CC BY
439
УДК 004.896: 621.865
РОБОТОТЕХНИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ
А. И. Жиганов, А. Ю. Крашенинник Научный руководитель - Е. В. Сергеева
Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева
Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31
E-mail: strelec22007@mail.ru
В наше время много говорят об искусственном интеллекте, робототехнике и т. п., поэтому основная задача - показать состояние отрасли на сегодняшний день. В статье проведен обзор и представлен аргументированный анализ состояния отрасли робототехнических систем (РТС), а также сделан ряд предположений по поводу развития данной отрасли.
Ключевые слова: робот, робототехнические системы.
ROBOTIC SYSTEMS
A. I. Zhiganov, A. Y. Krasheninnik Scentific Supervisor - E. V. Sergeeva
Reshetnev Siberian State Aerospace University 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: strelec22007@mail.ru
Nowadays a lot is spoken about artificial intelligence, robotics, etc. So, the main task is to show the state of the industry today. The article reviews and submits a reasoned analysis of a robotic systems industry, and number of assumptions are made about the development of the industry.
Keywords: artificial intelligence, robot, robotic systems.
Робототехника - это область науки и техники, ориентированная на создание роботов и робототехнических систем, предназначенных для автоматизации сложных технологических процессов и операций, в том числе, выполняемых в недетерменированных условиях, для замены человека при выполнении тяжелых, утомительных и опасных работ [1]. Робототехника представляет собой естественное логическое продолжение техники как явления. В основе робототехники лежат такие области знаний, как искусственный интеллект, техническая кибернетика, психология, системный анализ, а основная задача, которая ставится перед учеными - наделить робототехническую систему разумом.
Слово «робот» было введено в обращение чешским писателем Карелом Чапеком и первоначально означало: «машина с антропоморфным (человекоподобным) поведением, которое частично или полностью выполняет функции человека при взаимодействии с окружающим миром». [2]. Первые роботы, имитировавшие внешний облик и движения человека, использовались в развлекательных целях, но они были совершенно не пригодны для промышленного использования. С развитием техники стало понятно, что намного проще и удобнее использовать различные устройства и механизмы, которые освобождают людей от тяжелой и однообразной работы, от работы, опасной для здоровья (в условиях повышенной радиации, высокой или низкой температуры, в труднодоступных местах). В настоящее время робототехника представлена огромным спектром вспомогательных устройств, и используется в различных отраслях науки и техники.
Студенческие Роботы. Эта группа является как бы переходной между «несерьезными» РТС и настоящими научными разработками. В зависимости от задач, которые преследуют юные робототехники, этих роботов можно отнести к разным группам: роботы траектории (роботы, объезжающие полосу препятствий), кегельринги (роботы, сбивающие кегли за минимальный период времени), робо-сумо (роботы, выталкивающие робота-соперника за пределы площадки), робофутбол
Секция « Технологические и мехатронные системы в производстве ракетно-космической техники»
(загоняющие мяч в ворота соперника). Например, робофутбол. Несколько студентов договариваются об общих правилах, таких как размер колес, мощность двигателя и прочее, разрабатывают проекты и через определенный срок представляют свои изобретения. Далее начинаются испытания в виде игры. Победителем как и в обычном футболе является тот, кто забьёт больше голов. Как правило, такие роботы имеют радиоуправление. Либо применяют другое решение: «тело» робота покрывается множеством всевозможных датчиков, сообщающих ему информацию о внешней среде, память бортового компьютера набивается всевозможными правилами поведения в тех или иных условиях, и робот выходит в «свободное плавание», а задача человека состоит лишь в том, чтобы написать программу и контролировать её выполнение. На сегодняшний день, программисты добились весьма интересных поведенческих ситуаций, где задание жестких правил поведения есть не что иное, как наличие инстинктов.
Телеуправляемые робототехнические системы. Кажущаяся простота в управлении роботов, работающих по схеме телеуправления, не должна вводить в заблуждение о том, что они ограничены в применении - потребность в них крайне высока. Рассмотрим их конструкцию: интеллектуальная часть отсутствует или сведена к двум-трем инстинктам, которые не позволят оператору совершить критическую ошибку; по сути дела это лишь мобильная РТС, плюс аппаратура приема и передачи радио- или видеосигнала и управляющие команды. Области применения таких систем разнообразны. Они нужны там, где неосуществимо реальное присутствие человека. Это отрасли науки и техники, начиная от медицины и заканчивая космическими исследованиями.
Эндоскопия в медицине - чем не телеуправляемая система? В последнее время в прессе появились сообщения о микророботах, которые будут путешествовать по кровеносным сосудам человека и устранять налет с их стенок. Поле для сотрудничества медиков и робототехников безгранично.
А как исследовать затонувшие корабли, останки которых покрывают дно морей и океанов по всему миру? Дорого, опасно, а иногда невозможно каждый раз посылать на дно людей-водолазов. Тогда в дело вступают телеуправляемые роботы, которые доставляют необходимую информацию ученым.
Также незаменимы телеуправляемые роботы в условиях разминирования, повышенной радиации, химического загрязнения - в общем, везде, где прямое присутствие носителя разума невозможно [3].
Промышленные роботы. Эта группа роботов также практически полностью лишена разума. Предназначены они лишь для того, чтобы заменить человека на всех трудных, монотонных, поточных работах. Эти роботы действуют на основании жестко описанных программ и иногда наполняют собой автоматические линии, участки, а также способны выполнять полный производственный цикл. Ученые выделяют в этой группе три поколения роботов (роботы с программным управлением, роботы с адаптивным управлением (элементы ощущения), роботы с элементами искусственного интеллекта) но их назначение не меняется, они были и остаются неутомимыми рабочими, делающими свою работу 24 часа в сутки, не требуя зарплаты, доплаты за сверхурочные, премии и отпуска.
Разумные роботы. Эта группа представлена более новыми, интересными и неизведанными возможностями разума. В средствах массовой информации то и дело появляются «сенсационные» сообщения о том, что удалось смоделировать разум, но до сих пор конкретных результатов не получено. Все рассматривается на уровне теорий и предположений так как еще до конца не изучена область науки, касающейся изучения работы человеческого мозга. Ученые пока лишь догадываться, и поэтому моделирование мыслительного процесса крайне затруднено. Но нет пределов совершенству, поэтому данная проблема и многие другие неизведанные задачи науки, стоящие перед человечеством, рано или поздно будут успешно решены.
Развитие робототехники идёт стремительными шагами, прогресс - во всех областях применения. Студенческие роботы уже могут быть использованы для отработки навыков управления любыми другими типами роботов. Телеуправляемые роботы позволяют человеку проникнуть в самые удалённые и опасные места земного шара. Промышленные роботы всё больше избавляют человека от необходимости физического монотонного труда. Разумные роботы так же не стоят на месте. В стадии испытания находятся беспилотные автомобили, которые смогут заменить водителей, что позволит избежать множества трагедий, совершённых из-за человеческих ошибок.
Последние достижения в области робототехники и искусственного интеллекта выглядят просто невероятными. Но все-таки не следует полностью заменять человеческие отношения техникой [4].
Библиографические ссылки
1. Dictionary.com. URL: http://dictionary.reference.com/browse/Mechatronics?s=t (дата обращения: 19.01.2016).
2. Мехатроника: компоненты, методы, примеры / Б. Хайман, Б. Герт, К. Попп, О. Репецкий. Новосибирск : Изд-во СО РАН, 2010. 602 с.
3. Занимательная робототехника. URL: http://edurobots.ru/ (дата обращения: 01.02.2016).
4. Myrobot.ru. URL: http://myrobot.ru/articles/ (дата обращения: 11.02.2016).
© Жиганов А. И., Крашенинник А. Ю., 2016
