Робототехника и сервисы - Студенческий научный форум

XII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2020

Робототехника и сервисы

 Комментарии
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Конструкция роботов, их внешний вид и их назначения могут быть самыми разными. Одни роботы созданы, чтобы упростить человеку работу или сделать ее безопаснее. Другие - ради развлечения. Промышленные роботы составляют больше 80% от всех существующих на сегодня устройств. Выделяют роботов трех поколений. Роботы первого поколения - это роботы с программным управлением, предназначенные для выполнения определенной, жестоко запрограммированной последовательности операций.

Роботы второго поколения - это «очувствление» роботы, предназначенные для работы с объектами произвольной формы, осуществления сборочных операций, сбора информации о внешней среде с помощью большого количества сенсоров.

Роботы третьего поколения - это так называемые интеллектуальные, или разумные, роботы, предназначенные для воспроизведения физических и двигательных функций человека, для решения интеллектуальных задач.

В последнее время роботы получают большое применение в медицине, разрабатываются модели хирургических роботов. Промышленные роботы выполняют такие задачи: сортировка, перемещение грузов, выполнение сварочных работ. При проведении под водой обследования опасных объектов службы МЧС России используют подводные роботы «Гном». Боевые роботы являются устройствами телеприсутствия, но немногие модели способны уже выполнять задачи без человека. Российские ученые разработали робота шахматиста, который смог обыграть известных гроссмейстеров. Роботы широко используются в образовании - японский гуманоид может общаться на разных языках, давать задания, менять мимику.

Человек постоянно контролирует роботов и определяет, чем и как они будут заниматься.

ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ РОБОТОТЕХНИКИ

Только на 2017 год прогнозируется дальнейший рост автоматизации, роботизации и развития искусственного интеллекта. Об этом заявляет аналитическая компания IDC. По разным оценкам объем рынка составляет от 15 до 30 млрд. дол.

Администрация Белого дома тоже согласна с таким утверждением, но беспокоится, что рост робототехники отразится на занятости неквалифицированных работников. В то же время Дональд Трамп обещает потратить 1 трлн. дол. на развитие инфраструктуры страны, а эксперты поддерживают применение автоматизации, чтобы снизить затраты. Обладатель Dallas Mavericks, Марк Кубан считает, что президент мог би инвестировать из фонда инфраструктуры 100 млрд. дол. на развитие американской робототехники.

Также компания IDC заявляет, что к 2019 году в США 35% непроизводственных предприятий нескольких секторов будут активно внедрять робототехнику. В первую очередь, это логистика, сфера здравоохранения и коммунальные услуги. Помимо этого, IDC делает такие прогнозы:

популяризация робота как «услуги»;

на производстве будет использоваться все большее количество роботов;

рост конкуренции среди роботизированных поставщиков;

увеличение спроса на рынке работников, владеющих навыками робототехники;

развитие конфиденциальности и безопасности в этой сфере;

программное обеспечение, основывающееся на облаке;

дальнейшая разработка коммерческих роботов, подключенных к интеллектуальной сети;

Следует отметить, что в данный момент ЕС, Корея и Китай лидируют в развитии робототехники, а США пока остается на дальних позициях. Этот вопрос Марк Кубан поднял давно, но пока новая администрация только раздумывает, куда лучше инвестировать денежные средства.

Развивающиеся страны также пытаются уловить мировые тенденции в области роботизации и автоматизации. Практически везде открываются детские учебные центры по изучению робототехники. В данный момент Беларусь очень заинтересована технологиями искусственного интеллекта. Кроме того, исследователи разрабатывают программное обеспечение и электронные составляющие для роботов.

Перспективы развития робототехники в Украине связаны в основном с производственным процессом. Компания Вертикаль разрабатывает и выпускает современное автоматизированное оборудование для нефтегазовой, горнодобывающей и химической промышленности. Diacom Group разрабатывает проекты в категории «умный дом» - интеллектуальную систему управления помещениями. А компания Boteon, которая смогла выйти на израильский рынок, разработала роботизированную инвалидную коляску.

Разработка робототехники в России движется в двух направлениях - производство и оборона. И хоть пока на 10 тысяч работников приходится всего лишь 2 робота, данный показатель вскоре будет увеличиваться. Для армии разрабатываются и изготовляются «железные» разведчики, саперы, патрульные, боевые сухопутные роботы и прочее. Одной из многообещающих российских разработок считается создание робота «Аватара» от завода «ЦНИИТОЧМАШ», который умеет ездить на квадроцикле и с помощью руки-манипулятора стрелять из пистолета.

Не только Россия развивает оборонный комплекс. Недавно в Польше проводилось испытание новой разработки - квадрокоптера-бомбы от консорциума WB Electronics S.A. Такой робот способен поражать легкую бронетехнику, автотранспорт и склады с боеприпасами.

РАЗВИТИЕ ИСКУССТВЕННОГО ИНТЕЛЛЕКТА

Научно-фантастические рассказы об искусственном интеллекте стали реальностью. В 2016 году произошел существенный прорыв в этой области. Например, искусственный интеллект AlphaGo победил Ли Седоля - чемпиона мира по сложнейшей игре в Го. Робот UNU от компании Unanimous A.I. предсказал итоги Кентуккийского конного состязания, когда ни одному эксперту не удалось это сделать. Интеллект MogIA - индийский стартап, предсказал победу в президентских выборах Дональда Трампа, которая была неожиданностью для миллионов людей. Microsoft AI лучше, чем любой человек, понимает речь. Для этого разработчикам пришлось потратить 2 тысячи часов записи данных.

Использование самоуправляемых автомобилей позволило сократить количество аварий на дороге. К тому же, машина с системой автопилота Tesla доставила своего хозяина в больницу, когда у него случился сердечный приступ. Статистика свидетельствует, что на каждые 100 млн. миль приходится 1,3 случая автомобильных аварий, а с самоуправляемыми машинами случается лишь 1 несчастный случай на 130 млн. миль.

Мощнейший робот IBM Watson замечает наименьшие отклонения в состоянии здоровья пациента, которые может упустить даже опытный специалист. В 30% ситуаций искусственный интеллект ставил правильный диагноз больному, когда доктора-люди его просто не замечали. Хьюстонский методистский исследовательский институт в Техасе совершил большой прорыв в диагностике раковых заболеваний.

Так, робот способен исследовать большое количество маммограмм (скорость превышает в 30 раз человеческую) и представляет онкологическое заключение с точностью 90%.

Последние исследования рассматривают работу искусственного интеллекта в судебной практике. Команда ученых с университета Пенсильвании и Лондонского колледжа университета Шеффилда разрабатывает робота, который оперативно смог бы выявлять закономерности в большинстве ситуаций. Это не говорит о полной замене судей, лишь о создании их «помощников». Проведенное исследование показало, что в 80% случаев искусственный интеллект может дать верное судебное заключение.

ВИДЫ РОБОТОВ

Конструкция роботов, их внешний вид и их назначения могут быть самыми разными. Одни роботы созданы, чтобы упростить человеку работу или сделать ее безопаснее. Другие - ради развлечения. Промышленные роботы составляют больше 80% от всех существующих на сегодня устройств. Выделяют роботов трех поколений. Роботы первого поколения - это роботы с программным управлением, предназначенные для выполнения определенной, жестоко запрограммированной последовательности операций.

Роботы второго поколения - это «очувствленные» роботы, предназначенные для работы с объектами произвольной формы, осуществления сборочных операций, сбора информации о внешней среде с помощью большого количества сенсоров.

Роботы третьего поколения - это так называемые интеллектуальные, или разумные, роботы, предназначенные для воспроизведения физических и двигательных функций человека, для решения интеллектуальных задач.

В последнее время роботы получают большое применение в медицине, разрабатываются модели хирургических роботов. Промышленные роботы выполняют такие задачи: сортировка, перемещение грузов, выполнение сварочных работ. При проведении под водой обследования опасных объектов службы МЧС России используют подводные роботы «Гном». Боевые роботы являются устройствами телеприсутствия, но немногие модели способны уже выполнять задачи без человека. Российские ученые разработали робота шахматиста, который смог обыграть известных гроссмейстеров. Роботы широко используются в образовании - японский гуманоид может общаться на разных языках, давать задания, менять мимику.

Человек постоянно контролирует роботов и определяет, чем и как они будут заниматься.

ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ РОБОТОТЕХНИКИ

Только на 2017 год прогнозируется дальнейший рост автоматизации, роботизации и развития искусственного интеллекта. Об этом заявляет аналитическая компания IDC. По разным оценкам объем рынка составляет от 15 до 30 млрд. дол.

Администрация Белого дома тоже согласна с таким утверждением, но беспокоится, что рост робототехники отразится на занятости неквалифицированных работников. В то же время Дональд Трамп обещает потратить 1 трлн. дол. на развитие инфраструктуры страны, а эксперты поддерживают применение автоматизации, чтобы снизить затраты. Обладатель Dallas Mavericks, Марк Кубан считает, что президент мог би инвестировать из фонда инфраструктуры 100 млрд. дол. на развитие американской робототехники.

Также компания IDC заявляет, что к 2019 году в США 35% непроизводственных предприятий нескольких секторов будут активно внедрять робототехнику. В первую очередь, это логистика, сфера здравоохранения и коммунальные услуги. Помимо этого, IDC делает такие прогнозы:

популяризация робота как «услуги»;

на производстве будет использоваться все большее количество роботов;

рост конкуренции среди роботизированных поставщиков;

увеличение спроса на рынке работников, владеющих навыками робототехники;

развитие конфиденциальности и безопасности в этой сфере;

программное обеспечение, основывающееся на облаке;

дальнейшая разработка коммерческих роботов, подключенных к интеллектуальной сети;

Следует отметить, что в данный момент ЕС, Корея и Китай лидируют в развитии робототехники, а США пока остается на дальних позициях. Этот вопрос Марк Кубан поднял давно, но пока новая администрация только раздумывает, куда лучше инвестировать денежные средства.

Развивающиеся страны также пытаются уловить мировые тенденции в области роботизации и автоматизации. Практически везде открываются детские учебные центры по изучению робототехники. В данный момент Беларусь очень заинтересована технологиями искусственного интеллекта. Кроме того, исследователи разрабатывают программное обеспечение и электронные составляющие для роботов.

Перспективы развития робототехники в Украине связаны в основном с производственным процессом. Компания Вертикаль разрабатывает и выпускает современное автоматизированное оборудование для нефтегазовой, горнодобывающей и химической промышленности. Diacom Group разрабатывает проекты в категории «умный дом» - интеллектуальную систему управления помещениями. А компания Boteon, которая смогла выйти на израильский рынок, разработала роботизированную инвалидную коляску.

Разработка робототехники в России движется в двух направлениях - производство и оборона. И хоть пока на 10 тысяч работников приходится всего лишь 2 робота, данный показатель вскоре будет увеличиваться. Для армии разрабатываются и изготовляются «железные» разведчики, саперы, патрульные, боевые сухопутные роботы и прочее. Одной из многообещающих российских разработок считается создание робота «Аватара» от завода «ЦНИИТОЧМАШ», который умеет ездить на квадроцикле и с помощью руки-манипулятора стрелять из пистолета.

Не только Россия развивает оборонный комплекс. Недавно в Польше проводилось испытание новой разработки - квадрокоптера-бомбы от консорциума WB Electronics S.A. Такой робот способен поражать легкую бронетехнику, автотранспорт и склады с боеприпасами.

РАЗВИТИЕ ИСКУССТВЕННОГО ИНТЕЛЛЕКТА

Научно-фантастические рассказы об искусственном интеллекте стали реальностью. В 2016 году произошел существенный прорыв в этой области. Например, искусственный интеллект AlphaGo победил Ли Седоля - чемпиона мира по сложнейшей игре в Го. Робот UNU от компании Unanimous A.I. предсказал итоги Кентуккийского конного состязания, когда ни одному эксперту не удалось это сделать. Интеллект MogIA - индийский стартап, предсказал победу в президентских выборах Дональда Трампа, которая была неожиданностью для миллионов людей. Microsoft AI лучше, чем любой человек, понимает речь. Для этого разработчикам пришлось потратить 2 тысячи часов записи данных.

Использование самоуправляемых автомобилей позволило сократить количество аварий на дороге. К тому же, машина с системой автопилота Tesla доставила своего хозяина в больницу, когда у него случился сердечный приступ. Статистика свидетельствует, что на каждые 100 млн. миль приходится 1,3 случая автомобильных аварий, а с самоуправляемыми машинами случается лишь 1 несчастный случай на 130 млн. миль.

Мощнейший робот IBM Watson замечает наименьшие отклонения в состоянии здоровья пациента, которые может упустить даже опытный специалист. В 30% ситуаций искусственный интеллект ставил правильный диагноз больному, когда доктора-люди его просто не замечали. Хьюстонский методистский исследовательский институт в Техасе совершил большой прорыв в диагностике раковых заболеваний.

Так, робот способен исследовать большое количество маммограмм (скорость превышает в 30 раз человеческую) и представляет онкологическое заключение с точностью 90%.

Последние исследования рассматривают работу искусственного интеллекта в судебной практике. Команда ученых с университета Пенсильвании и Лондонского колледжа университета Шеффилда разрабатывает робота, который оперативно смог бы выявлять закономерности в большинстве ситуаций. Это не говорит о полной замене судей, лишь о создании их «помощников». Проведенное исследование показало, что в 80% случаев искусственный интеллект может дать верное судебное заключение.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Рано или поздно роботы станут неотъемлемой частью нашего быта, какой стали компьютеры и мобильные телефоны. С одной стороны, прогресс в целом постоянно ускоряется, но при этом темпы развития потребительской и коммерческой робототехники, пожалуй, несколько снизились. Даже ведущие мировые компании, производящие роботов на коммерческой основе, замораживают часть своих проектов.

Уровень развития роботов напрямую зависит от совершенства таких областей, как, например, распознавание человеческой речи или искусственный интеллект, а в них никаких значительных подвижек не было уже несколько лет. Пока специалисты, занимающиеся исследованиями в этой сфере, не найдут новую парадигму, роботы так и не научатся совершать сложные комплексные действия. А вот принести тапочки или пропылесосить комнату - вполне в их силах. Собственно роботы-пылесосы уже сейчас очень популярны. Так, что за робототехникой будущее, но до него еще несколько десятилетий.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Юревич, Е. Основы робототехники [текст] / Юревич, Е. - М.: Наука-Москва, 2009. - 250 с.

Шмид Д. Управляющие системы и автоматика [текст] / Шмид Д. - 1-е изд. - М.: Техносфера, 2007. - 580 с.

Наумов, С. О Роботы будущего[текст] / С. Наумов // Мир Internet. - 2001. - № 6-7. - С. 84-85.

Задание по практике вычислений для ЭВМ: Рекомендации для студентов // Сост. Н.В. Шерпаев, С.А. Макаров и др. - Брянск: БГПИ, 1993. - 136 с.

Кравченко, Ю.А. Тенденции развития компьютерных технологий: учебное пособие / Ю.А. Кравченко, Э.В. Кулиев, Д.В. Заруба; Министерство образования и науки РФ,Южный федеральный университет, Инженерно-технологическая академия. - Таганрог: Издательство Южного федерального университета, 2017. - 107 с.

Барсуков, А.П. Кто есть кто в робототехнике / А.П. Барсуков. - М.: Книга по Требованию, 2010. - 128 c..

Просмотров работы: 8