Ссылка на первоисточник — здесь больше порядка с оформлением.
Люди называют роботами те вещи, про которые неизвестно, что они делают полезного. Как только робот начинает делать что-то полезное, его перестают называть роботом [1].
Дмитрий Гришин, основатель инвестиционного фонда Grishin Robotics
Введение
Постоянно общаясь с разными людьми, я как человек, некоторым образом по образованию и по роду профессиональной деятельности имеющий отношение к робототехнике, неоднократно сталкивался с различными трактовками понятия «робот». Собрания специалистов в области робототехники иногда сопровождались беспощадными дискуссиями на эту тему. Дискуссии бывали столь же бесплодными в попытке прийти к единому, всеми признаваемому определению, сколь и малоосмысленными, с точки зрения неспециалиста. Какой смысл в словесной эквилибристике, думает обычный человек, если она никак не помогает в решении практических задач?
И действительно, какой смысл?
iPhone в мире роботов пылесосов. Обзор лучшего моющего робота-пылесоса 2023 — DreameBot L10s Ultra
Независимо от того, какое наиточнейшее определение изобретут сами робототехники, люди все равно будут считать роботом любую рукотворную (искусственно созданную) сущность (механическое устройство или компьютерную программу), которая движется, выполняет работу, производит вычисления — в общем, функционирует — без непосредственного присутствия человека. При этом дистанционное управление люди вполне допускают.
Ситуацию запутывают и сами робототехники, то вводя новые термины для различения роботов от не-роботов (например, «робототехническая система», или «робототехническое устройство», которое, как бы, не совсем робот, «недоробот» из-за недостаточной автономности), то называя роботами устройства, которые, согласно их же определениям, роботами не являются [2].
Немного определений: стандарты по робототехнике
Но не будем голословными. Давайте посмотрим на некоторые определения. Возьмем для начала ГОСТ Р 60.0.0.4-2019/ИСО 8373:2012 [3], подготовленный крупными специалистами в данном вопросе — Государственным научным центром РФ ЦНИИ РТК, — цитирую, «на основе собственного перевода… международого стандарта ISO 8373:2012»:
робот (robot): Исполнительный механизм, программируемый по двум или более степеням подвижности, обладающий определенной степенью автономности и способный перемещаться во внешней среде с целью выполнения задач по назначению.
Пойдем по порядку. Итак, слова «исполнительный механизм» говорят нам о том, что робототехники признают роботами только некие механические агрегаты, оснащенные приводами. Этим робототехники отличаются от программистов, которые могут называть роботом или ботом
специальную программу, выполняющую автоматически и/или по заданному расписанию какие-либо действия через интерфейсы, предназначенные для людей [4].
В конце концов, вполне обычное дело, когда разные области знаний используют одни и те же слова для описания собственных смыслов. Пока просто запомним это разночтение.
Начало конца: Искусственный интеллект научился предсказывать будущее и создавать себе процессоры
Далее в ГОСТ Р 60.0.0.4-2019/ИСО 8373:2012 сказано про «определенную степень автономности», понимаемой как
способность выполнять задачи по назначению на основе текущего состояния и восприятия внешней среды без вмешательства человека [5].
Что ж, без вмешательства так без вмешательства, но зачем тогда называть роботами, например, вот это, и это, и это прекрасные устройства, демонстрируемые на сайте того же ЦНИИ РТК, работающие исключительно при дистанционном управлении человеком-оператором?
По той же причине не подходит под такое определение робота и робот «Фёдор», порадовавший нас в 2019 г. героическим полетом на МКС, поскольку он предназначен для работы под управлением человеком-оператором с помощью задающего устройства-экзоскелета в так называемом копирующем режиме.
Так все же, господа робототехники, роботы это или не роботы?
Кроме того, этакой несколько наивной формулировкой об «определенной степени автономности» разработчики стандарта как бы намекают на свою неспособность дать точное определение термину «робот». Что такое определенная степень автономности и кем она определена? Является ли признаком робота определенная полная автономность, или же определенная никакая — тоже? Впрочем, действительно, на этот вопрос однозначно не ответить, но, по крайней мере, отмечено стремление хоть к какой-нибудь автономности.
Далее имеем неточность в словах «способный перемещаться во внешней среде», так как перемещение представляет собой
изменение местоположения физического тела в пространстве… и т.д. по тексту [6].
Современный промышленный робот-манипулятор, который не изменяет своего местоположения в пространстве, но отвечает другим предъявленным требованиям (программируется по двум и более степеням подвижности и обладает определенной степенью автономности, особенно если, скажем, оснащен техническим зрением), должно быть, с удивлением узнает, что он роботом не является. Здесь была бы более точна формулировка из предшествующего ГОСТ Р ИСО 8373-2014 [7] от ООО «НИИ экономики связи и информатики «Интерэкомс», который как раз и был заменен обсуждаемым более свежим стандартом, а именно: «движущийся внутри своей рабочей среды».
Робот youBot от KUKA — манипулятор на мобильной платформе — способен перемещаться во внешней среде
Промышленные манипуляторы KUKA — неспособны перемещаться во внешней среде
Кстати, в англоязычном оригинале [8] это определение звучит так:
robot
actuated mechanism programmable in two or more axes with a degree of autonomy, moving within its environment, to perform intended tasks
Мне кажется, коллеги из НИИ экономики связи и информатики лучше разобрались в роботах, чем коллеги из ЦНИИ робототехники. Шутка (зато термин «степень подвижности» от ЦНИИ РТК более уместен, чем «ось» от «Интерэкомс»). Но и в целом, ГОСТ Р 60.0.0.4-2019/ИСО 8373:2012 грешит подобными неточностями (где в переводе, а где и в робототехнической терминологии).
Зато в нём же приведена сноска с еще одним, чуть менее противоречивым, определением робота:
ИСО/ТК 299 «Робототехника» в 2018 году принял новое определение: робот (robot): Программируемый исполнительный механизм с определенным уровнем автономности для выполнения перемещения, манипулирования или позиционирования [9].
Глава 15. Техника
§ 15.1 Роботы и робототехника
Для того чтобы техника (машина или устройство) выполняла нужную работу, ею нужно уметь управлять. Поэтому любое устройство должно иметь органы управления. Органы управления простыми техническими устройствами легки в управлении, а органы управления сложными техническими устройствами представляют собой сложные системы.
• о роботах, их устройстве и назначении;
• о современных разработках в области робототехники.
• собирать модели роботов с помощью электронного конструктора.
Роботы и робототехника
Почему на протяжении многих веков люди пытаются создать механическое устройство, подобное себе?
Робот — это автоматическое устройство, автомат. Однако не всякий автомат следует называть роботом. Как и любое автоматическое устройство, робот действует по заданной программе. Робота отличает то, что он под управлением оператора (с помощью датчиков) получает информацию о внешнем мире и может корректировать действия в зависимости от ситуации.
По функциям датчики роботов похожи на органы чувств человека или других живых организмов. Они могут реагировать на прикосновение, световой или звуковой сигнал или несколько сигналов одновременно.
Коррекция функций робота может происходить под воздействием оператора, который управляет роботом (рис. 15.1, а).
Рис. 15.1. Роботы: а — управляемый оператором дрон-квадрокоптер; б — автономный робот-газонокосилка
Современные компьютеры позволяют сделать полностью автономных роботов. Такие роботы действуют по заданной программе и корректируют свои функции применительно к изменяющимся условиям (рис. 15.1, б).
Часто роботами называют только человекоподобные устройства (рис. 15.2, а).
Рис. 15.2. Робот-андроид (а) и промышленный робот (б)
Однако в промышленности и других сферах труда чаще всего применяют роботов, не похожих на человека (рис. 15.2, б).
Создавать человекоподобных роботов (роботов-андроидов) для производства нецелесообразно из экономических соображений. Такие роботы будут очень дороги, что приведёт к значительному росту себестоимости продукции, а значит, и её цены. Снизится спрос на соответствующий товар. Кроме того, придание промышленному роботу подобия человека не влияет на его технологические функции, но усложняет всю конструкцию, не улучшая её производственных свойств.
В отраслях промышленного производства роботы (манипуляторы, обработчики, сборщики) выполняют следующие функции:
• загрузка или разгрузка технологических машин, станков, агрегатов, установок;
• манипулирование деталями или изделиями (укладка, сортировка, ориентация);
• перемещение деталей или изделий от станка к станку или складирование;
• сварка, пайка, склеивание, запрессовывание и т. п.;
• сборка механических и электрических деталей;
• сборка электронных деталей, электрических целей;
• укладка проводов и кабелей;
• обработка деталей (точение, фрезерование и т. п.).
Профессии и производство
Робототехника является прикладной научной отраслью, посвящённой созданию роботов и автоматизированных технических систем. Созданием роботов занимаются робототехники, точнее, инженеры-робототехники. Они продумывают механику и электронную часть робота, программируют его действия.
Робототехники работают в конструкторских бюро разных отраслей промышленности (авиация, космонавтика, станкостроение, приборостроение и т. д.), в научно-исследовательских центрах разной направленности (медицина, нефтедобыча и т. д.), а также в компаниях, специализирующихся на роботостроении.
Робототехник — это универсальный специалист: инженер, программист, кибернетик.
Для того чтобы стать робототехником, надо получить инженерное высшее образование по направлению «мехатроника и робототехника». В России для этого существует более 400 вузов.
Проверьте себя:
1. Что такое робот?
2. Чем робот отличается от автоматического устройства?
3. Почему на производстве не применяют человекоподобных роботов?
4. Перечислите основные виды работ, в которых роботы могут заменить человека.
Подумайте, где в вашем доме робот мог бы пригодиться для выполнения домашних работ.
Источник: xn—-7sbbfb7a7aej.xn--p1ai
Робот это автоматическое устройство действующее по заданной программе получающее с помощью
Алгоритмы управления
Управление — это процесс целенаправленного воздействия на объект; осуществляется для организации функционирования объекта по заданной программе.
В середине прошлого века выдающийся американский учёный Норберт Винер (1894-1964), изучавший различные технические и биологические системы, установил, что управление в них осуществляется по общей схеме.
Винер считается основоположником науки об управлении — кибернетики. Автор книги «Кибернетика, или управление и связь в животном и машине.» 1948 года
Управляемым объектом (объектом управления) может быть техническое устройство (например, автомобиль), один человек (например, ученик, солдат) или коллектив (например, оркестр, работники предприятия).
Управляющим объектом (управляющей системой) может быть человек (например, шофёр, дирижёр оркестра, учитель, директор), коллектив (например, правительство, парламент), а может быть и техническое устройство (например, автоматический регулятор, компьютер).
Последовательность команд по управлению объектом, приводящая к заранее поставленной цели, называется алгоритмом управления.
Простейшие алгоритмы управления могут состоять из одной команды или представлять собой линейную последовательность команд. Более сложные алгоритмы управления содержат ветвления и циклы.
Обратная связь
Для управления нужна информация .
Во-первых , управляющий объект должен получить информацию о том, что ему нужно, т. е. он должен знать цель своих действий.
Во-вторых , управляющий объект должен знать, как можно достичь поставленной цели. Важно, что информация о цели и способах её достижения должна быть известна управляющему объекту до начала процесса управления.
Пример 1 . Рассмотрим управление движением автомашин (объект управления) на перекрёстке с помощью светофора (управляющий объект). В этой ситуации управляющее воздействие формируется в зависимости от заложенной в управляющем объекте исходной информации. Светофор не воспринимает текущую информацию о состоянии движения на перекрёстке, он не изменяет алгоритм управления от того, что с какой-то стороны скопилось очень много машин и образовалась «пробка».
Обратная связь — это процесс передачи информации о состоянии объекта управления в управляющий объект.
Обратная связь позволяет корректировать управляющие воздействия управляющего объекта на объект управления в зависимости от состояния объекта управления (рис. 2.7). Обратная связь предусмотрена в ряде бытовых приборов (например, утюг с терморегулятором, холодильник, кастрюля-скороварка), в живых организмах, в обществе.
Рис. 2.7. Кибернетическая модель управления
В настоящее время очень часто роль управляющего объекта отводится компьютеру, в память которого заложена программа управления, предусматривающая все варианты информации, которые могут быть получены по обратной связи.
Пример 2 . Если вместо обычного светофора на дорожном перекрёстке будет установлен «интеллектуальный» светофор — высокотехнологичное устройство, оснащённое датчиками, фиксирующими скорость движения на дороге и плотность транспортных потоков, то управление движением станет более рациональным за счёт учёта информации, поступающей от объекта управления.
Системы с программным управлением. Робототехника
Системы, в которых роль управляющего объекта поручается компьютеру, называются автоматическими системами с программным управлением. Наиболее впечатляющими примерами таких систем являются роботы.
Робот — автоматическое устройство, действующее по заранее заложенной программе. Получая информацию о внешнем мире от датчиков (касания, расстояния, света, звука и др.), робот осуществляет производственные и иные операции, ранее выполнявшиеся человеком. При этом робот может получать команды от оператора или действовать автономно .
Сегодня в мире используются миллионы роботов. Они выполняют не только однообразные рутинные операции, которые не нравятся человеку, но и задачи, которые нам не под силу. Роботы управляют самолётами и поездами, помогают в строительстве космической станции, в сборке автомобилей и производстве микрочипов, охраняют здания, используются военными для разведки и разминирования, помогают спасателям искать людей под завалами. Нет такой области, в которой человек не попытался создать себе автоматического помощника.
Робототехника — наука, занимающаяся разработкой автоматизированных технических систем, опирающаяся на информатику, а также на такие дисциплины, как:
• механика (движение материальных тел и взаимодействие между ними);
• телемеханика (контроль и управление объектами на расстоянии);
• электроника (методы создания электронных приборов и устройств для приёма, передачи, обработки и хранения информации);
• радиотехника (методы генерации, усиления, преобразования, излучения и приёма радиосигналов, проектирование и изготовление радиоаппаратуры).
Источник: skobelevserg.jimdofree.com