Робототехника: все, что нужно знать о роботах

Роботы трудятся автономно, взаимодействуют с окружающей средой, адаптируются к ситуации, чем и отличаются от смарт-гаджетов. Различаются по решаемым задачам: применяются в быту, промышленности, науке и медицине. Рассмотрена классификация и раскрыто понятие робототехники.

Какие качества отличают роботов от обычных устройств с ИИ

Искусственный интеллект наделяет приборы способностью анализировать данные и принимать решения, а машинное обучение позволяет со временем повышать свою эффективность на основе опыта. Не каждое из таких устройств относится к роботам, которые отличает способность физически трудиться и двигаться с минимальным участием человека благодаря датчикам и программным алгоритмам. А типичные гаджеты с ИИ не взаимодействуют с реальным миром и не выполняют механические действия. Например, умная колонка побеседует о погоде, научит новому рецепту и подскажет, как добраться до нужного места, но к физическому труду не приспособлена.

Что такое робототехника

Робототехника — это отрасль науки и техники, которая занимается разработкой, созданием и применением роботов для выполнения различных задач. Впервые описана как концепция в 1920 году в пьесе «Р.У.Р.» Карела Чапека, где было введено само слово «робот». Популяризирована фантастом Айзеком Азимовым, который сформулировал «Три закона робототехники», отражающие этические принципы взаимодействия роботов с людьми. Появилась в практическом виде в середине 20 века, но получила активное развитие лишь с 1970-х годов благодаря прогрессу в электронике, информатике и материаловедении.

Бытовые роботы

Роботизированная бытовая техника применяется дома и в офисах. Сокращает физическую нагрузку и время на выполнение рутинных задачах, поэтому оставляет силы для активного отдыха и тренировок.

Пылесосы

Роботы-пылесосы бывают с функциями сухой и влажной очистки, интеллектуальной навигацией и датчиками обнаружения препятствий. Типичный функционал: настройка расписания, управление через мобильные приложения и уборка полов — сухая, а порой и влажная. Модели с HEPA-фильтрами полезны людям с аллергиями, поскольку устраняют из воздуха пыльцу, микроорганизмы и мелкие частицы.

Мойщики окон

Мойщики окон автоматически очищают окна и стеклянные поверхности, а некоторые модели подходят также для зеркал и пластиковых панелей. Повышают безопасность, поскольку исключают необходимость работы человека на высоте и снижают риск повреждения стекол благодаря автоматической регулировке давления и применению мягких моющих материалов, которые предотвращают царапины. Обычно оснащены аккумуляторами, так что, если отключат свет, у пользователя будет время.

Кухонные

Роботы-повара представляют собой устройства, которые могут самостоятельно нарезать и смешивать ингредиенты, а также варить, жарить и запекать продукты, что упрощает кухонный труд и обеспечивает стабильное соответствие рецепту. Существуют модели с поддержкой сборки сэндвичей, роллов и суши.

Сервисные модели

К сервисным относят роботов, которые ориентированы на помощь и обслуживание. Доставляют продукты и промтовары без участия человека, поскольку оснащены автономными системами навигации. В отелях и бизнес-центрах трудятся роботы-рецепционисты, которые могут встречать и регистрировать гостей, а также информируют посетителей об услугах и расположении объектов, включая рестораны, кофейни, тренажерные залы или парковочные места.

Промышленные роботы

Индустриальные роботы применяются на заводах и фабриках. С высокой точностью выполняют сборку, пайку, сварку, а также фрезерные и шлифовальные работы. Полезны в логистике для сортировки товаров, упаковки и транспортировки на складах.

В задачи коботов (коллаборативных роботов) входят помощь в сборке, упаковке и выполнении задач, которые требуют точности, например, в работе с мелкими деталями, а также обеспечение безопасности сотрудников в производственных условиях.

Исследовательские (научные)

Роботы изучают активные вулканы, поскольку приспособлены к опасным для человека условиям. Подводные не только изучают моря, но и трудятся на океанском дне. Помогают людям осваивать космос: например, марсоходы и луноходы исследуют поверхности планет, а также собирают данные о климате, геологической структуре и составе атмосферы. В перспективе сведения могут оказаться полезны для колонизации планет или добычи там ископаемых.

Медицинские

Роботы нашли применение в здравоохранении. В хирургии роботы помогают проводить высокоточные операции с минимальными разрезами. Приборы с искусственным интеллектом повышают точность диагностики: анализируют медицинские изображения, что способствует выявлению заболеваний на ранних стадиях.

Развлекательные роботы

Роботы широко применяются в индустрии досуга и развлечений. Помогают в съемках кино для создания сложных боевых сцен или эффектных движений. Общаются с посетителями тематических парков, музеев и выставок: предоставляют информацию, создают эффект присутствия, играют роли персонажей или проводят экскурсии.

Компаньоны

Роботы-компаньоны могут использоваться как в быту, так и в медицине. Выглядят как устройства с человеческими чертами или подобно питомцам, например котам или собакам. Помогают в уходе за пожилыми людьми или пользователями с ограниченными возможностями, поскольку способны общаться и напоминать о необходимых действиях, включая прием лекарств, выполнение упражнений или посещение врача. Реагируют на голос и прикосновения, поэтому могут эмоционально поддержать.

Детские роботы

Роботы для детей уже не просто игрушки, а полезные устройства. Обучают математике, языкам, искусству или программированию. Прокачивают социальные навыки, поскольку реагируют на голосовые команды, распознают эмоции и поддерживают диалоги. Стимулируют творческое мышление. Предлагают детям задачи, которые развивают воображение, включая интерактивные игры и ребусы.

Классификация роботов по управлению

Полуавтономными называют решения, которые трудятся под контролем оператора, но могут частично действовать самостоятельно, автономные выполняют задания без вмешательства человека. Выделяют роботов, которые программируются жестко, что означает способность только к заранее предусмотренным действиям и последовательностям без возможности перенастройки. Обучаемых нужно настраивать вручную, чтобы в дальнейшем умные приборы воспроизводили изученные алгоритмы и повторяли поставленные задачи. А самообучаемые приобретают знания и навыки в процессе взаимодействия с окружающей средой, а затем приспосабливаются к реальным условиям: совершенствуют свою эффективность и точность на основе полученного опыта.

Виды роботов по материалам

Роботов различают также по свойствам материалов, из которых данные приборы изготовлены:

• • Жесткие обычно выполнены из твердых пластика, керамики или металла. Сюда относятся и промышленные манипуляторы, и бытовые пылесосы, такие как ILIFE T20s, обзор на который «Блог системного администратора» недавно публиковал:

Статьи

Обзор робота-пылесоса ILIFE T20s — чистит, моет, сам очищается

31 октября 2024

Уверенно справляются с однотипными действиями и работами, которые требуют силы, например, переносом тяжестей, сборкой или сваркой.

• Мягкие изготовлены, например, из эластичных полимеров или силикона. Способны исследовать морские глубины, поскольку материалы адаптируются к высокому давлению и неровным поверхностям, а также проникают в труднодоступные места.
• Гибридные сочетают качества первого и второго типов. К примеру, человекоподобное устройство с гибкими искусственными суставами и эластичным заменителем кожи, но с прочным каркасом.

Типы роботов по перемещению

Дельта-роботы (параллельные) успешно выполняют быструю сортировку и укладку над конвейером благодаря легкости конструкции и высокой скорости. Декартовы отличает точность и устойчивость, перемещаются строго по трем линейным осям, что подходит для таких задач как нанесение клеевого слоя на компоненты. Цилиндрические перемещаются по соответствующей траектории, что удобно для задач сборки и сварки, однако ограничены в боковых движениях. SCARA способны быстро выполнять точные горизонтальные перемещения, но менее гибкие в вертикальной оси. К шарнирным относятся модели с вращающимися звеньями, которые напоминают человеческую руку, обладают высокой гибкостью и маневренностью, но ограничены в радиусе действия.

Какие роботы есть у вас? Напишите в комментариях.