Бытовые роботы

Робототехника - прикладная наука, занимающаяся разработкой автоматизированных технических систем.

Слово «робототехника» (в его английском варианте «robotics») было впервые использовано в печати Айзеком Азимовым в научно-фантастическом рассказе «Лжец», опубликованном в 1941 году.

Робот (чеш. robot, от robota - подневольный труд или rob - раб) - автоматическое устройство, созданное по принципу живого организма.

Действуя по заранее заложенной программе и получая информацию о внешнем мире от датчиков (аналогов органов чувств живых организмов), робот самостоятельно осуществляет производственные и иные операции, обычно выполняемые человеком (либо животными). При этом робот может как и иметь связь с оператором (получать от него команды), так и действовать автономно.

“Современные роботы, созданные на базе самых последних достижений науки и техники, применяются во всех сферах человеческой деятельности. Люди получили верного помощника, способного не только выполнять опасные для жизни человека работы, но и освободить человечество от однообразных рутинных операций.” И. М. Макаров, Ю. И. Топчеев. “Робототехника: История и перспективы”

Внешний вид и конструкция современных роботов могут быть весьма разнообразными. В настоящее время впромышленном производстве широко применяются различные роботы, внешний вид которых (по причинам технического и экономического характера) далёк от «человеческого».

История

Сведения о первом практическом применении прообразов современных роботов - механических людей с автоматическим управлением - относятся к эллинистической эпохе.

Тогда на маяке, сооружённом на острове Фарос, установили четыре позолоченные женские фигуры. Днём они горели в лучах солнца, а ночью ярко освещались, так что всегда были хорошо видны издалека. Эти статуи через определённые промежутки времени, поворачиваясь, отбивали склянки; в ночное же время они издавали трубные звуки, предупреждая мореплавателей о близости берега.

Прообразами роботов были также механические фигуры, созданные арабским учёным и изобретателем Аль-Джазари (1136-1206). Так, он создал лодку с четырьмя механическими музыкантами, которые играли на бубнах, арфе и флейте.

Чертежи Леонардо да Винчи

Чертёж человекоподобного робота был сделан Леонардо да Винчи около 1495 года. Записи Леонардо, найденные в 1950-х, содержали детальные чертежи механического рыцаря, способного сидеть, раздвигать руки, двигать головой и открывать забрало. Дизайн, скорее всего, основан на анатомических исследованиях, записанных в Витрувианском человеке. Неизвестно, пытался ли Леонардо построить робота.

С начала XVIII века в прессе начали появляться сообщения о машинах с «признаками разума», однако в большинстве случаев выяснялось, что это мошенничество. Внутри механизмов прятались живые люди или дрессированные животные.

Французский механик и изобретатель Жак де Вокансон создал в 1738 году первое работающее человекоподобное устройство (андроид), которое играло на флейте. Он также изготовил механических уток, которые, как говорили, умели клевать корм и «испражняться».

Виды роботов

Промышленные роботы
Появление станков с числовым программным управлением привело к созданию программируемых манипуляторов для разнообразных операций по загрузке и разгрузке станков.

Появление в 70-х гг. микропроцессорных систем управления и замена специализированных устройств управления на программируемые контроллеры позволили снизить стоимость роботов в три раза, сделав рентабельным их массовое внедрение в промышленности. Этому способствовали объективные предпосылки развития промышленного производства.

Несмотря на их высокую стоимость, численность промышленных роботов в странах с развитым производством быстро растёт. Основная причина массовой роботизации такова:

«Роботы выполняют сложные производственные операции по 24 ч в сутки. Выпускаемая продукция при этом имеет высокое качество. Они… не болеют, не нуждаются в обеденном перерыве и отдыхе, не бастуют, не требуют повышения заработной платы и пенсии. Роботы не подвержены влиянию температуры окружающей среды либо воздействию газов или выбросов агрессивных веществ, опасных для жизни человека».

Медицинские роботы
В последние годы роботы получают всё большее применение в медицине; в частности, разрабатываются различные модели хирургических роботов.

Ещё в 1985 году робот Unimation Puma 200 был использован для позиционирования хирургической иглы при выполнении биопсии головного мозга, проводившейся под управлением компьютера.

В 1992 году разработанный в Имперском колледже Лондона робот ProBot впервые осуществил операцию на предстательной железе, положив начало практической роботизированной хирургии.

Робот Da Vinci

С 2000 года компания Intuitive Surgical серийно выпускает робот Da Vinci, предназначенный для лапароскопических операций и установленный в нескольких сотнях клиник по всему миру.

Одним из первых примеров удачной массовой промышленной реализации бытовых роботов стала механическая собачка AIBO корпорации Sony.

Робот-пылесос iRobot

В сентябре 2005 в свободную продажу впервые поступили первые человекообразные роботы «Вакамару» производства фирмы Mitsubishi. Робот стоимостью $15 тыс. способен узнавать лица, понимать некоторые фразы, давать справки, выполнять некоторые секретарские функции, следить за помещением.

Всё большую популярность набирают роботы-уборщики (по своей сути - автоматические пылесосы), способные самостоятельно прибраться в квартире и вернуться на место для подзарядки без участия человека.

Боевые роботы

Боевым роботом называют автоматическое устройство, заменяющее человека в боевых ситуациях или при работе в условиях, несовместимых с возможностями человека, в военных целях: разведка, боевые действия, разминирование и т. п.

Беспилотник

Боевыми роботами являются не только автоматические устройства с антропоморфным действием, которые частично или полностью заменяют человека, но и действующие в воздушной и водной среде, не являющейся средой обитания человека (авиационные беспилотные с дистанционным управлением, подводные аппараты и надводные корабли).

В настоящее время большинство боевых роботов являются устройствами телеприсутствия, и лишь очень немногие модели имеют возможность выполнять некоторые задачи автономно, без вмешательства оператора.

В Технологическом институте Джорджии под руководством профессора Хенрика Кристенсена разработаны напоминающие муравьёв инсектоморфные роботы, способные обследовать здание на предмет наличия там врагов и мин-ловушек (доставляются к зданию «главным роботом» - мобильным роботом на гусеничном ходу).

Получили распространение в войсках и летающие роботы. На начало 2012 года военными во всём мире использовались около 10 тысяч наземных и 5 тысяч летающих роботов; 45 стран мира разрабатывало или закупало военных роботов.

Роботы-учёные

Первые роботы-учёные Адам и Ева были созданы в рамках проекта Robot Scientist университета Аберистуита и в 2009 году одним из них было совершено первое научное открыти.

К роботам-учёным безусловно можно отнести роботов, с помощью которых исследовались вентиляционные шахты Большой Пирамиды Хеопса. С их помощью были открыты т. н. «дверки Гантенбринка» и т. н. «ниши Хеопса». Исследования продолжаются.

Система передвижения

Для передвижения по открытой местности чаще всего используют колёсный или гусеничный движитель (примерами подобных роботов могут служить Warrior и PackBot).

Реже используются шагающие системы (примерами подобных роботов могут служить BigDog и Asimo).

Роботы BigDog

Для неровных поверхностей создаются гибридные конструкции, сочетающие колёсный или гусеничный ход со сложной кинематикой движения колёс. Такая конструкция была применена в луноходе.

Внутри помещений, на промышленных объектах роботы передвигаются вдоль монорельсов, по напольной колее и т. д. Для перемещения по наклонным или вертикальным плоскостям, по трубам используются системы, аналогичные «шагающим» конструкциям, но с вакуумными присосками.

Также известны роботы, использующие принципы движения живых организмов - змей, червей, рыб, птиц, насекомых и других типах роботов бионического происхождения.

Робот Tuna

Система распознавания образов

Системы распознавания уже способны определять простые трехмерные предметы, их ориентацию и композицию в пространстве, а также могут достраивать недостающие части, пользуясь информацией из своей базы данных (например, собирать конструктор Lego).

Двигатели

В настоящее время в качестве приводов обычно используются двигатели постоянного тока, шаговые электродвигатели и сервоприводы.

Существуют разработки двигателей, не использующих в своей конструкции моторов: например, технология сокращения материала под действием электрического тока (или поля), которая позволяет добиться более точного соответствия движения робота натуральным плавным движениям живых существ.

Математическая база

Робот Aibo

Помимо уже широко применяющихся нейросетевых технологий, существуют алгоритмы самообучения взаимодействию робота с окружающими предметами в реальном трёхмерном мире: робот-собака Aibo под управлением таких алгоритмов прошел те же стадии обучения, что и новорожденный младенец, самостоятельно научившись координировать движения своих конечностей и взаимодействовать с окружающими предметами (погремушками в детском манеже). Это дает ещё один пример математического понимания алгоритмов работы высшей нервной деятельности человека.

Системы построения модели окружающего пространства по ультразвуку или сканированием лазерным лучом широко используются в гонках роботизированных автомобилей (которые уже успешно и самостоятельно проходят реальные городские трассы и дороги на пересечённой местности с учётом неожиданно возникающих препятствий).

Внешний вид

В Японии не прекращаются разработки роботов, имеющих внешний вид, на первый взгляд неотличимый от человеческого. Развивается техника имитации эмоций и мимики «лица» роботов.

В июне 2009 года ученые Токийского университета представили человекоподобного робота «KOBIAN», способного выражать свои эмоции - счастье, страх, удивление, грусть, гнев, отвращение - с помощью жестов и мимики.

Робот KOBIAN

Робот способен открывать и закрывать глаза, двигать губами и бровями, использовать руки и ноги.

Производители роботов

Существуют компании, специализирующиеся на производстве роботов (среди крупнейших - iRobot Corporation). Роботов также выпускают некоторые компании, работающие в сфере высоких технологий: ABB, Honda, Mitsubishi, Sony, World Demanded Electronic, Gostai, KUKA.

Проводятся выставки роботов, напр. самая крупная в мире International robot exhibition (iRex) (проводится в начале ноября раз в два года в Токио, Япония).

Изобретение относится к устройству, защищающему тело от удара, вызванного столкновением с препятствием во время перемещения устройства по поверхности. Устройство (1, 21), содержащее, по меньшей мере, тело (2, 22) и амортизатор (6), который подвижно прикреплен к телу таким образом, чтобы защищать тело от удара, вызванного столкновением с препятствием во время перемещения устройства по поверхности, в котором амортизатор (6) прикреплен к телу (2, 22) посредством, по меньшей мере, одной пружины (9, 25), продолжающейся в направлении, которое, по меньшей мере, в основном перпендикулярно направлению, в котором амортизатор является подвижным относительно тела, отличающееся тем, что пружина (9, 25) является предварительно натянутой спиральной пружиной, работающей на растяжение, при этом пружина (9, 25) имеет относительно большую жесткость при силах ниже заданного значения и относительно малую жесткость при силах выше заданного значения. Кроме того, выполнен робот-пылесос, содержащий такое устройство.

Система пылесоса-робота может быть использована для уборки пыли и посторонних материалов с пола, окон или газовых вентилей в доме и обеспечивает возможность точного определения пылесосом-роботом местоположения внешнего зарядного устройства, даже если оно находится за пределами зоны, в которой верхняя видеокамера может обнаружить опознавательные метки расположения, а способ стыковки позволяет пылесосу-роботу точно пристыковаться к внешнему зарядному устройству. Система пылесоса-робота содержит внешнее зарядное устройство с выводом питания, подключенным к сети питания общего пользования, опознавательную метку зарядного устройства, нанесенную на внешнее зарядное устройство, пылесос-робот с датчиком опознавательной метки, который обнаруживает опознавательную метку зарядного устройства, и с подзаряжаемой аккумуляторной батарей. Пылесос-робот выполнен с возможностью автоматической пристыковки к выводу питания для подзарядки подзаряжаемой аккумуляторной батареи. Система имеет блок управления выводом питания, смонтированный в составе внешнего зарядного устройства, для подачи питания только во время подзарядки пылесоса-робота и содержащий элемент крепления вывода питания, упругий элемент, подсоединенный одним концом к элементу крепления вывода питания, и подсоединенный другим концом к выводу питания для упругого крепления вывода питания, и микропереключатель, смонтированный между выводом питания и элементом крепления вывода питания и срабатывающий в соответствии с изменением положения вывода питания. Согласно способу стыковки пылесоса-робота с внешним зарядным устройством осуществляют отодвигание пылесоса-робота из положения подключения к внешнему зарядному устройству после получения сигнала к началу работы, при этом пылесос-робот после обнаружения первой опознавательной метки местоположения при посредстве верхней видеокамеры в процессе движения сохраняет в памяти, в качестве данных о точке входа, потолочное изображение, на котором впервые обнаружена первая опознавательная метка местоположения. Пылесосом-роботом выполняют назначенное задание, после ввода командного сигнала на подзарядку пылесос-робот возвращают в точку входа на основании данных текущего местоположения и сохраненных данных о точке входа, при этом данные текущего местоположения вычисляют по снятым верхней видеокамерой потолочным изображениям. Внешнее зарядное устройство обнаруживают посредством обнаружения опознавательной метки зарядного устройства с использованием датчика на корпусе пылесоса-робота, который подключают своим вводом подзарядки к выводу питания внешнего зарядного устройства. Подзаряжаемую аккумуляторную батарею подзаряжают от внешнего источника питания через ввод подзарядки.

Предложенное изобретение относится к автоматическим системам уборки помещений с парковочным модулем. Предложена автоматическая система уборки помещения, содержащая робот-пылесос, зарядную станцию, систему управления, а также парковочный модуль для робота-пылесоса. Парковочный модуль содержит корпус, обеспечивающий размещение в нем робота-пылесоса и зарядной станции, фронтальную крышку с управляемым приводным механизмом, обеспечивающим открытие и закрытие указанной фронтальной крышки по команде от системы управления. Наличие указанного парковочного модуля и его конструктивное выполнение обеспечивают улучшение эргономики автоматической системы уборки помещений, экономию внутреннего пространства помещения с сохранением дизайна помещения, а также исключение нежелательного контакта детей и домашних животных со сложной дорогостоящей роботизированной техникой.

Способ предназначен для зарядки робота-пылесоса, осуществляющего уборку очищаемой поверхности при самостоятельном перемещении по ней. Способ включает перемещение робота-пылесоса пользователем вплотную к зарядному устройству для его зарядки вручную, распознавание состояния соединения между зарядными клеммами зарядного устройства и контактными клеммами робота-пылесоса, подтверждение, находится ли робот-пылесос на заданном расстоянии от зарядного устройства, если зарядные клеммы и контактные клеммы разъединены друг с другом. Указанное подтверждение осуществляют по истечении заданного времени после получения подтверждения того, что зарядные и контактные клеммы разъединены друг с другом, путем обнаружения сигнала близкого расстояния, переданного от зарядного устройства, и подтверждения нахождения робота-пылесоса перед зарядным устройством, когда сигнал близкого расстояния обнаружен. Далее предусмотрено выполнение режима автоматической зарядки, при котором робот-пылесос автоматически перемещается и стыкуется с зарядным устройством для электрической зарядки, если робот-пылесос находится на заданном расстоянии от зарядного устройства. Технический результат состоит в обеспечении возможности выявления неправильного соединения между контактными и зарядными клеммами и предотвращении неправильной установки робота-пылесоса относительно зарядного устройства при зарядке робота-пылесоса вручную.

Робот-пылесос и система робота-пылесоса могут быть использованы для очистки различных поверхностей и способны эффективно выполнять заданный объем работы путем более точной идентификации текущего положения робота-пылесоса. Робот-пылесос содержит привод, предназначенный для приведения в движение множества колес, камеру, расположенную в корпусе, и управляющее устройство для идентификации положения привода путем использования информации о положении, полученной из идентификационной метки на потолке рабочей зоны, которая сфотографирована камерой, и для управления приводом путем использования информации об идентифицированном положении с возможностью обеспечения соответствия заданной операции чистки. Идентификационная метка имеет множество частей, указывающих направление, которые образованы за одно целое с ней. Части, указывающие направление, образованы в азимутальном направлении от заранее заданной центральной точки идентификационной метки и имеют разную длину. В варианте выполнения робот-пылесос содержит корпус, всасывающее устройство, множество колес, привод, соединенный с колесами, датчик для обнаружения препятствий, расположенный на корпусе, датчик для определения длины перемещения, расположенный на корпусе, камеру, выполненную с возможностью фотографирования идентификационной метки, образованной на потолке зоны, подлежащей чистке, управляющее устройство, сконфигурированное с возможностью выдачи сигнала приводу и идентификации положения робота-пылесоса на основе сравнения текущей фотографии идентификационной метки и хранящейся в памяти фотографии идентификационной метки. Система робота-пылесоса включает в себя робот-пылесос, содержащий привод для приведения в движение множества колес и верхнюю камеру, расположенную в корпусе для фотографирования верхнего изображения, простирающегося перпендикулярно направлению движения робота-пылесоса, и устройство дистанционного управления, имеющее беспроводную связь с роботом-пылесосом для идентификации текущего положения робота-пылесоса путем использования изображения идентификационной метки, образованной на потолке рабочей зоны, которая сфотографирована верхней камерой. Идентификационная метка имеет множество частей, указывающих направление, которые образованы за одно целое с ней. Части, указывающие направление, образованы в азимутальном направлении от заранее заданной центральной точки идентификационной метки и имеют различные длины. Устройство дистанционного управления выполнено с возможностью управления направлением рабочего перемещения робота-пылесоса и выполнения заданной операции чистки на основе идентифицированного текущего положения робота-пылесоса.

Роботехника - сравнительно новое и интенсивно развивающееся научное направление, вызванное к жизни необходимостью освоения новых сфер и областей деятельности человека, а также потребностью широкой автоматизации современного производства, направленной на резкое повышение его эффективности. Использование автоматических программируемых устройств - роботов - в исследовании космоса и океанских глубин, а с 60-х гг. нашего столетия и в производственной сфере, быстрый прогресс в области создания и использования роботов в последние годы обусловили необходимость интеграции научных знаний ряда смежных фундаментальных и технических дисциплин в едином научно-техническом направлении - робототехнике .

Идея создания роботов - механических устройств, своим внешним видом и действиями подобных людям или каким-либо живым существам, увлекала человечество с незапамятных времен. Даже в легендах и мифах человек стремился создать образ рукотворных существ, наделенных фантастической физической силой и ловкостью, способных летать, жить под землей и водой, действовать самостоятельно и в то же время беспрекословно подчиняться человеку и выполнять за него самую тяжелую и опасную работу. Еще в "Илиаде" Гомера (VI в. до н. э.) говорится о том, что хромоногий кузнец Гефест, бог огня и покровитель кузнечного ремесла, выковал из золота девушек, которые исполняли его поручения.

Навстречу ему золотые служанки вмиг подбегали, Подобные девам живым, у которых Разум в груди заключен и голос, и сила, Которых самым различным трудам обучали Бессмертные боги...

У современного человека эти "служанки" непременно ассоциируются с антропоморфными, т.е. созданными по образу и подобию человека, автоматическими универсальными устройствами - роботами.

Теория робототехники опирается на такие дисциплины, как электроника, механика, информатика, а также радиотехника и электротехника. Выделяют строительную, промышленную, бытовую, авиационную и экстремальную (военную, космическую, подводную) робототехнику.

Сегодня человечество практически вплотную подошло к тому моменту, когда роботы будут использоваться во всех сферах жизнедеятельности. Поэтому курсы робототехники и компьютерного программирования необходимо вводить в образовательные учреждения.

Изучение робототехники позволяет решить следующие задачи, которые стоят перед информатикой как учебным предметом. А именно, рассмотрение линии алгоритмизация и программирование, исполнитель, основы логики и логические основы компьютера.

Также изучение робототехники возможно в курсе математики (реализация основных математических операций, конструирование роботов), технологии (конструирование роботов, как по стандартным сборкам, так и произвольно), физики (сборка деталей конструктора, необходимых для движения робота-шасси).

Классы роботов

Манипуляционный робот - автоматическая машина (стационарная или передвижная), состоящая из исполнительного устройства в виде манипулятора, имеющего несколько степеней подвижности, и устройства программного управления, которая служит для выполнения в производственном процессе двигательных и управляющих функций. Такие роботы производятся в напольном, подвесном и портальном исполнениях. Получили наибольшее распространение в машиностроительных и приборостроительных отраслях.

Мобильный робот - автоматическая машина, в которой имеется движущееся шасси с автоматически управляемыми приводами. Такие роботы могут быть колёсными, шагающими и гусеничными (существуют также ползающие, плавающие и летающие мобильные робототехнические системы.

Компоненты роботов

Приводы - это «мышцы» роботов. В настоящее время самыми популярными двигателями в приводах являются электрические, но применяются и другие, использующие химические вещества или сжатый воздух.

Двигатели постоянного тока : В настоящий момент большинство роботов используют электродвигатели, которые могут быть нескольких видов.

Шаговые электродвигатели : Как можно предположить из названия, шаговые электродвигатели не вращаются свободно, подобно двигателям постоянного тока. Они поворачиваются пошагово на определённый угол под управлением контроллера. Это позволяет обойтись без датчика положения, так как угол, на который был сделан поворот, заведомо известен контроллеру; поэтому такие двигатели часто используются в приводах многих роботов и станках с ЧПУ.

Пьезодвигатели : Современной альтернативой двигателям постоянного тока являются пьезодвигатели, также известные как ультразвуковые двигатели. Принцип их работы весьма оригинален: крошечные пьезоэлектри

ческие ножки, вибрирующие с частотой более 1000 раз в секунду, заставляют мотор двигаться по окружности или прямой. Преимуществами подобных двигателей являются высокое нанометрическое разрешение, скорость и мощность, несоизмеримая с их размерами. Пьезодвигатели уже доступны на коммерческой основе и также применяются на некоторых роботах.

Воздушные мышцы : Воздушные мышцы - простое, но мощное устройство для обеспечения силы тяги. При накачивании сжатым воздухом мышцы способны сокращаться до 40 % от своей длины. Причиной такого поведения является плетение, видимое с внешней стороны, которое заставляет мышцы быть или длинными и тонкими, или короткими и толстыми[источник не указан 987 дней]. Так как способ их работы схож с биологическими мышцами, их можно использовать для производства роботов с мышцами и скелетом, аналогичными мышцам и скелету животных.

Электроактивные полимеры : Электроактивные полимеры - это вид пластмасс, который изменяет форму в ответ на электрическую стимуляцию. Они могут быть сконструированы таким образом, что могут гнуться, растягиваться или сокращаться. Впрочем, в настоящее время нет ЭАП, пригодных для производства коммерческих роботов, так как все ныне существующие их образцы неэффективны или непрочны.

Эластичные нанотрубки : Это - многообещающая экспериментальная технология, находящаяся на ранней стадии разработки. Отсутствие дефектов в нанотрубках позволяет волокну эластично деформироваться на несколько процентов. Человеческий бицепс может быть заменён проводом из такого материала диаметром 8 мм. Подобные компактные «мышцы» могут помочь роботам в будущем обгонять и перепрыгивать человека.

Способы перемещения

Колёсные и гусеничные роботы

Шагающие роботы

Другие методы перемещения:

Летающие роботы (в том числе БПЛА – беспилотные летательные аппараты).
Ползающие роботы.
Роботы, перемещающиеся по вертикальным поверхностям.
Плавающие роботы.

Системы управления

Под управлением роботом понимается решение комплекса задач, связанных с адаптацией робота к кругу решаемых им задач, программированием движений, синтезом системы управления и её программного обеспечения.

По типу управления робототехнические системы подразделяются на:

1. Биотехнические :

1.1. командные (кнопочное и рычажное управление отдельными звеньями робота);

1.2. копирующие (повтор движения человека, возможна реализация обратной связи, передающей прилагаемое усилие, экзоскелеты);

1.3. полуавтоматические (управление одним командным органом, например, рукояткой всей кинематической схемой робота);

2. Автоматические :

2.1. программные (функционируют по заранее заданной программе, в основном предназначены для решения однообразных задач в неизменных условиях окружения);

2.2. адаптивные (решают типовые задачи, но адаптируются под условия функционирования);

2.3. интеллектуальные (наиболее развитые автоматические системы);

3. Интерактивные :

3.1. автоматизированные (возможно чередование автоматических и биотехнических режимов);

3.2. супервизорные (автоматические системы, в которых человек выполняет только целеуказательные функции);

3.3. диалоговые (робот участвует в диалоге с человеком по выбору стратегии поведения, при этом как правило робот оснащается экспертной системой, способной прогнозировать результаты манипуляций и дающей советы по выбору цели).

Среди основных задач управления роботами выделяют такие:

планирование положений;
планирование движений;
планирование сил и моментов;
анализ динамической точности;
идентификация кинематических и динамических характеристик робота.

В развитии методов управления роботами огромное значение имеют достижения технической кибернетики и теории автоматического управления.

Подвиды современных роботов:

Промышленные роботы

Медицинские роботы

Бытовые роботы
Роботы для обеспечения безопасности
Боевые роботы

Роботы-учёные

К настоящему времени роботы внедрены во многие сферы деятельности человека и продолжают дополнять и иногда заменять людской труд как в опасных видах деятельности, так и в повседневной жизни.

Робот - это программируемое механической устройство, способное выполнять задачи и взаимодействовать с внешней средой без помощи со стороны человека. Робототехника - это научная и техническая база для проектирования, производства и применения роботов.

Слово «робот» было впервые использовано чешским драматургом Карлом Чапеком в 1921. В его произведении «Универсальные роботы Россума» речь шла о классе рабов, искусственно созданных человекоподобных слуг, сражающихся за свою свободу. Чешское слово «robota» означает «принудительное рабство». Слово «робототехника» было впервые применено известным автором научной фантастики Айзеком Азимовым в 1941 году.

Базовые компоненты робота

Компоненты робота: тело/рама, система управления, манипуляторы, и ходовая часть.

Тело/рама: Тело, или рама, робота может иметь любую форму и размер. Изначально, тело/рама обеспечивает конструкцию робота. Большинство людей знакомы с человекоподобными роботами, используемыми для съемок кинофильмов, но в действительность большинство роботов не имеют ничего общего с человеческим обликом. (Робонафт НАСА, представленный в предыдущем разделе, является исключением). Как правило, в проекте робота внимание уделяется функциональности, а не внешности.

Система управления: Система управления робота является эквивалентом центральной нервной системы человека. Она предназначена для координирования управления всеми элементами робота. Датчики реагируют на взаимодействие робота с внешней средой. Ответы датчиков отправляются в центральный процессор (ЦП). ЦП обрабатывает данные с помощью программного обеспечения и принимает решения на базе логики. То же самое происходит при вводе пользовательской команды.

Манипуляторы: Для выполнения задачи большинство роботов взаимодействует с внешней средой, а также окружающим миром. Иногда требуется перемещение объектов внешней среды без непосредственного участия со стороны операторов. Манипуляторы не являются элементом базовой конструкции робота, как его тело/рама или система управления, то есть робот может работать и без манипулятора. В настоящем учебном курсе акцент делается на тему манипуляторов, особенно блок 6.

Ходовая часть: Хотя некоторые роботы могут выполнять поставленные задачи, не изменяя свое местоположение, зачастую от роботов требуется способность перемещаться из одного места в другое. Для выполнения данной задачи роботу необходима ходовая часть. Ходовая часть представляет собой приводное средство перемещения. Роботы-гуманоиды оснащены ногами, тогда как ходовая часть практически всех остальных роботов реализована с помощью колес.

Возможности применения и примеры роботов

На сегодняшний день, роботы имеют массу применений. Области применения делятся на три основные категории:

промышленные роботы;
исследовательские роботы;
образовательные роботы.

Промышленные роботы

В промышленности, для выполнения огромного количества работ необходимы высокая скорость и точность. В течение многих лет ответственность за выполнение подобных работ несли люди. С развитием технологий, использование роботов позволило ускорить и повысить точность многих производственных процессов. Это и упаковка, сборка, окраска и укладка на поддоны. Изначально, роботы выполняли только особые виды повторяющихся работ, где требовалось соблюдение простого заданного набора правил. Тем не менее, с развитием технологий промышленные роботы стали гораздо более подвижны, и теперь они способны принимать решения на основе сложного ответа от датчиков. Сегодня промышленные роботы часто оснащены системами технического зрения. К концу 2014 года международная робототехническая федерация прогнозировала объем применения промышленных роботов по всему миру свыше 1,3 миллиона единиц!

Роботы могут использоваться для выполнения сложных, опасных задач, а также задач, которые человек выполнить не в состоянии. Например, роботы способны обезвреживать бомбы, обслуживать ядерные реакторы, исследовать глубины океана и достигать самых дальних уголков космоса.

Исследовательские роботы

Роботы имеют широкое применение в мире исследований, так как их часто используют для выполнения задач, в решении которых человек беспомощен. Наиболее опасные и сложные среды находятся под поверхностью Земли. В целях изучения космического пространства и планет солнечной системы в НАСА на протяжении использовались космические аппараты, посадочные модули и вездеходы с функциями роботов.

Роботы Pathfinder и Sojourner

Для марсианской миссии Pathfinder была разработана уникальная технология, позволяющая осуществить доставку оборудованного посадочного модуля и роботизированного вездехода, Sojourner, на поверхность Марса. Sojourner был первым вездеходом, отправленным на планету Марс. Масса вездехода Sojourner на поверхности земли составляет 11 кг (24,3 фунта), на поверхности Марса - прибл. 9 фунтов, а его размеры сопоставимы с размерами детской коляски. Вездеход имеет шесть колес и может перемещаться со скоростью до 0,6 метров (1,9 футов) в минуту. Миссия была запущена на поверхности Марса 4 июля 1997 года. Pathfinder не только выполнил свою прямую задачу, но также вернулся на Землю с огромным количеством собранных данных и превысил свой проектный срок эксплуатации.

Вездеходы Spirit и Opportunity

Марсианские исследовательские вездеходы (MER) Spirit и Opportunity были отправлены на Марс летом 2003 года и приземлились в январе 2004 года. Их миссия состояла в исследовании и классификации большого количества камней и почв с целью обнаружения остатков воды на Марсе, в надежде на отправку на планету человеческой миссии. Несмотря на то, что запланированная длительность миссии составляла 90 дней, в действительности она превысила шесть лет. За это время было собрано бесчисленное количество геологических данных о Марсе.

Роботизированная рука космического корабля

Когда проектировщики НАСА впервые приступили к проектированию космического корабля, они столкнулись с задачей, выраженной в необходимости безопасной и эффективной доставки в космическое пространство огромного, но, к счастью, невесомого объема груза и оборудования. Система дистанционного манипулирования (RMS), или Канадарм (канадский дистанционный манипулятор), совершила свой первый выход в космос 13 ноября 1981 года.

Рука имеет шесть подвижных соединений, имитирующих человеческую руку. Два соединения расположены в плече, одно - в локте, и еще три - в кисти. На конце кисти установлено захватное устройство, способное захватывать или зацеплять требуемый груз. В условиях невесомости рука способна поднимать 586 000 фунтов груза и выполнять их размещение с удивительной аккуратностью. Общая масса руки на поверхности Земли составляет 994 фунта.

RMS использовалась для запуска и поиска спутников, а также оказалась бесценным помощником для астронавтов в процессе ремонта космического телескопа Хаббла. Последняя миссия Канадарм в составе космического корабля стартовала в июле 2011 года и стала девяностой миссией этого робота.

Мобильные обслуживающие системы

Мобильная обслуживающая система (MSS) представляет собой систему, аналогичную RMS, и известна также как Канадарм 2. Система была спроектирована для установки на международной космической станции в качестве объектного манипулятора. MSS предназначена для обслуживания оборудования и приборов, установленных на международной космической станции, а также для оказания помощи при транспортировке продовольствия и оборудования в пределах станции.

Dextre

В рамках космической миссии STS-123 в 2008, космический корабль Endeavor осуществлял перевозку последней части гибкого манипулятора специального назначения Dextre.

Dextre - это робот, оснащенный двумя не большими руками. Робот способен выполнять задачи по точной сборке, которые до этого выполняли астронавты во время входа в открытый космос. Dextre может транспортировать объекты, пользоваться инструментами и осуществлять установку или удаление оборудования на космической станции. Dextre также оснащен освещением, видео-оборудованием, инструментальной базой, а также четырьмя держателями для инструментов. Датчики позволяют роботу «чувствовать» объекты, с которыми он имеет дело, и автоматически реагировать на движения или изменения. Команда может наблюдать за работой с помощью четырех установленных камер.

По конструкции робот напоминает человека. Верхняя часть его тела может поворачиваться в талии, а плечи удерживают руки, расположенные с двух сторон.

Роботы в образовании

Робототехника стала увлекательным и доступным инструментом обучения и поддержки STEM, проектирования и подходов к решению задач. В робототехнике, учащиеся получают возможность реализовать себя в роли проектировщиков, артистов и техников одновременно, используя собственные руки и голову. За счет этого открываются огромные возможности применения научных и математических основ.

В современной системе образования, с учетом финансовых ограничений, средние и высшие школы находятся в постоянном поиске экономически выгодных путей преподавания сложных программ, сочетающих технологии с множеством дисциплин, учащимся для их подготовки к профессиональной деятельности. Преподаватели сразу видят преимущества робототехники и данного учебного курса, так как в них реализован межпредметный метод сочетания различных дисциплин. В дополнение, робототехника предлагает наиболее доступное и подходяще для повторного использования оборудование.

Сегодня более чем когда либо, школы применяют робототехнические программы в классе для "оживления" учебных курсов и обеспечения соответствия широкому спектру академических стандартов, необходимых для учащихся. Робототехника не только является уникальной и широкой базой для преподавания разнообразных технических дисциплин, но также областью техники, оказывающей значительное влияние на развитие современного общества.

Почему робототехника важна?

Как видно из раздела «Возможности применения и примеры роботов», робототехника является новой областью техники, применяемой во многих сферах жизни человека. Важным фактором развития общества является образованность всех его членов в части существующих технологий. Но это не единственная причина возрастающей значимости робототехники. Робототехника уникальным образом сочетает в себе основы дисциплин STEM (естественные науки, технологии, инженерия и математика). В процессе обучения в классе учащиеся изучают различные дисциплины и их взаимосвязи, используя современные, технологичные и увлекательные инструменты. Помимо этого, визуальное представление проектов, которое требуется от учащи, стимулирует их к экспериментам и проявлению изобретательности в процессе поиска эстетичных и работоспособных решений. Комбинируя эти аспекты работы, учащиеся поднимают свои знания и возможности на новый уровень.

самые перспективные компании и проекты.

3.Крупнейшие и наиболее известные производители роботов в мире:

6.Перспективные компании и проекты в робототехнике на 2015г. и далее:

7.Роботы / робототехника - виды роботов, лучшие роботы:

Перечень существующих и используемых роботов в мире.

Человекообразные роботы.

Биороботы.

Промышленные роботы.

Подводные роботы.

Бытовые роботы.

Военные, боевые роботы.

Торговые роботы в трейдинге.

1.Мировой рынок робототехники:

Объем рынка от 15 до 30 млрд. долл. (разница в оценках от того, что различные эксперты считают робототехникой) с учетом основных сегментов - промышленной и сервисной робототехники (военные роботы, бытовые, для образовательных целей, для помощи инвалидам и роботы игрушки (объем мирового рынка сервисной робототехники оценивается в 5,3 млрд. долл.)).

Продажи промышленных роботов с 2013 по 2014гг. выросли со 160 тыс. шт. до 178 тыс. шт., продажи сервисных роботов с 2013 по 2016гг. по предположнию экспертов должны выйти на уровень - 15,5 млн. шт. бытовых роботов, 3,5 млн. шт. роботизированных игрушек, 3 млн. шт. для образовательных целей, и 6,4 тыс. шт. для помощи инвалидам.

Основные покупатели промышленных роботов - Япония, Южная Корея, Китай, США, Германия , страны основные производители роботов - Япония и Германия (более 50% и около 22% соответственно, мирового производства промышленных роботов).

Самый большой спрос и рост производства ожидается в производстве - персональных, образовательных, бытовых роботов помощников, производственных (сборочных, сварочных, покрасочных, и т.п.), реабилитационных, различных видов мобильных, медицинских, хирургических, сельскохозяйственных, строительных и военных роботов.

Boston Consulting Group прогнозирует увеличение инвестиций в промышленную робототехнику до 2025 года (далее более подробно) среди 25 крупнейших экономик мира - до 10% в год, по сравнению с 2 - 3 % в настоящее время. Инвестиции будут окупаться за счет снижения стоимости и повышения эффективности. Роботы становятся дешевле. Стоимость робота для точечной сварки, например, упала со $ 182 000 в 2005г. до $ 133 000 в прошлом году и снизится до $ 103 000 к 2025г. Ускоренная автоматизация, позволит пересмотреть критерии выбора мест для открытия и расширения производств, вследствие чего, наличие дешевой рабочей силы может стать менее значимым фактором, это позволит вернуть часть производств обратно в США и ЕС из стран с более низкой заработной платой.

В октябре 2014г. Оксфордский университет опубликовал исследование о перспективах использования робототехники, в котором допускается, что в течение последующих двух десятилетий до 47% сегодняшних рабочих мест в США могут быть заменены роботами.

Президент китайской ассоциации робототехники (CRIA) Song Xiaogang сообщил, что количество роботов, проданных в Китае в 2014 году, достигнет 50000 шт., по сравнению с 36860 шт. в 2013 году. «…Робототехническая промышленность будет поддерживать ежегодный темп роста в 40% в течение длительного периода времени», сказал он. «Китай уже обогнал Японию, став крупнейшим в мире потребителем роботов, покупая более одной пятой из всех производимых в мире роботов».

2.Российский рынок робототехники:

Доля России на современном рынке робототехники составляет всего порядка 0,17%. По данным компании Нейроботикс объем отечественного рынка готовых роботов и компонентов в ближайшие год - два должен составить порядка 30 тыс. штук или примерно 3 млрд. рублей.

Средняя стоимость антропоморфного робота (обладающего сходством с человеком) сейчас составляет 450 тыс. долл. По словам главного робототехника Фонда Сколково Альберта Ефимова, сейчас в России в год продается около 300 роботов: Это в 500 раз меньше, чем в развитых странах. Кроме крупных зарубежных автомобильных брендов внедрением робототехнологий у нас почти никто не занимается.

В России на 10 тыс. работников предприятий в обрабатывающей промышленности приходится около 2-х роботов, в Китае и ЮАР - около 24-х, в Бразилии 5-ть, в Индии примерно, так же как и в России.

К особенностям рынка робототехники относятся длительные, трудоемкие и капиталоемкие этапы проведения научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, а также при создании опытных образцов разработанной продукции, поэтому в этой сфере большое значение играет участие и помощь со стороны государства.

Российский рынок робототехники представлен в основном космическими и специальными роботами — саперами, разведчиками. Производятся эти устройства в рамках оборонного заказа, и детали госконтрактов не разглашаются. К тому же часто роботами занимаются центры при институтах, не предполагающие коммерческой деятельности. Поэтому трудно судить о объемах производства предприятий робототехники в РФ.

Поэтому, каким образом была получена цифра 0,17% в 2013 году (доля России на рынке промышленных роботов) - большой вопрос.

Тем не менее, в при всей возможной условности оценок робототехники в России разрыв между высоко развитыми странами в мире и РФ в области робототехники безусловно существует.

Удачные модели роботов, применимые для промышленности, остаются единичными экземплярами, произведенными в научно-прикладных целях, и не идут в массовый выпуск. Бытовые роботы крайне мало интересуют российских робототехников. На 2014 год, по данным Международной федерации робототехники , общее количество работающих в нашей стране роботов составило примерно 4 тысячи.

При этом даже пока единственно развитая в России отрасль робототехники — военная , имеет колоссальные перспективы развития. Несмотря на заметное отставание и в этой области, боевые и специальные роботы российских ученых пока получают признание на международных выставках вооружения и получают специальные премии.

1:04 Современные роботы: беспилотники, разведчики, саперы.

3.Крупнейшие и наиболее известные

производители роботов в мире:

Лидирующие позиции в разработке, производстве и продвижении промышленной робототехники занимают крупнейшие международные корпорации, холдинги и компании, такие как:

iRobot Corporation (США). Специализируется на военных роботах - саперах, спасателях, разведчиках, а так же бытовых - пылесосах и моющих роботах. К 2013г. компания продала более 10 млн. домашних роботов. За 10 лет с 2004 по 2014г. компания увеличила объем продаж с 95 до 505 млн. долл. и прибыль с почти нулевого уровня до 25 млн. долл. в год. Наиболее известные и популярные роботы компании:

бытовые роботы:

AVA с бортовым компьютером;
Verro , созданный для очистки бассейнов;
Roomba и Create , выполняющие функции пылесоса;

военные и охранные роботы:

боевая система SUGV , выполняющая функции эвакуации и передачи данных в военных условиях;
Warrior , созданный для обезвреживания взрывных механизмов, перемещения раненых и тушения пожаров;
подводный аппарат Seaglider ;
Ranger , осуществляющий водное патрулирование;
мини-аппарат LANdroids для поддержки связи, принимающий сигнал устройств Apple.

ABB (Швеция — Швейцария). Один из лидеров рынка робототехники, компания образована в результате слияния ASEA и Brown, Boveri & Cie. Специализируется на промышленных роботах разных уровней сложности. Компания строит завод в России, первая очередь будет сдана в середине 2015 года.

FANUC Robotics (Япония). Производит большей частью промышленных роботов: для сварки и паллетизации , покрасочных , портальных , дельта-роботов . Создали самого сильного робота с грузоподъемностью 1350 кг. способного поднимать грузы на высоту до 6 м.

KUKA (Германия). В 1973 году создала первого в мире промышленного робота. Роботы этой фирмы широко используются в области автомобилестроения. Так же производит робот Robocoaster , который используется, как развлекательный аттракцион. Произвела более 100 тысяч роботов.

Kawasaki Robotics (Япония). Производит промышленных роботов — для работы в агрессивных средах, во взрывоопасных помещения, роботов для университетов, роботов-пауков. По всему миру установлено более 120 тысяч роботов их производства.

Мitsubishi (Япония). Занимается созданием промышленных роботов , используемых:

на производстве мобильных устройств;
при совершении погрузочно-разгрузочных работ;
в автомобилестроении;
в установке небольших деталей на лабораторное и медицинское оборудование.

LG Electonics (Южная Корея). Входит в состав LG Group, один из крупнейших производителей бытовой техники, производит роботов для дома , например роботы-пылесосы.

Kaman Corporation (США) Специализируется на производстве боевых, военных и промышленных роботов .

Sony (Япония). Самой известной разработкой фирмы пожалуй является двуногий робот QRIO . Этот интеллектуальный андроид имеет емкую операционную память, способен брать и перемещать вещи, передвигаться, спускаться по лестнице и танцевать, производит другие игровы е робот ы , например, роботы-собаки . Первый экземпляр появился еще в 1999 году.

Honda (Япония). Создали робота-гуманоида Асимо , умеющего разговаривать, распознавать лица и ходить.

Panasonic (Япония). Один из крупнейших производителей бытовой техники, выпускает промышленных роботов , таких как робот-парикмахер , моющий людям головы, обучающиеся индустриальные роботы , роботы-бегуны и роботы пылесосы .

LEGO Group (Дания) Производит роботизированные наборы — конструкторы для создания программируемого робота .

Yujin Robot (Южная Корея). Компания известна благодаря созданию доступных роботов-игрушек и бытовых устройств. Одним из самых востребованных проектов компании является робот-пылесос Iclebo , способный выполнять влажную уборку помещений.

Intuitive Surgical (США). Основным продуктом компании стала хирургическая система Da Vinci, прототип которой был спроектирован более 30 лет назад. Этот аппарат, оснащенный 4-мя руками, способен выполнять хирургические операции.

Consis. Занимается разработкой аптечных роботов - манипляторов, которые оказывают помощь фармацевтам. Эти устройства устанавливаются в местах хранения медикаментов, где они оптимизируют процессы хранения и поиска лекарств. Система позволяет сократить время обслуживания клиентов, увеличить товарооборот и рационально использовать места хранения лекарственных средств.

Gostai (Франция). Создает роботов серии Jazz . Аппараты действуют в режиме телеприсутствия и снабжены основными компьютерными приложениями. Управление роботом, подключенным к Wi-Fi, осуществляется с помощью браузера. Jazz осуществляет навигацию и ночное патрулирование.

AIST. Производит робот-гуманоид HRP-4C , с внешностью молодой девушки. Разработчики смогли максимально точно скопировать черты и лица тела человека. Аппарат способен петь, распознавать речь и окружающие звуки.

Aldebaran Robotics (Франция). Создали человекоподобный робот NAO , который отличается способностью использовать жесты, идентифицировать голоса и реагировать на команды. Робот может интерпретировать происходящие события, принимать решения согласно текущей обстановке и обучаться.

Takara Tomy. Интерактивный щенок i-SODOG компании Takara Tomy обладает способностью к запоминанию и обучению. Искусственный интеллект собаки-робота позволяет ей правильно реагировать на 50 голосовых команд. Робот может танцевать под музыку, распознавать голоса и запахи.

Сubic Robotics. Компания создала домашнего помощника Сubic , способного - включать и выключать электроприборы, распознавать человеческую речь, говорить с хозяином.

Engineering Arts. Робот-актер Robo Thespian созданный компанией наделен системой лицевых и скелетных мышц. Аппарат способен воспроизводить сцены из фильмов, создавать собственные сценарии.

Innovation First (США). Микророботы серии Hexbug созданы в виде насекомых. Это роботы-игрушки , которые могут ползать, находить выход из сложных лабиринтов и служить приманкой для домашних животных.

Другие крупные и известные компании на рынке робототехники:

Yaskawa Electric, Comau, Reiss, Stäubli, Kaman Corporation , Nachi-Fujikoshi, Thyssen, Adept Technology, American Robot, Omron, RoboGroup TEK, Rockwell Automation, ST Robotics, Yamaha Robotics, Kawasaki, Durr, Toshiba, General Motors (GM) …и многие другие.

В общей сложности на мировом рынке работает порядка 400 компаний занимающихся производством робототехники.

4.Производители роботов и роботы в РФ:

Государственный научный центр Российской Федерации Федеральное государственное автономное научное учреждение "Центральный научно-исследовательский и опытно-конструкторский институт робототехники и технической кибернетики" - создан в 1968 г. в Санкт-Петербурге. Основные направления — мехатроника , мобильные робототехнические комплексы , кибернетика космического, морского, воздушного и наземного базирования, роботы и манипуляторы для работы в экстремальных условиях .

ЗАО «Центр высоких технологий в машиностроении при МГТУ им. Н.Э. Баумана» Москва - продукция: роботы-саперы, разведчики, сухопутные боевые роботы, шагающие роботы . Чистая прибыль за 2012 год увеличилась с 1,95 млн. руб. до 5,35 млн. руб.

ОАО «НИКИМТ-Атомстрой» - головная материаловедческая организация «Росатома», находится в Москве, производит мобильные роботы и системы управления ими . Чистый убыток ОАО «НИКИМТ - Атомстрой» за 2012 год снизился в 2,4 раза до 311,83 млн. руб. с 749,30 млн. руб. за аналогичный период прошлого года.

НИИ системных исследований РАН Москва - выпускает транспортные роботы, роботизированное оборудование для производства ЭВМ, программное обеспечение.

НПО «Андроидная техника» - относительно молодая компания, образованная в 2005 году, с головным офисом в Москве. Занимается производством роботов-андроидов, боевых роботов-аватаров , в этом году робот-аватар выйдет на испытания. Использует робототехническую систему SAR-400 для участия в космических исследованиях. Робот может выполнять сервисные и аварийные работы в условиях, опасных для жизнедеятельности человека. Годовой оборот и выручка компании не афишируются.

ФГУП ЦНИИмаш г. Королев, учредитель «Роскосмос» . Команда института создала космического антропоморфного робота SAR-400 . В 2015 году запланирован проект «Обмен» , в результате которого будут созданы технологии обмена информацией и управления роботами на поверхности Луны и других планет. Выручка ОАО НПО "ЦНИИМАШ" по итогам 2013 года выросла до 1,7 миллиарда рублей.

ОАО «ЦНИИТОЧМАШ» Госкорпорации Ростех, Московская область, Климовск. Основано в 1944 г. Одна из многообещающих разработок совместно с Фондом перспективных исследований - антропоморфный боевой робот под управлением оператора. Робот при помощи руки-манипулятора стреляет из пистолета по мишени и ездит на квадроцикле. Предприятие производит самые массовые виды вооружения и военной техники для различных родов войск, в том числе роботизированные обзорно-прицельные приборы для воздушных и наземных носителей вооружения и военной техники .

1:25 Робот "Аватар".

СПКБ ПА расположено в г. Ковров, разработало конструкцию мобильного робота-вездехода «Варан» для серийного производства, роботы сверхлегкого класса — разведчики и саперы. «СКБ ПА» за 2012 год получило прибыль от продаж в 82,19 млн. руб.

МИРЭА (Московский государственный технический университет радиотехники, электроники и автоматики) — разработал дистанционную систему управления манипуляционным мини-роботом через Интернет, интеллектуальную бортовую систему управления для роботов воздушного, наземного и подводного базирования, интеллектуальный пылесос .

«Научно Исследовательский Технологический Институт (НИТИ) Прогресс» в Ижевске, ему принадлежит разработка новейшего роботизированного комплекса «Платформа-М» для армии России. Это бронированный робот с дистанционным управлением, гранатометом и пулеметом, ведет бой без контакта с противником, используется для разведки и охраны. Способен уничтожить стационарную и подвижную цель. Первые серийные образцы уже поступили в Вооруженные Силы России.

1:44 Испытания боевого робота с пулеметом и гранатометом.

Ижевский радиозавод — специализируется на роботехнических комплексах, например, мобильный робототехнический комплекс МРК-002-БГ-57 , уничтожает стационарные и подвижные цели, обеспечивает огневую поддержку и разведку, роботизированный комплекс-сапер, МРК-ВТ-1 — комплекс на гусеничном ходу, управляемый по радиоканалу на расстоянии до 1 км.

Институт проблем механики им.А.Ю. Ишлинского АН Москва - занимается мобильными роботами: несколько типов — шагающие, на колесах или на присосках - для перемещения по поверхностям произвольного наклона, роботы, двигающиеся внутри труб, миниатюрные мобильные промышленные роботы.

НИИ стали Москва - создали уникальный многофункциональный роботизированный мини-погрузчик МКСМ 800А-СДУ с дистанционным управлением, спасатель и сапер для работы в агрессивных средах. Проводит ядерную, биологическую и химическую разведку.

Компания СМП Роботикс - Зеленоград, создала и выпустила в производство роботов-патрульных - «Трал Патруль 3.1» . Охраняет большие территории и выявляет на ней движущиеся объекты.

Другие роботы присутствия и роботы универсалы (российской разработки):

Робот-универсал - может быть роботом теле присутствия, промоутером и даже барменом, разработан компанией ЗАО «РБОТ» робот теле присутствия R.Bot. Цена от 379 000 руб.

Мобильная автономная система - робот удалённого присутствияWebot от компании Wicron позволяет производить действия в месте нахождения робота, используя компьютер и Интернет. Робот позволяет удаленно наблюдать за происходящим и разговаривать с людьми, видеть окружающий вас мир и спокойно передвигаться по нему со скоростью идущего человека. Цена от 300 000 руб.

Робот видеонаблюдения и телеприсутствия - разработчик НИЛ АП (Научно - исcледовательская лаборатория автоматизации проектирования). Скайп на колесах или вебкамера с микрофоном и громкоговорителем - ездит и поворачивается в нужную сторону. Управление можно осуществлять из любой точки мира через интернет с любого компьютера или смартфона, без установки специального программного обеспечения - достаточно войти на сайт BotEyes.ru под своим логином и паролем. Цена от 1 390 ам. долл.

Робот телеприсутствия - Synergy Swan от компании «РБОТ» , с использованием технологии для роботов со сменным интеллектом , обеспечивающей оптимальное соотношение цена / качество по сравнению с функциональными аналогами на рынке. Цена от 59 900 руб.

Робот телеприсутствия - удаленного управления и проведения телеконференцийот компании PadBot , позволяет перемещаться и проводить видеоконференции в онлайн режиме через компьютер или телефон. PadBot приложение доступно как для iPhone, iPad, Android телефонов и планшетов, в ближайшем будущем станет доступно управление через веб-интерфейс. Цена от 35 000 руб.

Дин-Софт. Робот-официант , программное обеспечение которого создавалось в компании «Дин-Софт» , может - следить за гостями, раздавать меню, разносить блюда, принимать оплату, собирать посуду.

5.Робототехника - глобальные перспективы:

Бостонская исследовательская компания (BSG) в рамках глобального исследования рынка робототехники прогнозирует до 2025г. среднегодовые темпы его роста в 10,4% . В том числе и в первую очередь:

Порядка 15,8% годового роста в сегменте персональных роботов - роботы для обучения и образования, развлечений, безопасности, уборки помещений и других бытовых целей. Объем продаж вырастет до 9 млрд. долл. к 2025г. с 1 млрд. долл. в 2010г.
Порядка 11,8% годового роста продаж роботов для медицинских, хирургических целей, в сельском хозяйстве и строительстве. Объем продаж вырастет до 17 млрд. долл. к 2025г. с 3,2 млрд. долл. в 2010г.
Порядка 10,1% годового роста продаж роботов в производстве - для сварочных, сборочных, покрасочных, погрузочно - разгрузочных и других видов работ. Объем продаж вырастет до 24,4 млрд. долл. к 2025г. с 5,8 млрд. долл. в 2010г. Таким образом, данный сегмент робототехники, не смотря на меньшие темпы роста, сохранит за собой большую долю рынка робототехники.
Порядка 8,1% годового роста продаж роботов для военных целей - в первую очередь беспилотных летательных аппаратов, военных экзоскелетов, подводных аппаратов и наземных транспортных средств. Объем продаж вырастет до 16,5 млрд. долл. к 2025г.

Все это будет происходить на фоне падения цен роботов и комплектующих с повышением их производительности и сложности, выполняемых ими работ, что в свою очередь будет вести к расширению спектра их использования.

6.Перспективные компании и проекты

в робототехнике на 2015г. и далее:

ЕС финансирует 17 новых робототехнических проектов. Проекты под общим названием Horizon 2020 , каждый из которых акцентирован на развитии значимых роботизированных технологий для промышленного и сервисного использования. Акцент делается на быструю передачу технологий с последующей коммерциализацией, поэтому в каждом проекте есть, по меньшей мере, один корпоративный партнер.

1.AEROARMS - роботизированные системы с несколькими манипуляторами и усовершенствованными возможностями для аэрокосмической промышленности.

2.AEROWORKS - летающие роботы для автономного осмотра и технического обслуживания городской инфраструктуры.

3.COMANOID - роботизированные решения для сложных или утомительных для человека операций по сборке самолетов Airbus .

4.CENTAURO - симбиоз человека-робота , в котором оператор управляет манипуляторами робота.

5.CogIMon - гуманоидный робот для взаимодействия с людьми и роботами.

6.FLOBOT - робот уборщик полов в промышленных, бытовых и офисных помещениях.

7.Flourish - перспективные сельскохозяйственные роботы .

8.RETRAINER - робот помощник в процессе реабилитации людям, перенесшим инсульт, и для восстановления функций руки и кисти.

9.RobDREAM - усовершенствованные промышленные мобильные роботы- манипуляторы .

10.RoMaNS - роботизированная система по очистке накопившихся ядерных отходов.

11.SARAFun - двурукий робот для сборочных операций на базе ABB YuMi .

12.EurEyeCase - хирургические роботы для глазных операций.

13.SecondHands - робот помощник , обеспечивающий содействие при выполнении рутинных операций профилактического обслуживания.

14.Smokebot - разработка мобильных роботов с новыми экологическими датчиками для обследования мест стихийных бедствий с низкой видимостью.

15.SoMa - разработка мягких элементов роботов для безопасного взаимодействия с человеком и окружающей средой.

16.Sweeper - обеспечение автоматизированной уборки урожая сладкого перца.

17.WiMUST - расширение и улучшение функциональных возможностей существующих морских робототехнических систем.

…другие последние значимые события, тренды в мире:

Дроны - китайская компания DJI один из крупнейших в мире производителей потребительских беспилотных летательных аппаратов (дронов) пытается привлечь до 10 млрд. долларов для расширения производства.

Роботизированные манипуляторы - компания ABB объявила о приобретении немецкой робототехнической компании Gomtec с целью расширения ассортимента своей продукции за счет так называемых коллективных или совместных роботов. Легкие, гибкие роботизированные манипуляторы от Gomtec представляют собой семейство шести осевых модульных роботов «коллективного» типа под названием Роберта, с базовой ценой от € 27 900 до € 32 700 .

Роботизированные пылесосы - становятся все более популярными в мире, переходя из категории диковинок в разряд товаров массового спроса. Компания iRobot в 2014г. уже продала 12 миллионов пылесосов марки Roombas с начала их продаж. Роботизированные пылесосы сейчас составляют 18% на мировом рынке пылесосов и их доля растет с ежегодным темпом 21,8% (компания iRobot занимает 83% на североамериканском, 62% на Европейском и Ближневосточном и 67% на Азиатско-тихоокеанском рынках). Еще одна китайская компания - Ecovacs , только за один день сумела продать 73 300 шт. пылесосов, большая часть из которых были пылесосы-роботы Ecovacs Deebot.

7.Роботы / робототехника - виды роботов,

лучшие роботы:

Перечень существующих и применяемых роботов в мире : аптечный, биоробот, промышленные, транспортные, подводный, бытовые, боевой, зооробот, летающий робот, медицинский робот, микроробот, наноробот, персональный робот, педикулятор, робот - артист, робот для аптеки, роботы игрушки, робот официант, роботы - программы, робот - хирург, робот - экскурсовод, социальный робот, шароробот, человекообразный робот, торговый робот в трейдинге.

Человекообразные роботы:

Робот, играющий в пинг-понг - «Topio» на международной выставке роботов, далекий 2009г. Токио.

Компания SCHAFT Япония, принадлежащая Google - р обот «S-One», весит 95 кг, оснащен двумя «ногами» и двумя «руками». Высота аппарата - 1,48 м, ширина - 1,31 м.

1:54 SCHAFT DARHA Robotics Challenge 8 Tasks + Special Walking

«Aiko» - девушка-робот , владеет японским и английским языками, может решать математические задачи, понимает более 13 000 предложений, поет песни, читает газеты, способна идентифицировать различного рода объекты и т.д.

Биороботы:

Фрэнк - разработан и создан в Смитсоновском институте США. Первый в мире биоробот, состоящий из 28 частей тела, копирующими человеческие - функционируют сердце, легкие, почки и т.п. Робот разговаривает и передвигается, но не обладает самостоятельным мышлением, отсутствует мимика лица.

1:21 Биоробота с лицом и органами покажут публике.

Промышленные роботы:

Промышленная робототехника по большей части предназначена для использования роботов в производстве и сборке в автомобильной, электронной промышленности, а так же в производстве продуктов питания и напитков. Чаще всего роботы используются для автоматизации таких процессов, как сварка, окраска, сборка, контроль продукции, тестирование и упаковка . Существуют несколько типов промышленных роботов: роботы типа SCARA, шарнирные роботы, декартовы роботы, цилиндрические роботы . Эти роботы используются в тяжелом машиностроении для выполнения таких функций, как сварка и паяльные работы, подача сырья и обработка материалов, измельчение и окраска, и т.д.

Согласно прогнозам аналитиков компании TechNavio , среднегодовой прирост мирового рынка промышленной робототехники в машиностроении составит 6,27% в период с 2013 г. по 2018 г.

Роботизированный сборочный цех компании Нисан, 2010г. новый завод - город Канда, Япония.

2:29 Промышленный робот Panasonic.

Подводные роботы:

Бытовые роботы:

Военные, боевые роботы:

В мире:

10:33 Военные роботы США.

Россия:

3:05 "Русский Терминатор" Российские боевые роботы

не имеют аналогов в мире! *(неужели?

Торговые роботы в трейдинге:

2:55 Алгоритмическая система. Торговый робот.

Торговый робот, созданный командой "United Traders" , занял первое место в конкурсе «Лучший частный инвестор-2011» . За 2,5 месяца его доходность составила почти 8 000 % годовых! Разработчики торгового робота для трейдинга из United Traders не исключают, что разработанный ими торговый робот для торговли на американских рынках, вполне возможно, на сегодняшний день не имеет конкурентов в России, а возможно, и во всем мире. Торговля идет всегда в плюс, поскольку используется сразу несколько стратегий, и если одна из них начинает давать просадки, она тут же исключается и включается следующая.

Лучшие возможности для использования торгового робота в трейдинге представляет так называемый высокочастотный трейдинг или скальпинг , где заработок во многом зависит от количества успешных сделок, каждая из которых в отдельности принося не большой доход, суммарно позволяет за день заработать значительные средства. Однако использование торговых роботов в таких сделках позволяет совершать тысячи подобных операций в день (увеличивая итоговую доходность на порядок), поскольку человек физически не способен на подобное.

В настоящее время не менее 95% от всего количества заявок и до 40% от фактических объемов торговли на ММВБ выставляются и осуществляются торговыми роботами. На срочном рынке (форварды, фьючерсы. опционы, свопы) доля торговых роботов в общем количестве выставленных заявок и объемов торговли составляет не менее 90% и 60% соответственно.

Предыдущая статья: Чему равна скорость света Следующая статья: Углерод — характеристика элемента и химические свойства

Бытовые роботы - обзор роботов различного назначения. Другие методы перемещения