот выполняет
заложенную в его память задачу. Такие роботы могут подстраиваться под
изменения, возникающие в их рабочем пространстве.
Третье поколение - интеллектуальные роботы. Они также имеют "органы
чувств", но, кроме того обладают определенной долей интеллекта. Они
способны распознавать образы (см. Распознавание образов), обучаться,
принимать решения, составлять планы и т. п. Роботы третьего поколения
представляют собой специализированные автоматы, рассчитанные на
выполнение определенного круга операций (например, промышленные роботы).
В первую очередь это автоматические манипуляторы - механические модели
руки, закрепленные на неподвижном основании. Они переносят детали,
шлифуют их поверхности, сваривают швы и т. д. При этом обычно требуется,
чтобы детали были определенной формы и размера, чтобы траектория, по
которой манипулятор перемещает детали или инструмент (например, линия
сварочного шва), была строго определенной. Работают роботы и на
транспорте: это всевозможные автоматически управляемые тележки,
вагончики, платформы, шагающие устройства и т. д. Эти
роботы перемещаются по специально созданной для них сети.
Создаются роботы четвертого поколения - так называемые интегральные
роботы или суперроботы. Они должны появиться к концу века. В них будут
использованы все новейшие достижения в области кибернетики, механики,
электротехники, электроники. Это будут автономные автоматы, способные
самостоятельно выполнять сложные и разнообразные операции. Они смогут
самонастраиваться и менять программу своих действий в зависимости от
обстоятельств. По своим возможностям суперроботы, наверное, будут
напоминать автоматы, знакомые нам по произведениям американского
фантаста А. Азимова.
Роботы никогда не устают и не теряют интереса к своей работе. Они могут
работать по 24 ч в сутки с редкими перерывами на еженедельное или
ежемесячное профилактическое обслуживание и последовательно выполняют
порученные им задания без скуки и утомления, а значит, и без снижения
качества. Их применение экономически выгодно. Достаточно один раз
обучить робот определенному заданию, которое может состоять из сложных
движений, длящихся несколько минут, и он день за днем будет выполнять
эту повторяющуюся работу практически без контроля со стороны человека.
Здесь человек не может состязаться с роботом.
Роботы могут действовать там, где условия работы неблагоприятны для
человека, например, там, где слишком высока или низка температура, - в
сталеплавильном цехе, при производстве кирпича, в шахтах, где пыльно и
мало воздуха, в условиях, опасных для человека: в химическом
производстве, при работе с радиоактивными веществами. Роботам не
нужен кислород, следовательно, они могут работать под водой, в
безвоздушном пространстве и в космосе. Некоторые роботы имеют то
преимущество, что могут действовать в полной темноте, когда, ; например,
необходимо обследовать внутреннюю поверхность дренажных, нефтеперегонных
и газовых труб или труб на атомных электростанциях. Во всех этих случаях
робот незаменим, поэтому цель робототехники - создать такие устройства,
которые могли бы полностью заменить человека при выполнении
возможно большего числа операций.
Для этого роботы должны уметь принимать сообщения, понимать, в каком
окружении они находятся, строить планы своих действий, выполнять ' эти
планы и контролировать свои действия. Процесс эволюции роботов от
поколения к поколению состоит в углублении и
совершенствовании этих функций. Сообщения, которые должен уметь
принимать робот, - это либо команды оператора, формирующие задание, либо
информация, поступающая с датчиков, которыми оснащен робот. На основе
такой информации он должен быть способен создавать правильные модели
пространства, в котором находится, и предметов, с которыми имеет дело.
После того как построена модель рабочего пространства, робот составляет
план своих действий (см. Планирование поведения),
цель которых - выполнение задания. Наконец, робот должен контролировать
качество работы и быть способным изменить план в том случае, если
произошли непредусмотренные изменения во внешней среде или задании.
