Съвременните роботизирани технологии са изключително динамичен клон на науката, който се развива бързо и носи интересни революционни иновации почти всяка година. Роботите се използват широко в ежедневието ни за извършване на всякакви неща. Човекоподобни машини се внедряват навсякъде от лекарство до домакинство и производствоТези роботи могат да варират по своите характеристики, функции и външен вид; някои от тях варират от доста първични и прости по конструкция до много сложни и почти неразличими от човешките. Към момента създаването на роботи, които приличат на хора, е основната цел на роботиката по целия свят.
Роботи в реалния живот
Роботите имат доста широко приложение. Те могат да бъдат полезни в почти всяка възможна област от живота.
Роботи в медицината
Роботите се използват за лечение на хора с увреждания от дълго време. По-специално, процесът на производство на съвременни протези и изкуствени крайници е силно зависим от роботиката. Протезите, които отговарят на днешните високи стандарти на медицината, са подвижни, мобилни, гъвкави и служат като качествени заместители на загубени крайници. Много от тези изкуствени части на тялото се манипулират директно от електронните импулси на тялото на пациента. Но това не е всичко. роботика може да предложи – роботи могат да бъдат намерени в хирургически отделения, както и в много образователни институции за лекари, а обхватът на техните възможни приложения само нараства.
Роботи в аерокосмическата индустрия
Никой няма да спори, че роботите трябва да намерят своето място в бъдещите космически мисии като неразделна част от екипажите, пътуващи в космоса. И дори ако се обърнем към историята, вече можем да видим, че повечето космически изследвания всъщност са били проведени с... помощта на роботи, така че тази идея също не е нещо ново. Имаме множество лунни ровери, марсоходи и роботи-аватари, които работят в космоса за нас. Но разнообразието от тези машини не свършва дотук, всъщност има много различни видове роботи, проектирани специално за екстремните условия на космоса. Те могат да изпълняват задачи, недостъпни за хората, или такива, които са просто твърде опасни.
Независими роботизирани системи за сигурност
Внедряването на съвременни роботи в областта на живота, свързана със сигурността на хората, се оказа изключително ценно. Например, има роботи, които могат да локализират и идентифицират потенциални опасности от пожари и да ги елиминират, предотвратявайки катастрофи, преди дори да се случат.
И не бива да отхвърляме роботи, ангажирани във военни службиТе се използват за провеждане на обучение на войници — въпреки че не са проектирани да напомнят на човешки същества, както други висококачествени роботи, те са перфектни в възпроизвеждането на поведението и реакциите на истински човек. Използвайки тези машини, военното ръководство създава ситуации и условия, които са изключително подобни на реални военни действия.
Роботите могат да извършват шпионски операции върху различни обекти, без да привличат внимание към себе си. По този начин те облекчават част от тежестта от плещите на служителите на реда, позволявайки им да се занимават с други важни задачи.
Роботизирани уреди в домакинствата и производството
Трудно е да си представим съвременни производствени съоръжения и производство заводи без всички роботи, които използват. Обикновено роботите са отговорни за по-голямата част от работата, извършвана в тези заводи. Говорим за огромен брой операции, изискващи максимална точност на движение и многобройни повторения, свеждащи се до един-единствен непрекъснат високоскоростен процес - невъзможен сценарий за човек. Внедряването на роботи може да увеличи производствените нива на цели производствени сектори, освобождавайки човешки служители и позволявайки им да поемат другите важни цели на предприятието.
Роботите също често се използват в домакинства да помагат на собствениците с готвенето, почистването и друга рутинна работа в къщата. Най-често срещаните са роботите-прахосмукачки и роботите-косачки за трева, но има и други машини, които изпълняват много по-сложни задачи.
Роботи в развлекателната индустрия
Съществуват и роботи, проектирани с единствената цел да забавляват хората. Това са предимно детски играчки, които могат да пеят песен или да правят няколко танцови движения, играчки за коли с дистанционно управление и някои интерактивни игри. На пазара дори има така наречените истински роботи, които могат да комуникират, използвайки скриптирани речеви модели, така че изглежда, че не всички от тях са предназначени за деца. Единствената разлика между моделите за възрастни и тези за деца е дизайнът и размерът на играчката.
Известни роботи
Стотици компании по целия свят произвеждат огромен брой различни видове роботизирани механизми всеки ден. За да се открои вашият робот сред останалите, той трябва да е истинско бижу в сферата на роботиката. Ето някои примери за такива произведения, известни със своите уникални функции.
Асимо
Този японски робот е разработен от компанията Honda. Honda всъщност е доста активен играч в сферата на роботиката от 80-те години на миналия век. Техните специалисти успяха да конструират робот, който успешно привлече вниманието на целия научен сектор на роботиката. С тегло от 50 килограма и достигане на 1,5 метра височина, този робот можеше да се движи самостоятелно, избягвайки различни препятствия и изпълнявайки допълнителни скриптирани програми от действия, като например сервиране на чаша кафе на човек.
VGo
Този робот се управлява през Wi-Fi мрежа и е така нареченото устройство за телеприсъствие. Той може да комуникира чрез микрофон, както и да чува и вижда обкръжението си, което му позволява да се движи свободно. Механизмът е разработен специално за хора с увреждания, които не са в състояние сами да изпълняват ежедневните си задължения. Ако свържете този робот с определени устройства, той може да се използва като независима преносима камера. С помощта на тази технология децата, които в момента учат вкъщи, могат да слушат училищните уроци от домовете си.
Робой
Този робот е разработен от специалисти от Цюрих. Той има гъвкави сухожилия, което създава по-антропоморфен вид. Дизайнерите са се опитали да създадат лице, което да изразява емоции, а заедно с мек материал, използван като кожа, изглежда прилично. Този реалистичен робот първоначално е бил разработен като спътник за самотни хора, които се нуждаят от известно внимание отвън.
Куратас
Този гигантски робот тежи около 4,5 тона и достига зашеметяващите 4 метра височина. Движението му се управлява от контролер, който е поставен в специална кабина, но може да се управлява и дистанционно. Дизайнът на робота веднага напомня на аниме герой, доста очаквано решение, идващо от японските инженери.
iCub
Един от най-модерните роботи е построен в Италия. Отвън той много напомня на истински човек. Но ако се вгледате по-задълбочено във функционалността му, ще откриете, че този робот е способен да запомня собственото си име и имената на тези, с които говори, както и имената на различни обекти. Освен това, той може да се адаптира към обкръжението си и да се движи свободно сам.
Ролин Джъстин
Rollin’ Justin е разработен от Германския аерокосмически център. Той се управлява чрез технология за телеприсъствие, като програмата се управлява дистанционно от оператор през екрана на монитора. Роботът се предлага в различни модификации на модела, включително и версията с изправено положение.
От какво са направени роботите
Има доста различни материали, използвани за изграждането на робот. Най-често срещаните опции включват:
- Алуминий
- Стомана
- Плексиглас
- Пластмаса
- Въглеродни влакна
- Синтетичен каучук (използван за представяне на изкуствена кожа и мускулна тъкан в реалистични роботи).
Изборът на материали зависи пряко от специфичните функции на робота и неговите работни условия. Колкото по-лоша е средата, в която ще работи роботът — по-здрави и издръжливи материали трябва да е да се противопоставя на износването.
Синтетични роботи
Конструирането на синтетични или „меки“ роботи е едно от приоритетните направления в съвременния сектор на роботиката, работещ върху реалистични роботи. Тези синтетични хуманоиди обикновено се характеризират с гладката си повърхност, предназначена да наподобява човешка кожа. Те са изградени на бионичните принципи и са проектирани специално за употреба на работни места в тесен контакт с хора, поради много по-малката вероятност за травма, за разлика от работата в близост до аналогичен механизъм от метал и твърда пластмаса. Благодарение на изкуствената кожа и мускулна тъкан, използвани при конструирането на роботите, крайният резултат е силно антропоморфен!
Роботи срещу Андроиди
Андроид роботите са хуманоидни роботи, които изглеждат точно като истински хора или поне са проектирани да ги приличат по външния си вид и действия. Такива модели в момента се разработват активно от много известни водещи производители на роботи по целия свят. Нормалният робот, от друга страна, обикновено прилича по-малко на човек и има много по-малко функции.
Роботите са се доказали като полезни в ситуации, когато е необходимо бързо да се свърши някаква неусложнена повтаряща се работа, когато е необходимо да се извършват операции с висока точност или да се повдигат тежки предмети. Андроид роботът е вид робот, на който можете да възложите операции, изискващи интелект. Той може да се справя със задачи като комуникация или предоставяне на директна помощ на човек в различни области на живота — неговите възможности са много по-разнообразни в сравнение с обикновените роботи, предназначени да извършват строго скриптирана работа.
Робот-компаньон за лично взаимодействие
Роботите-придружители са проектирани да осигуряват полезни социално-подходящи взаимодействия в реална среда. Първата и най-важна задача на такъв робот е да служи на хората и да им помага да изпълняват рутинните си задачи. Най-вече роботите-придружители, както следва от името им, са предназначени за хора, които се нуждаят от някой, който да им помогне, хора със специфични нужди: възрастни хора, хора с увреждания или аутисти. Тези роботи могат да бъдат от голяма полза за нуждаещите се.
През последните години роботите, наподобяващи хора, стават все по-популярни сред ентусиастите и тези, които са достатъчно любопитни, за да обърнат внимание на забавните малки роботи, споделящи някои човешки черти и естествено предизвикващи симпатия. Основната функция на тези роботи е да поддържат разговори с всеки, който им говори. Те са чудесно средство за комуникация за богати хора, които въпреки това са самотни и имат остра нужда да споделят мислите си.
На пазара на роботи се предлагат и роботи-компаньони, които приличат на домашни любимци. Въпреки че в повечето случаи те служат само за повишаване на морала и нямат почти никакво практическо приложение.
Какво е хуманоид
Роботите-хуманоиди са устройства, които поне отчасти приличат на хората отвън, дори и да нямат никакви специални функции, които да го подкрепят. Повечето от тях са оборудвани с ръце, крака, глава и дори лице. Въпреки факта, че концепцията за тези роботи произлиза от древни времена, най-забележителните постижения в тази област са постигнати през последното десетилетие.
Истинският хуманоид не само трябва да прилича на човек отвън, но и да притежава набор от автономни способности, като например свободно движение, слушане и самостоятелно говорене. И може би най-важната характеристика на съвременния хуманоид е способността да усъвършенства уменията си по време на процеса на извършване на определени действия, точно както би направил истински човек.
Как да си направим хуманоиден робот
Универсалните човекоподобни роботи са изключително сложни машини, които изискват доста знания и опит, за да се сглоби приличен модел. Конструкцията на такъв робот трябва да включва опорно-двигателния апарат, механичните крайници, системите за разпознаване на звук и среда, както и невронна мрежа, способна да събира и обработва информация отвън. Елементите на външния вид, като кожата и косата, не са необходими и служат по-скоро като естетическа част от целия механизъм, но могат да бъдат пренебрегнати.
Изградете хуманоиден робот
Повечето роботи имат някои прилики. Те включват, на първо място, гъвкавите тела, които им позволяват да се движат свободно. Някои модели имат повече подвижни елементи в телата си, други могат да движат само основните части, но това трябва да е достатъчно, за да се предотврати спъването на робота в препятствия. Като правило, частите на тялото са изработени от метал или пластмаса, свързани помежду си със система от стави, подобно на човешките кости.
Роботите се движат, като хармонично активират правилните драйвери в подходящия момент. Да се предотврати падането на роботите с носа напред на земята е по-трудно, отколкото може да изглежда, при условие че те трябва да стоят на краката си през цялото време. Някои използват електрически двигатели, линейни задвижващи механизмии соленоиди, други използват хидравлични пневматични системи.
Роботът трябва да има източник на зареждане, за да остане активен. Повечето роботи имат вградени батерии, които могат да се зареждат от електрическата мрежа. Хидравличните модели имат помпи за създаване на напрежение, докато пневматичните използват резервоари със сгъстен въздух или специални компресори, за да вършат работата.
Всички двигатели на робота се свързват към електрически мрежи, които зареждат електронни двигатели и директно соленоиди. Всичко, свързано с мрежата, се управлява от компютър, който активира необходимите детайли и клапани. Поведението на робота може лесно да се промени само чрез промяна на програмата, която е инсталирана в системата му.
Въпреки че някои модели имат способността да чуват звуци, да виждат изображения, да помирисват предмети и да усещат докосване чрез сензорите си, не всеки робот има такива системи. Но абсолютното изискване за един съвременен робот е способността да се движи - в противен случай той не може да се счита за робот.
Бъдещи хуманоидни роботи
В момента роботиката има няколко различни пътя на развитие, които според прогнозите на специалистите в тази област могат да се превърнат в основни тенденции в... бъдещето на роботиката като цяло. Те включват:
- Използване на нови материали, а именно галиот нитрат (в производството на транзистори) и графит (в производството на задвижващи устройства);
- Използване на нови източници на енергия, както и технологии за нейното събиране и съхранение;
- Роботи, взаимодействащи с хора, например за управление на трафика на безпилотни летателни апарати;
- Подпомагане на роботи с навигацията в екстремни условия;
- Повишаване на ефективността на невронните мрежи чрез усложняване на тяхната структура и архитектура;
- Създаване на възможности за изучаване на алгоритмични процедури и използване на облачни услуги за масово обучение на роботи;
- Използване на изкуствен интелект за усъвършенстване на моделите на движение;
- Внедряване на роботи в различни области на човешкия живот за повишаване на финансовата им рентабилност;
- Концентриране върху развитието на способностите и качеството на сензорите.
Имайки предвид, че разработките във всички горепосочени области са в процес на разработка, е факт, че в най-близко бъдеще светът на роботиката ще ни изненада с някои висококласни роботи, каквито не сме виждали досега.
В момента човекоподобните роботи вече вършат много работа в редица области на живота. И в бъдеще този брой сякаш само ще расте. Спектърът от задачи, за които роботите могат да бъдат използвани, само ще се увеличава заедно с техните способности. Те ще бъдат използвани за извършване на опасни за хората задачи, за задачи, които изискват стриктно изпълнение на повтарящи се задачи, за обслужване на възрастни хора и деца, за обучение на деца и възрастни и много други неща, които могат да бъдат изпълнени от роботи. И докато вършат всички тези задачи за хората, роботите ще се развиват още повече, което отваря все повече перспективи за бъдещето на роботиката.