X Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2018

Новые роботы заменяют людей в армии, на транспорте, в домашнем хозяйстве и как бы ни устрашали нас писатели-фантасты различными вариациями на тему «восстания машин»¹, ситуация с развитием робототехники такова, что остановить прогресс в этой области не представляется возможным.

Робот (чешское «robot», от «robota» – «подневольный труд») – автоматическое устройство, созданное по принципам распознавания, удержания и перемещения объектов во вредной и опасной средах, предназначенное для осуществления различного вида операций для производства, которое действует по заранее заложенной программе и получает информацию о положении и состоянии окружающего пространства посредством датчиков (технических аналогов органов чувств живых организмов), робот самостоятельно осуществляет производственные и иные вспомогательные операции, удовлетворяющие производственные потребности частично или полностью заменяющие труд человека. При этом робот может как иметь связь с оператором получать от него команды (ручное управление), так и действовать автономно, в соответствии с заложенной программой (автоматическое управление).

Внешний вид и конструкция современных роботов разнообразны. В промышленном производстве применяются роботы, внешний вид зависит от производственных требований и заложенных характеристик. В информационных технологиях термин «роботы» используют применительно к некоторым программам, например, так называемые боты или поисковые роботы.

Робот или бот, а также интернет-бот, www-бот и другие синонимы (от английского «bot», сокращение «robot») – это специальная программа. Термин употребляется в основном в применении к Интернету. Обычно боты предназначаются для выполнения работы, однообразной и повторяемой, со скоростью выше возможностей человека.

Слово «робот» было придумано чешским писателем Карелом Чапеком и его братом Йозефом и впервые использовано в пьесе Чапека «Р. У. Р.»² («Россумские универсальные роботы», 1920 г.).

Сведения о первом практическом применении прообразов современных роботов – механических людей с автоматическим управлением – относятся к эллинистической эпохе. На маяке, сооружённом на острове Фарос, установили четыре позолоченные женские фигуры. Днём они горели в лучах Солнца, а ночью ярко освещались и всегда были хорошо видны издалека. 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-Джазари³ (1136–1206). Так, он создал лодку с четырьмя механическими музыкантами, которые играли на бубнах, арфе и флейте.

Чертёж человекоподобного робота был сделан Леонардо да Винчи⁴ около 1495 года. Записи Леонардо, найденные в XX веке, содержали подробные чертежи механического рыцаря, который мог сидеть, раздвигать руки, двигать головой и открывать забрало.

В XVI–XVIII веках в Западной Европе получило значительное распространение конструирование автоматонов – заводных механизмов, внешне напоминающих человека или животных и способных иногда выполнять достаточно сложные движения.

Французский механик и изобретатель Жак де Вокансон⁵ создал в 1738 году первое работающее человекоподобное устройство – андроид, которое играло на флейте. Он также создал механических уток, которые, умели клевать корм.

Активное развитие робототехники и массовое производство автоматизированных машин начинается в конце XX века. Это были промышленные роботизированные машины, которые использовались в производстве. Они успешно заменили людей на конвейерах и выполняли однообразные работы, что позволило существенно снизить количество несчастных случаев на производстве, а также повысить производительность труда в промышленном производстве.

Термин анероид (произошел от греческого корня ἀνδρ- слова ἀνήρ – «мужчина» и суффикса -oid – от греческого слова εἶδος – «подобие») – дословно означает человекоподобный робот. С понятием андроида соприкасается значение слова киборг, переводящееся как кибернетический организм – в контексте симбиоза биологических и электронно-механических систем. Андроид – это робот, который имеет вид подобный человеку. Цель андроида заключается в замене человека в любом виде деятельности.

В 1986 году была представлена первая модель робота АСИМО. Он умел ходить, правда, только по ровной поверхности и достаточно медленно (1 шаг с остановкой на 5 секунд). Чтобы улучшить скорость, учёными была специально разработана технология «динамического хождения». В декабре 2004 года случился инновационный прорыв в компании «Хонда» – робот АСИМО начал бегать. Уже в 2011 году этот робот был оснащен первой в мире технологией автономного контроля поведения. Рассмотрим некоторые технические характеристики робота АСИМО. В 2000 году был представлен образец весом в 52 килограмма. Его высота составляла 120 см, а ширина – 45 см. Он ходил со скоростью 1,6 км/час, не умел бегать. Работал от никель-гидридной батареи около 30 минут. Степеней свободы – совокупности независимых траекторий перемещений было 26. Современная модель имеет значительные различия. Её вес стал меньше на 2 килограмма, рост увеличился на 10 сантиметров. Скорость ходьбы составляет 2,7 км/час. Робот умеет бегать, развивая при этом скорость 7 км/ч. Имеет 57 степеней свободы и может более часа работать без подзарядки. Функциональность робота АСИМО:

- распознавание объектов благодаря встроенной видеокамере робот может следить за движущимися объектами, распознает окружение;

- понимает жесты, может верно истолковывать жестикуляцию;

- может пожимать руку в знак приветствия или прощаться;

- двигается безопасно для себя и окружающих;

- понимает, что такое ступенька, и не упадет с неё, также без усилий обойдет человека, который остановился у него на пути;

- работает со звуками, в голову и тело робота встроено 8 микрофонов, соединенных с системой управления, которая способна распознавать звуки с точностью 80 %.

Рис 1 – Робот АСИМО

Более того, робот АСИМО способен распознавать три потока речи, то есть понимать, о чём говорят три человека одновременно (кстати, такая способность не каждому человеку доступна). Робот без труда определяет, откуда пришел звук, различает голоса, отделяя человеческую речь от других источников шума. Робот отзывается на своё имя, поворачивает голову к собеседнику, а также реагирует на звуки, несущие тревогу или опасность.

Другой удивительный робот – робот София – это первый в мире робот, получивший гражданские права. Робот по имени София была создана в 2015 году, родом она из Гонконга – из компании Hanson Robotics. Над её появлением на свет работала международная команда специалистов, а программное обеспечение объединило решения ведущих предприятий мира. Робот-андроид София распознаёт речь, непосредственно связанной с Google. Её искусственный интеллект изготовлен компанией SingularityNET, использовавшей для этого блочкейн-технологии. Внешний вид Софии достаточно футуристичен. Ее автором выступил доктор Дэвид Хэнсон (Dr. David Hanson), известный своими интересными проектами в робототехнике. У робота Софии интригующая улыбка и выразительные глаза. Последнее достигается благодаря вмонтированным в глаза камерам: это помогает роботу устанавливать с человеком зрительный контакт, также робот-София умеет выражать свыше 60 эмоций и активно использует это во время общения с людьми: моргает, округляет брови, хмурится, улыбается, двигает шеей и головой сообразно произносимым или услышанным словам.

Рис 2 – Робот София

Другие же части тела робота Софии подчеркнуто отличаются от человеческих. Например, задняя часть головы сделана из прозрачного пластика, через который видно электронное устройство её условного «мозга». Нижней части туловища у робота-Софии нет. Время от времени она маскирует это юбками в пол, а если, выступая на конференциях или форумах, этот человекообразный робот стоит за кафедрой и выглядит как живой спикер.

Рис 3 – Робот София

Кроме того, она умеет узнавать людей и, как мы уже отмечали выше, выражать свыше 60 эмоций, поэтому наблюдать за тем, как она общается, весьма интересно. Робот София строит достаточно сложные предложения и способна поддерживать разговоры даже на философские и абстрактные темы. Конечно, чаще всего ее спрашивают о совместной будущей жизни роботов и людей, о развитии искусственного интеллекта. Например, в конце октябре София выступила на конференции Future Investment Initiative, где получила гражданство, поблагодарила участников, рассказала о себе и ответила на ряд вопросов журналистов.

Отдельным актуальным направлением роботизации является создание боевых роботов. 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 местности и т. п. 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. Примерами таких устройств являются роботы: авиационные беспилотные с дистанционным управлением, подводные аппараты и надводные корабли. Большинство боевых роботов являются устройствами так называемого телеприсутствия, немногие модели имеют возможность выполнять некоторые задачи автономно, без вмешательства оператора.

Конечно же, в настоящее время роботы не способны работать самостоятельно. Для контроля над ними нужны люди, которые постоянно следят за ходом выполнения работ и в случае необходимости могут выключить их либо перенастроить. Отметим важный факт, что в роботы способны строить других роботов, которые в свою очередь способны трудиться на производстве таких же автоматизированных машин. Научная активность в развитии робототехники очень высока. Каждый год появляется огромное количество роботов, способных заменять людей.

СПИСОК ИНФОРМАЦИОННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Макаров И. М., Топчеев Ю. И. Робототехника: История и перспективы. – Изд-во Наука, 2003.

2. [Интернет-ресурс]. Режим доступа: http://www.findpatent.ru/patent/211/2114414.html.

3. Карел Чапек – R.U.R [Интернет-ресурс]. Режим доступа: https://profilib.net/avtor/karel-chapek.php.

4. [Интернет-ресурс]. Режим доступа: http://fb.ru/article/320939/robot-asimo-ili-proryiv-v-sozdanii-iskusstvennogo-intellekta.

1^ «Восстание машин» – распространённый термин в научной фантастике, связанный с выходом из-под контроля киборгов или роботов.

2^ www.profilib.com

3^ Абу аль-Из ибн Исмаил ибн аль-Раззаз аль-Джазари – арабский механик-изобретатель, математик, астроном. В 1206 году написал трактат «Китаб фи марифат аль-хиял аль-хандасийя» (Книга знаний об остроумных механических устройствах), где описал конструкцию около 50 механизмов, в том числе часов, кодовых замков и роботов.

4^ Леона́рдо ди сер Пье́ро да Ви́нчи (1452–1519) – итальянский художник (живописец, скульптор, архитектор) и учёный (анатом, естествоиспытатель), изобретатель, писатель, музыкант, один из крупнейших представителей искусства Высокого Возрождения, яркий пример «универсального человека» (лат. homo universalis).

5^ Жак де Вокансо́н (1709–1782) – французский механик и изобретатель.

Код для цитирования: Скопировать