A modern robotikai technológiák a tudomány egy rendkívül dinamikus ága, amely gyorsan fejlődik, és szinte minden évben érdekes áttörést hoz. A robotokat mindennapi életünkben gyakran használjuk mindenféle dolog elvégzésére. Az emberszerű gépeket mindenhol alkalmazzák... gyógyszer hogy háztartás és gyártásEzek a robotok jellemzőikben, funkcióikban és kinézetükben is különbözhetnek; némelyikük a meglehetősen kezdetleges és egyszerű felépítésűtől a nagyon bonyolult és az embertől szinte megkülönböztethetetlen robotokig terjed. Jelenleg az emberre hasonlító robotok létrehozása a robotika fő célja világszerte.
Robotok a való életben
A robotok alkalmazási köre meglehetősen széles. Az élet szinte minden lehetséges területén hasznosak lehetnek.
Robotok az orvostudományban
A robotokat már régóta használják fogyatékkal élők kezelésére. Különösen a modern protézisek és művégtagok gyártási folyamata függ nagymértékben a robotikától. A mai magas orvostudományi szabványoknak megfelelő protézisek mozgathatók, mozgékonyak, rugalmasak, és minőségi pótlást jelentenek az elveszett végtagok számára. Ezen mesterséges testrészek közül sokat közvetlenül a beteg testének elektronikus impulzusai manipulálnak. De ez még nem minden. robotika kínálhat – a robotok megtalálhatók a sebészeti osztályokon, valamint számos orvosok számára fenntartott oktatási intézményben, és lehetséges alkalmazási körük csak bővül.
Robotok a repülőgépiparban
Senki sem vitatja, hogy a robotoknak meg kell találniuk a helyüket a jövő űrkutatási küldetéseiben, mint a világűrben utazó legénységek nélkülözhetetlen részét. És még ha a történelemhez nyúlunk is, már most láthatjuk, hogy az űrkutatások nagy részét valójában a ...-val végezték. robotok segítségével, tehát ez az ötlet sem újdonság. Számos holdjárónk, marsjárónk és avatar-robotunk dolgozik nekünk a világűrben. De ezeknek a gépeknek a sokfélesége nem ér véget ezzel, valójában rengeteg különböző típusú robot létezik, amelyeket kifejezetten az űr szélsőséges körülményeire terveztek. Olyan feladatokat is el tudnak végezni, amelyek ember számára elérhetetlenek, vagy egyszerűen túl veszélyesek.
Független robotbiztonsági rendszerek
A modern robotok alkalmazása az emberi biztonsággal kapcsolatos életterületeken rendkívül értékesnek bizonyult. Például vannak olyan robotok, amelyek képesek megtalálni és azonosítani a potenciális tűzveszélyeket, és elhárítani azokat, megelőzve a katasztrófákat, mielőtt azok bekövetkeznének.
És nem szabad lebecsülnünk a katonai szolgálatot teljesítő robotokKatonai kiképzésre használják őket – bár nem úgy tervezték őket, mint más csúcskategóriás robotokat, hogy emberi lényekre hasonlítsanak, tökéletesen képesek reprodukálni egy valódi ember viselkedését és reakcióit. Ezen gépek segítségével a katonai vezetés olyan helyzeteket és körülményeket teremt, amelyek rendkívül hasonlítanak a valódi ellenségeskedésekhez.
A robotok kémkedési műveleteket végezhetnek különböző tárgyakon anélkül, hogy magukra vonnák a figyelmet. Így leveszik a terhet a rendvédelmi tisztviselők válláról, lehetővé téve számukra, hogy más fontos feladatokkal foglalkozzanak.
Robotkészülékek háztartásokban és gyártásban
Nehéz elképzelni a modern gyártóberendezéseket és gyártás üzemek a robotok nélkül. Általában a robotok felelősek az üzemekben végzett munka nagy részéért. Rengeteg olyan műveletről beszélünk, amelyek a lehető legnagyobb mozgáspontosságot igénylik, és számos ismétlésről, amelyek egyetlen folyamatos, nagy sebességű folyamatra redukálódnak – ami egy ember számára lehetetlen forgatókönyv. A robotok bevezetése növelheti a teljes gyártási ágazatok termelési rátáját, felszabadítva az emberi alkalmazottakat, és lehetővé téve számukra, hogy átvegyék a vállalat egyéb fontos céljait.
A robotokat is gyakran alkalmazzák háztartások hogy segítsék a tulajdonosokat a főzéssel, takarítással és egyéb ház körüli rutinmunkákkal. A leggyakoribbak a robotporszívók és a robotfűnyírók, de vannak más gépek is, amelyek sokkal bonyolultabb feladatokat látnak el.
Robotok a szórakoztatóiparban
Vannak olyan robotok is, amelyeket kizárólag az emberek szórakoztatására terveztek. Ezek többnyire gyerekjátékok, amelyek tudnak énekelni vagy táncolni, rádió távirányítású autós játékok és néhány interaktív játék. A piacon még úgynevezett igazi robotok is kaphatók, amelyek előre meghatározott beszédminták segítségével tudnak kommunikálni, így úgy tűnik, hogy mégsem mindegyiket gyerekeknek tervezték. A felnőtt felhasználóknak és a gyerekeknek szánt modellek közötti egyetlen különbség azonban a játék kialakítása és mérete.
Híres robotok
Világszerte több száz vállalat gyárt naponta hatalmas mennyiségű, különféle robotmechanizmust. Ahhoz, hogy a robotod kitűnjön a többi közül, igazi gyöngyszemnek kell lennie a robotika birodalmában. Íme néhány példa az ilyen munkákra, amelyek egyedi funkcióikról híresek.
Asimo
Ezt a japán robotot a Honda cég fejlesztette ki. A Honda valójában az 1980-as évek óta aktív szereplő a robotika világában. Szakembereiknek sikerült egy olyan robotot építeniük, amely sikeresen lekötötte a tudomány teljes robotikai szektorának figyelmét. Az 50 kilogrammos súlyával és másfél méteres magasságával ez a fickó önállóan tudott mozogni, kikerülte a különböző akadályokat, és további előre meghatározott cselekvési programokat hajtott végre, például felszolgált egy csésze kávét egy embernek.
VGo
Ez a robot Wi-Fi hálózaton keresztül vezérelhető, és egy úgynevezett telepresence eszköz. Mikrofonon keresztül képes kommunikálni, valamint hallani és látni a környezetét, ami lehetővé teszi számára a szabad mozgást. A mechanizmust kifejezetten a fogyatékkal élők számára fejlesztették ki, akik nem tudják önállóan elvégezni a mindennapi feladataikat. Ha ezt a robotot bizonyos eszközökhöz csatlakoztatnánk, független hordozható kameraként is használható lenne. A technológia segítségével a jelenleg otthon tanuló gyerekek otthonról hallgathatják az iskolai órákat.
Robo
Ezt a robotot zürichi szakemberek fejlesztették ki. Rugalmas inakkal rendelkezik, amelyek antropomorfabb megjelenést kölcsönöznek neki. A tervezők egy olyan arcot próbáltak megalkotni, amely érzelmeket fejez ki, a puha bőr pedig kellemes megjelenést kölcsönöz neki. Ezt a realisztikus robotot eredetileg magányos emberek társának tervezték, akiknek külső figyelemre van szükségük.
Kuratas
Ez az óriási robot körülbelül 4,5 tonnát nyom, és lenyűgöző 4 méteres magasságot ér el. Mozgását egy speciális kabinban elhelyezett vezérlő irányítja – de távolról is vezérelhető. A robot dizájnja azonnal egy anime karakterre emlékeztet, ami egy meglehetősen várt megoldás a japán mérnököktől.
iCub
Az egyik legfejlettebb robotot Olaszországban építették. Kívülről már nagyon hasonlít egy igazi emberre. De ha jobban megvizsgáljuk a működését, rájövünk, hogy ez a robot képes megjegyezni a saját nevét, azoknak a nevét, akikhez beszél, valamint különböző tárgyak nevét is. Sőt, képes alkalmazkodni a környezetéhez és szabadon mozogni.
Justin gurul
A Rollin’ Justint a Német Űrkutatási Központ fejlesztette ki. A robotot telepresence technológiával vezérlik, a programot egy operátor távolról, a monitor képernyőjén keresztül irányítja. A robot különböző modellváltozatokban kapható, beleértve az egyenesen álló változatot is.
Miből készülnek a robotok
Számos különböző anyag használható robotok építéséhez. A leggyakoribb lehetőségek a következők:
- Alumínium
- Acél
- Plexiüveg
- Műanyag
- Szénszál
- Szintetikus gumi (mesterséges bőr és izomszövet ábrázolására használják valósághű robotokban).
Az anyagok megválasztása közvetlenül függ a robot konkrét funkcióitól és munkakörülményeitől. Minél rosszabb környezetben fog dolgozni egy robot, annál erősebbek és strapabíróbbak az anyagok ellen kell állni a kopásnak.
Szintetikus robotok
A szintetikus, vagy „lágy” robotok építése a modern robotika szektorának egyik kiemelt prioritási iránya, realisztikus robotokon dolgozva. Ezeket a szintetikus humanoidokat általában sima felületük jellemzi, amely az emberi bőrre hasonlít. Bionikus elvek alapján épülnek, és kifejezetten az emberekkel szoros kapcsolatban álló munkahelyeken való használatra tervezték őket, mivel sokkal kisebb a trauma lehetősége, mint egy fémből és kemény műanyagból készült analóg mechanizmus közelében. A robotok építésében használt mesterséges bőrnek és izomszövetnek köszönhetően a végeredmény erősen antropomorf!
Robotok vs. androidok
Az Android robotok humanoid robotok, amelyek pontosan úgy néznek ki, mint az igazi emberek, vagy legalábbis úgy lettek megtervezve, hogy külsejükben és cselekedeteikben hasonlítsanak rájuk. Az ilyen modelleket jelenleg számos neves, vezető robotgyártó fejleszti aktívan világszerte. Egy normál robot ezzel szemben általában kevésbé hasonlít emberre, és sokkal kevesebb funkcióval rendelkezik.
A robotok hasznosnak bizonyultak olyan helyzetekben, amikor gyorsan kell elvégezni az egyszerű, ismétlődő munkákat, például nagy pontosságú műveleteket vagy nehéz tárgyakat kell emelni. Az android robot egy olyan robottípus, amelyhez intellektust igénylő műveleteket rendelhetünk, képes olyan feladatokat ellátni, mint a kommunikáció vagy a közvetlen segítségnyújtás egy személynek az élet különböző területein – képességei sokkal változatosabbak a szigorúan szkriptelt munkák elvégzésére tervezett hagyományos robotokhoz képest.
Személyes interakciót segítő társrobot
A robot-társakat úgy tervezték, hogy hasznos, társadalmilag megfelelő interakciókat biztosítsanak a valós környezetben. Egy ilyen robot elsődleges és legfontosabb feladata az emberek kiszolgálása és a rutinfeladatok elvégzésének segítése. A robot-társakat, ahogy nevükből is következik, elsősorban olyan emberek számára tervezték, akiknek szükségük van valakire, aki ott van mellettük, speciális igényű embereknek: időseknek, fogyatékkal élőknek vagy autista embereknek. Ezek a robotok nagy segítséget nyújthatnak a rászorulóknak.
Az utóbbi években az emberre hasonlító robotok egyre népszerűbbek a rajongók és a kíváncsiak körében, akik eléggé odafigyelnek a vicces kis robotokra, amelyek emberi vonásokkal rendelkeznek, és természetesen szimpátiát keltenek. Ezeknek a robotoknak a fő funkciója, hogy beszélgetést tartsanak bárkivel, aki beszélget velük. Nagyszerű kommunikációs eszközt jelentenek a gazdag emberek számára, akik mégis magányosak és sürgősen meg kell osztaniuk gondolataikat.
A robotpiacon kaphatók olyan robot-társak is, amelyek háziállatoknak tűnnek. Bár ezek többnyire csak morálnövelőként szolgálnak, kevés gyakorlati hasznuk van.
Mi az a humanoid?
A humanoid robotok olyan eszközök, amelyek kívülről legalább részben hasonlítanak az emberekre, még akkor is, ha nincsenek speciális funkcióik, amelyek ezt alátámasztanák. Legtöbbjük kézzel, lábbal, fejjel, sőt arccal is fel van szerelve. Annak ellenére, hogy ezeknek a robotoknak a koncepciója régre nyúlik vissza, a legkiemelkedőbb eredményeket ezen a területen az elmúlt évtizedben érték el.
Egy igazi humanoidnak nemcsak kívülről kell hasonlítania egy emberre, hanem számos autonóm képességgel is kell rendelkeznie, például szabad mozgással, hallgatással és önálló beszéddel. És talán a modern humanoid legfontosabb tulajdonsága az a képesség, hogy bizonyos cselekvések végrehajtása során finomítsa képességeit, akárcsak egy igazi ember tenné.
Hogyan készítsünk humanoid robotot
A sokoldalú, emberszerű robotok rendkívül bonyolult gépek, amelyekhez jelentős tudás és tapasztalat szükséges egy megfelelő modell összeállításához. Egy ilyen robot felépítésének tartalmaznia kell a mozgásszervi rendszert, a mechanikus végtagokat, a hang- és környezetfelismerő rendszereket, valamint egy olyan neurális hálózatot, amely képes kívülről érkező információk gyűjtésére és feldolgozására. A megjelenés elemei, mint például a bőr és a haj, nem szükségesek, és inkább az egész mechanizmus esztétikai részét képezik, de elhagyhatók.
Humanoid robot építése
A legtöbb robotnak vannak hasonlóságai. Ezek közé tartozik mindenekelőtt az agilis test, amely lehetővé teszi számukra a szabad mozgást. Egyes modellek testében több mozgatható elem található, mások csak a fő részeket tudják mozgatni, de ennek elégnek kell lennie ahhoz, hogy a robot ne botoljon meg az akadályokban. A testrészek általában fémből vagy műanyagból készülnek, és ízületi rendszerrel vannak összekapcsolva, akárcsak az emberi csontok.
A robotok a megfelelő meghajtók megfelelő időben, harmonikusan történő aktiválásával mozognak. Nehezebb megakadályozni, hogy a robotok orral előre a földre essenek, mint amilyennek látszik, feltéve, hogy végig talpon kell maradniuk. Egyesek elektromos motorokat használnak, lineáris aktuátorokés mágnesszelepeket, mások hidraulikus pneumatikus rendszereket használnak.
Egy robotnak rendelkeznie kell töltőforrással ahhoz, hogy aktív maradjon. A legtöbb robot beépített akkumulátorokkal rendelkezik, amelyek a hálózatról tölthetők. A hidraulikus modellek szivattyúkkal rendelkeznek a feszültség létrehozásához, míg a pneumatikusak sűrített levegővel töltött tartályokat vagy speciális kompresszorokat használnak a feladat elvégzéséhez.
A robot összes motorja elektromos hálózathoz csatlakozik, amely tölti őket. elektronikus motorok és közvetlenül a mágnesszelepeket. Minden, a hálózathoz csatlakoztatott elemet egy számítógép vezérel, amely aktiválja a szükséges alkatrészeket és szelepeket. Egy robot viselkedése könnyen megváltoztatható a rendszerébe telepített program megváltoztatásával.
Bár egyes modellek képesek hangokat hallani, képeket látni, tárgyakat szagolni és az érzékelőik érintését érzékelni, nem minden robot rendelkezik ilyen rendszerekkel. De egy modern robot abszolút elengedhetetlen feltétele a mozgás képessége – különben nem tekinthető robotnak.
Jövőbeli humanoid robotok
Jelenleg a robotika számos különböző fejlődési útvonalat követhet, amelyek a terület szakértőinek előrejelzései szerint a robotika fő trendjeivé válhatnak. a robotika jövője egészében. Ezek közé tartoznak:
- Új anyagok, nevezetesen galliot-nitrát (tranzisztorok gyártásában) és grafit (meghajtóegységek gyártásában) használata;
- Új energiaforrások használata, valamint azok begyűjtésének és tárolásának technológiája;
- Emberekkel interakcióba lépő robotok, például a pilóta nélküli repülőgépek forgalmának irányítása érdekében;
- Robotok navigációjának segítése extrém körülmények között;
- A neurális hálózatok hatékonyságának növelése a szerkezet és az architektúra összetettségének növelésével;
- Lehetőségek megteremtése algoritmikus eljárások tanulmányozására és a felhőszolgáltatások használatára a robotok tömeges oktatása céljából;
- Mesterséges intelligencia használata a mozgásminták tökéletesítésére;
- Robotok bevezetése az emberi élet különböző területein a pénzügyi jövedelmezőség növelése érdekében;
- A szenzorok képességeinek és minőségének fejlesztésére összpontosítva.
Figyelembe véve, hogy a fent felsorolt területek mindegyikén jelenleg fejlesztések történnek, tény, hogy a robotika világa a közeljövőben néhány olyan magas színvonalú robottal fog meglepni minket, amelyekkel eddig nem találkozhattunk.
Jelenleg az emberszerű robotok már rengeteg munkát végeznek az élet számos területén. És a jövőben ezek a számok csak növekedni látszanak. A robotok által végezhető feladatok köre csak bővülni fog a képességeikkel együtt. Használni fogják őket az emberekre veszélyes munkák elvégzésére, az ismétlődő feladatok lelkiismeretes elvégzését igénylő munkákra, az idősek és gyermekek ellátására, gyermekek és felnőttek oktatására, és sok más olyan dologra, amelyet robotok el tudnak végezni. És miközben mindezeket a feladatokat elvégzik az emberek helyett, a robotok még tovább fognak fejlődni, ami egyre több lehetőséget nyit meg a robotika jövője számára.