Robotics - Robotics


Из Википедии, свободной энциклопедии

Робототехника является междисциплинарной отраслью техники и науки , которая включает в себя машиностроение , электронной техники , информационной техники , информатики и других. Robotics занимается проектированием, строительством, эксплуатацией и использованием роботов , а также компьютерных систем для их контроля, сенсорной обратной связи и обработки информации .

Эти технологии используются для разработки машин , которые могут заменить для человека и копируют действия человека. Роботы могут быть использованы во многих ситуациях , и для многих целей, но сегодня многие из них используются в опасных средах (включая обнаружение бомбы и дезактивацию ), производственные процессы, или там , где люди не могут выжить (например , в пространстве). Роботы могут принимать любую форму , но некоторые из них сделаны походить на людей по внешнему виду. Говорит , что это поможет в принятии робота в определенном репликативному поведении обычно выполняются людьми. Такие роботы пытаются повторить ходьбу, подъем, речь, познавательную, и в основном ничего человек может сделать. Многие из современных роботов , вдохновленные природой, вносит свой вклад в области био-вдохновил робототехники .

Концепция создания машин , которые могут работать автономно восходит к классическим временам , но исследования в функциональность и потенциальное использование роботов не существенно не вырастет до 20 - го века. На протяжении всей истории, это было часто предполагается различными учеными, изобретателями, инженерами и техниками , что роботы будут один день быть в состоянии имитировать человеческое поведение и управлять задачами в человеческом, как мода. Сегодня, робототехника является быстро развивающейся области, как и по- прежнему технический прогресс; исследования, проектирование и строительство новых роботов служат различные практические цели, будь то внутри страны , коммерчески , или в военном отношении . Многие роботы построены , чтобы сделать рабочие места , которые являются опасными для людей , таких как обезвреживание бомбы, находя выживших в нестабильных развалинах, а также изучения мин и затонувших кораблей. Робототехника также используются в STEM (наука, технология , инженерия и математика) в качестве учебного пособия.

Робототехника является отрасль машиностроения , которая включает в себя концепции, проектирование, изготовление и эксплуатацию роботов. Это поле перекрывается с электроникой , информатики , искусственного интеллекта , мехатроники , нанотехнологии и биоинженерии .

содержание

Этимология

Слово робототехника происходит от слова робота , который был представлен публике на чешский писатель Карел Чапек в своей пьесе RUR (Россум Универсальные Роботы) , который был опубликован в 1920 году слово робот происходит от славянского слова Робота , что означает труд /Работа. Игра начинается на фабрике , которая делает искусственные человек , называемые роботами , существа , которые могут быть ошибочно приняты за человек - очень похожие на современные идеи андроидов . Сам Карел Чапек не выдумать слово. Он написал короткое письмо , в ссылке на этимологии в Оксфордский словарь английского языка , в котором он назвал его брат Йозеф Чапек в качестве фактического автора.

Согласно Оксфордскому словарю английского языка , слово робототехника была впервые использована в печати Айзек Азимов в его научно - фантастическом рассказе «Лжец!» , Опубликованный в мае 1941 года в Поразительно научной фантастике . Азимов не знал , что он был чеканкой термина; так как наука и технология электрических устройств электроника , он предположил , робототехнику уже отнесенную к науке и технологии роботов. В некоторых других работах Азимов, он утверждает , что первое использование слова робототехники было в его рассказе Хоровод ( Поразительный Научная фантастика , март 1942), где он представил свою концепцию трех законов робототехники . Однако, оригинальное издание «Лжец!» предшествует , что из «Хоровод» на десять месяцев, так что бывший , как правило , приводится в качестве происхождения слова.

история

В 1948 году Норберт Винер сформулировал принципы кибернетики , в основу практической робототехники.

Полностью автономна появились только во второй половине 20 - го века. Первым цифровым управлением и программируемый робот, то Unimate , был установлен в 1961 году , чтобы поднять горячие куски металла из машины для литья под давлением и укладывают их. Коммерческие и промышленные роботы широко распространены сегодня и используются для выполнения работ дешевле, точнее и надежнее, чем люди. Они также используются в некоторых работах , которые слишком грязно, опасно или скучно быть пригодны для людей. Роботы широко используются в производственной , сборки, упаковки и упаковки, горнодобывающей промышленности, транспорта, земли и освоения космоса , хирургии, оружия, лабораторных исследований , безопасности и массового производства в потребительских и промышленных товаров .

Дата Значимость имя робота изобретатель
До н.э. и ранее третьего века Одно из самых ранних описаний автоматов появляется в Ли Цзы текста, на гораздо более ранней встрече между королем Му Чжоу (1023-957 до н.э.) и инженер - механик , известный как Ян Ши, в «ремесленника». Последний якобы представил король в натуральной величине, человек-образной фигурой его механические рук. Ян Ши (китайский: 偃师 )
Первый век нашей эры и ранее Описания более 100 машин и автоматов, в том числе пожарной машины, духовой орган, в монетные машины, и парового двигателя, в PNEUMATICA и автоматов по Герона Александрийского Ктезибий , Филон Византийский , Герон Александрийский, и другие
с. 420 г. до н.э. Деревянный, пара самоходного птица, которая была в состоянии летать Летающий голубь Архит из Тарента
1206 Созданный в начале гуманоида автоматы, программируемый автомат полоса Робот-группа, мытье рук автомат, автоматизированные движущиеся павлинов Al-Джазари
1495 Конструкции для человекоподобного робота Механический Knight Леонардо да Винчи
1738 Механическая утка, которая была в состоянии съесть, машет крыльями, и выделывают Переваривание Duck Вокансон
1898 Никола Тесла демонстрирует первый радиоуправляемые судно. Teleautomaton Никола Тесла
1921 Первые литературные автоматоны называемые «роботы» появляются в пьесе RUR Россум Универсальные роботы Карел Чапек
1930-е годы Гуманоид робот экспонировались на 1939 и 1940 выставка мира Elektro Westinghouse Electric Corporation
1946 Первый универсальный цифровой компьютер Вихрь Несколько человек
1948 Простые роботы, проявляющие биологическое поведение Элси и Элмер Уильям Грей Уолтер
1956 Первый коммерческий робот от компании Unimation , основанной Джорджем Devol и Энгельбергер , на основе патентов ДеВола в Unimate Джордж Devol
1961 Первый установлен промышленный робот. Unimate Джордж Devol
1967 до 1972 Первая полномасштабная гуманоид умный робот, и первый андроид . Его система управления конечностью позволила ей ходить с нижними конечностями, а также захватывать и транспортные объекты , с руками, с помощью тактильных датчиков. Его зрительная система позволила ему измерять расстояния и направления к объектам с использованием внешних рецепторов, искусственные глаза и уши. И его система беседы позволили ему общаться с человеком на японском языке, с искусственным ртом. WABOT-1 университет Васэда
1973 Первый промышленный робот с шестью электромеханическим приводом осей ассистент иллюзиониста KUKA Robot Group
1974 Первый в мире микрокомпьютер контролируется электрический промышленный робот, IRB 6 из ASEA, был доставлен в небольшой машиностроительной компании на юге Швеции. Конструкция этого робота была запатентована уже 1972. IRB 6 ABB Robot Group
1975 Программируемая универсальные манипуляции рука, продукт Unimation PUMA Виктор Шейнман
1978 Первый объект уровень язык программирования робота, позволяя робот обрабатывать вариации в положении объекта, форме и шуме датчика. Freddy I и II, увлеченные робот язык программирования Patricia Эмблер и Робин Попплстон

Роботизированные аспекты

Механическая конструкция
Электрический аспект
Уровень программирования

Есть много типов роботов; они используются во многих различных средах и для многих различных применений, хотя и является весьма разнообразны в применении и образуют все они имеют три основные черты, когда дело доходит до их строительства:

  1. Роботы все имеют какой - то механической конструкции, рамы, форма или форма предназначена для достижения конкретной задачи. Например, робот предназначен для путешествий по тяжелой грязи или грязи, можно использовать гусеницы . Механический аспект в основном решение создателя для завершения поставленной задачи и дела с физикой окружающей среды вокруг него. Форма следует за функцией.
  2. Роботы имеют электрические компоненты, мощность и управление механизмами. Например, робот с гусеницами будет нужна какая - то власть , чтобы переместить трекер протекторов. Эта сила приходит в виде электричества, которое придется пройти через провод и происходят от батареи, основной электрической цепи . Даже бензиновые машины , которые получают свою силу главным образом из бензина еще необходимы электрический ток , чтобы начать процесс сгорания , который является , почему большинство бензиновых машин , как автомобили, есть батареи. Электрическая аспект роботов используются для движения (через двигатели), зондирование (где электрические сигналы , которые используются для измерения таких вещей , как тепло, звук, положение и энергия состояния) и операции (роботы должны некоторый уровень электрической энергии , подаваемой к их двигателям и датчики для того , чтобы активировать и выполнять основные операции)
  3. Все роботы содержат некоторый уровень компьютерного программирования кода. Программа, как робот решает , когда и как делать что - то. В гусеничном примере трека, робот , который должен двигаться по грязной дороге может иметь правильную механическую конструкцию и получить необходимое количество энергии от своей батареи, но не идти в любое место без программы , сообщая его двигаться. Программы являются основной сутью робота, он может иметь высокую механическую и электрическую конструкцию, но если его программа плохо построена его производительность будет очень плохо (или не может выполнить на всех). Есть три различных типа роботизированных программ: дистанционное управление, искусственный интеллект и гибрид. Робот с дистанционным управлением программированием имеет существовавший ранее набор команд , которые он будет выполнять только если и когда он получает сигнал от источника управления, как правило , человека с помощью пульта дистанционного управления. Это , возможно , более подходит для просмотра устройств , управляемых в первую очередь, человек команд как попадающие в дисциплине автоматизации , а не робототехника. Роботы , которые используют искусственный интеллект взаимодействуют с окружающими их средой самостоятельно без источника управления, и могут определять реакции на объекты и проблемы , с которыми они сталкиваются , используя их существовавшее ранее программирование. Гибрид форма программирования, включает в себя как функции AI и RC.

Приложения

Поскольку все больше и больше роботов предназначены для выполнения конкретных задач этот метод классификации становится все более актуальным. Например, многие роботы предназначены для монтажных работ, которые не могут быть легко адаптированы для других приложений. Их называют как «сборочных роботов». Для шовной сварки, некоторые поставщики обеспечивают полную сварочные системы с роботом, т.е. сварочного оборудования, наряду с другими удобствами обработки материалов, таких как вертушки и т.д., как единое целое. Такая интегрированная роботизированная система называется «сварочный робот», даже если его дискретный манипулятором блок может быть адаптирован к различным задачам. Некоторые роботы, специально предназначенные для манипулирования тяжелой нагрузки и помечены как «тяжелые роботы службы».

Атлас Робот гуманоид робот предназначен для помощи аварийно - спасательных служб в поисково-спасательных операций

Текущие и потенциальные области применения включают в себя:

Компоненты

источник питания

InSight спускаемый аппарат с солнечными батареями , развернутыми в чистых помещениях

В настоящее время , в основном (свинцово-кислотные) аккумуляторы используются в качестве источника питания. Много различных типов батарей могут быть использованы в качестве источника питания для роботов. Они варьируются от свинцово-кислотных аккумуляторов, которые безопасны и имеют относительно длинные срок хранения , но довольно тяжелый по сравнению с серебристо-кадмиевых батарей, которые значительно меньше по объему и в настоящее время гораздо дороже. Проектирование батареек робота необходимо принимать во внимание таких факторов, как безопасность, время жизни цикла и вес . Генераторы, часто некоторый тип двигателя внутреннего сгорания , могут быть также использованы. Однако такие конструкции часто механически сложны и нуждаются в топливе, требуют отвода тепла и относительно тяжелые. Лямки подключения робота к источнику питания будет отключать электропитание от робота целиком. Это имеет преимущество экономии веса и пространства за счет перемещения всех компонентов генерации и накопления энергии в другом месте. Тем не менее, эта конструкция приходит с недостатком постоянно имея кабель , подключенный к роботу, который может быть трудно управлять. Потенциальные источники энергии могут быть:

приведение в действие

Приводы являются « мышцы » робота, детали , которые преобразуют накопленную энергию в движение. До сих пор наиболее популярные приводы электродвигатели , которые вращают колесо или зубчатое колесо, и линейные исполнительные механизмы , которые контролируют промышленные робот на заводах. Есть некоторые последние достижения в области альтернативных видов приводов, работающих на электроэнергии, химических веществ или сжатого воздуха.

Электродвигатели

Подавляющее большинство роботов используют электродвигатели, часто матовые и бесщеточные двигатели постоянного тока в портативных роботах или двигателях переменного тока в промышленных роботах и станки с ЧПУ станков. Эти двигатели часто являются предпочтительными в системах с более легкими нагрузками, и где преобладающая форма движения вращения.

Линейные приводы

Различные типы линейных приводов и выходить вместо пр дения, и часто имеют более быстрые изменения направления, в частности , когда очень большие силы нужны такие , как с промышленной робототехникой. Они , как правило , работает на сжатом и окисленный воздух ( пневматический привод ) или масло ( гидравлический привод ).

упругие приводы серии

Изгиб разработан как часть привода двигателя, чтобы повысить безопасность и обеспечить надежный контроль силы, эффективность использования энергии, поглощение ударов (механическая фильтрация) при одновременном снижении чрезмерного износа на передаче и других механических компонентах. Полученная нижнее отражение инерции может улучшить безопасность , когда робот взаимодействует с людьми или во время столкновения. Он был использован в различных роботов, особенно передовых производственных роботов и ходить человекоподобных роботов.

Воздушные мышцы

Пневматические искусственные мышцы, также известный как воздушные мышцы, специальные трубки, которые расширяются (как правило, до 40%), когда воздух нагнетается внутри них. Они используются в некоторых приложениях роботов.

Мышцы провод

Мышцы проволока, также известная как сплав с памятью формы, Nitinol® или Flexinol® проволока, представляет собой материал, который сжимается (менее 5%) при подаче электроэнергии. Они были использованы для некоторых небольших приложений роботов.

Электроактивные полимеры

EAPs или EPAMs являются пластическим материалом, который может сжиматься существенно (до 380% деформации активации) от электричества, и используются в лицевых мышцах и руках гуманоидных роботов, и для того, чтобы новые роботы плавать, летать, плавать или ходить.

Пьезоэлектрические моторы

Последние альтернативы двигателей постоянного тока являются пьезоэлектрическими двигателями или ультразвуковыми моторами . Они работают на принципиально иной принцип, согласно которому крошечные пьезокерамические элементы, вибрационные много тысяч раз в секунду, вызывают линейное или вращательное движение. Существуют различные механизмы работы; один тип использует вибрацию элементов пьезоэлектрических к шагу двигателя в круге или по прямой линии. Другой тип использует элементы пьезо , чтобы вызвать вибрацию гайки или водить винт. Преимущества этих моторов нанометрового разрешения, скорость и доступную сила для их размера. Эти двигатели уже доступны в продаже, и используются на некоторых роботах.

Эластичные нанотрубки

Эластичные нанотрубки являются многообещающим технологией искусственного мускула на ранней стадии экспериментальной разработки. Отсутствие дефектов в углеродных нанотрубках позволяет этим нить , чтобы упруго деформироваться на несколько процентов, с уровнями хранения энергии , возможно , 10  Дж / см 3 для металлических нанотрубок. Человеческие двуглавой может быть заменен на диаметр проволоки 8 мм из этого материала. Такой компактный «мускул» может позволить будущим роботам перегнать и outjump людей.

считывание

Датчики позволяют роботам получать информацию об определенном измерении окружающей среды или внутренних компонентах. Это очень важно для роботов для выполнения своих задач, и действовать на любые изменения в окружающей среде, чтобы вычислить соответствующий ответ. Они используются для различных форм измерений, чтобы дать роботов предупреждения о безопасности или неисправностей, а также предоставлять информацию в реальном масштабе времени задачи она выполняет.

потрогать

Современные роботизированные и протезирование руки получают гораздо меньше тактильную информацию , чем человеческая рука. Недавние исследования разработали тактильный массив датчиков , который имитирует механические свойства и сенсорные рецепторы человека пальцев. Матричный датчик выполнен в виде жесткой сердцевины , окруженной проводящей жидкости , содержащейся эластомерной кожи. Электроды установлены на поверхности жесткой сердцевины и соединены с полным сопротивлением-измерительными устройствами в пределах сердечника. Когда искусственная кожа затрагивает объект жидкости путь вокруг электродов деформируются, производя изменения импеданса , которые отображают силы , полученными от объекта. Исследователи ожидают , что важная функция таких искусственных пальцев будет регулировать роботизированный захват на удерживаемых объектах.

Ученые из нескольких стран Европы и Израиля разработали протез руки в 2009 году, называется SmartHand, который функционирует как реальный один-позволяя пациентам писать с ним, типа на клавиатуре , играть на фортепиано и выполнять другие мелкие движения. Протез имеет датчики , которые позволяют пациенту чувствовать реальное чувство в своих руках.

видение

Компьютерное зрение это наука и технология машин, см. Как научная дисциплина, компьютерное зрение относится к теории за искусственных систем , которые извлекают информацию из изображений. Данные изображений могут принимать различные формы, такие как видеофрагменты и виды с камер.

В большинстве практических применений компьютерного зрения, компьютеры предварительно запрограммированным для решения конкретной задачи, но методы, основанные на обучении в настоящее время становится все более распространенным явлением.

Системы компьютерного зрения полагаются на датчики изображения , которые обнаруживают электромагнитное излучение , которое , как правило , в форме либо видимого света или инфракрасного света . Датчики разработаны с использованием Физики твердого тела . Процесс , при котором свет распространяется и отражается от поверхности объясняется использованием оптики . Сложные датчики изображений даже требуют квантовой механики , чтобы обеспечить полное понимание процесса формирования изображения. Роботы также могут быть оснащены несколькими датчиками зрения , чтобы быть лучше , чтобы вычислить ощущение глубины в окружающей среде. Как и глаз человека, роботы „глаз“ должен также быть в состоянии сосредоточиться на конкретную области интересов, а также приспосабливаться к изменениям в интенсивности света.

Существует подпол в компьютерном зрении , где искусственные системы предназначены для имитации обработки и поведения биологической системы , на разных уровнях сложности. Кроме того , некоторые из методов обучения на основе разработанных в рамках компьютерного зрения имеют свой опыт в области биологии.

Другой

Другие распространенные формы зондирования в робототехнике использовать Лидарный , радар и сонар .

манипуляция

Puma, один из первых промышленных роботов
Бакстер, современный и универсальный промышленный робот , разработанный Родни Брукс

Роботы должны манипулировать объектами; подобрать, модифицировать, разрушать или иначе иметь эффект. Таким образом, «руки» робота часто называют конечным эффекторов , в то время как «рука» называется в качестве манипулятора . Большинство оружия робота имеет сменные эффекторы, каждые позволяя им выполнять некоторый небольшой круг задач. Некоторые из них имеют фиксированный манипулятором , который не может быть заменен, в то время как немногие из них имеют один очень общего назначение манипулятором, например, человекоподобную руку. Научиться управлять роботом часто требует тесной обратной связи между человеком с роботом, хотя существует несколько методов для дистанционного манипулирования роботов.

Механические захваты

Одним из наиболее распространенных эффекторов является захват. В своем простейшем проявления, он состоит только из двух пальцев , которые можно открыть и закрыть , чтобы поднять и отпустить целый ряд небольших объектов. Пальцы могут, например, быть изготовлены из цепи с металлической проволокой проходить через нее. Руки , которые напоминают и работать больше как рука человека включают Теневой руку и Robonaut руку. Руки , которые имеют сложности среднего уровня включают в себя Delft руку. Механические захваты могут прийти в различных типах, в том числе трения и охватывающей челюсти. Фрикционные челюсти использовать всю силу захвата для удержания объекта на месте с помощью трения. Объемлющая челюсть колыбель объекта на месте, используя меньшее трение.

Вакуумные захваты

Вакуумные захваты очень простое astrictive устройство , которые могут содержать очень большие нагрузки при условии , что схватывание поверхность достаточно гладкая , чтобы обеспечить всасывание.

Комплектование и разместить робот для электронных компонентов, так и для крупных объектов, таких как автомобильные ветровые, часто использую очень простые вакуумные захватные.

эффекторы общего назначения

Некоторые продвинутые роботы начинают использовать полностью человекоподобные руки, как тень руку, Ману и Schunk сторона. Они представляют собой весьма ловкие манипуляторы, с целых 20 степенями свободы и сотни тактильных датчиков.

передвижение

рулонные роботы

Segway в музее робот в Нагое

Для простоты, большинство мобильных роботов имеют четыре колеса или несколько непрерывных дорожки . Некоторые исследователи пытались создать более сложные колесных роботов с только один или два колеса. Они могут иметь определенные преимущества , такие как повышение эффективность и снижение частей, а также позволяет робот для навигации в закрытых местах , что четыре колесный робот не смог бы.

Двухколесные балансировочные роботы

Балансировочные роботы обычно используют гироскоп для определения , сколько робот падает , а затем привод колеса пропорционально в том же направлении, чтобы уравновесить падение в сотни раз в секунду, на основе динамики перевернутого маятника . Много различных роботы балансировочных были разработаны. В то время как Segway не принято считать , как робот, это можно рассматривать как компонент робота, при использовании в качестве таких Segway относятся к ним как RMP (Mobility Platform Robotic). Пример такого использования является , как НАСА «s Robonaut , которая была установлена на Segway.

Один-колесные балансировочные роботы

Один-колесный робот балансировки является продолжением двухколесного балансирующего робота , чтобы он мог двигаться в любом направлении , используя 2D круглый шар в качестве единственного колеса. Несколько один-колесных роботов балансировочные были разработаны в последнее время , такие как Carnegie Mellon University «s шаробот " , то есть примерная высота и ширина лица, и Тохоку Гакуин »s„BallIP“. Из - за длинной, тонкой формы и способность маневрировать в ограниченном пространстве, у них есть потенциал , чтобы функционировать лучше , чем у других роботов в среде с людьми.

Сферические роботы орб

Несколько попыток были сделаны в роботах, которые полностью внутри сферический шар, либо спиннинг веса внутри шара, или путем поворота внешних оболочек сферы. Они также называют орб бота или шаровая бота.

Шестиколесная роботы

Используя шесть колес вместо четырех колес могут дать лучшее сцепление или сцепление на открытом воздухе местности, например, на скалистой грязи или траве.

Гусеничные роботы

Гусеницы обеспечивают еще больше тяги, чем шесть-колесный робот. Гусеничная колеса ведут себя, как если бы они были сделаны из сотен колес, поэтому очень часто для наружных и военных роботов, где робот должен гонять по очень пересеченной местности. Тем не менее, их трудно использовать в помещении, например, на коврах и гладких полов. Примеры включают НАСА Urban Robot «Urbie».

Ходьба применяется к роботам

Ходьба является сложной и динамической задачи решить. Несколько роботов были сделаны , которые могут надежно ходить на двух ногах, однако, никто до сих пор не сделаны , которые являются столь же надежен , как и у человека. Там было много исследования на вдохновенную ходьбе человека, такие как AMBER лаборатория , которая была создана в 2008 годом машиностроительного факультета Техасского A & M University. Многие другие роботы были построены , что ходить на более чем двух ногах, из - за этих роботов , являющихся значительно легче построить. Шагающие роботы могут быть использованы для неровных местностей, которые обеспечивали бы более высокую эффективность мобильности и энергии по сравнению с другими методами локомоции. Гибриды тоже были предложены в таких фильмах, как I, Robot , где они ходят на двух ногах , и переключатель на четыре (руки + ноги) при переходе в спринте. Как правило, роботы на двух ногах могут хорошо ходить на плоских этажах и иногда может подниматься по лестнице . Никто не может пройти по каменистой, неровной местности. Некоторые из методов , которые были опробованы являются:

техника ТНМ

Нулевой момент точка (ТНМ) является алгоритм , используемый роботов , таких как Honda «ы ASIMO . Бортовой компьютер робота пытается сохранить общие силы инерции (сочетание Земля «s силы тяжести и ускорение и замедление ходьбы), точно противодействует пол силы реакции (сила пола отодвигая на ногах робота). Таким образом, эти две силы компенсируют, не оставляя момент (сила заставляя робота вращаться и упасть). Однако, это не совсем , как человек ходит, а разница очевидна для человека наблюдателей, некоторые из которых указали, что ASIMO ходит , как будто она нуждается в уборной . Ходьба алгоритм ASIMO не статичен, а некоторые из динамической балансировки используется (см . Ниже) Тем не менее, он по- прежнему требует гладкой поверхности для ходьбы.

Прыгая

Несколько роботов, построенных в 1980 году Марк Райберт в MIT лаборатории Leg, успешно продемонстрировал очень динамичный ходьбу. Изначально робот только одна нога, и очень маленькой ноге может оставаться в вертикальном положении , просто прыгая . Движение такое же , как и у человека на пого палку . По мере того как робот падает на одну сторону, он будет прыгать немного в этом направлении, чтобы поймать себя. Вскоре, алгоритм был обобщен на два и четыре ноги. Двуногий робот был продемонстрирован работает и даже выполнять кульбиты . Четвероногим было также продемонстрировано , которые могут нестись , бегать, темп , и связанно. Полный список этих роботов см Лабораторные роботы страницу MIT ног.

Динамическая балансировка (контролируемое падение)

Более продвинутый способом для робота ходить является использованием динамической балансировки алгоритма, который является потенциально более надежным , чем техник точки нулевого момента, как он постоянно контролирует движение робота и кладет ноги в целях поддержания стабильности. Эта техника была недавно продемонстрирована Anybots' Декстер робота, который настолько стабильна, она может даже прыгать. Другой примером является ТЕМ Делфт пламени .

Пассивные динамики

Пожалуй, наиболее перспективный подход использует пассивные динамики , где импульс качается конечности используются для большей эффективности . Было показано , что совершенно без двигателя гуманоидные механизмы могут идти вниз по пологому склону, используя только силу тяжести , чтобы продвинуть себя. Используя эту технику, робот должен выдавать лишь небольшое количество мощности двигателя ходить по ровной поверхности или немного больше , чтобы идти вверх по склону . Этот метод обещает сделать шагающие робот , по крайней мере в десять раз более эффективные , чем ZMP ходоки, как ASIMO.

Другие способы передвижения

летающий
Два робота змеи. Левый один имеет 64 двигателей (с 2 степенями свободы на сегмент), правый 10.

Современный пассажирский лайнер является по существу летающим роботом с двумя людьми , чтобы управлять им. Автопилот может управлять самолетом на каждом этапе пути, включая взлет, полет нормальный, и даже посадки. Другие летающие роботы необитаемы и известны как беспилотные летательные аппараты (БЛА). Они могут быть меньше и легче , без человеческого пилота на борту, и летать на опасную территорию для миссий военных наблюдения. Некоторые из них могут даже стрелять по цели под командованием. Л также разрабатывается , которые могут стрелять по целям автоматически, без необходимости в команде с человеком. Другие летающие роботы включают крылатые ракеты , в Entomopter, и Epson микро вертолета робот . Роботы , такие как Air Penguin, Air Ray и Air Желе имеют более легкие, чем воздух тела, приводимое в движение веслами и управляемые с помощью сонара.

извилистый

Несколько змеиных роботы были успешно разработаны. Подражая пути настоящие змеи двигаться, эти роботы могут перемещаться очень замкнутые пространства, то есть они могут один день быть использованы для поиска людей , запертых в разрушенных зданиях. Японский ACM-R5 змея робот может даже перемещаться как по суше , так и в воде.

Катание на коньках

Небольшое количество катания роботов были разработаны, один из которых представляет собой многорежимный ходьба и катание устройство. Она имеет четыре ноги, с колесами, без двигателя , который может либо шаг или рулонные. Другой робот, Plen, можно использовать миниатюрный скейтборд или роликовые коньки и кататься на коньках по всему рабочему столу.

Капуцин, альпинистская робот
Альпинизм

Несколько различных подходов были использованы для разработки роботов , которые имеют возможность подняться на вертикальные поверхности. Один подход имитирует движения человека альпиниста на стене с выступами; регулировки центра масс и перемещение каждой конечности , в свою очередь , чтобы получить рычаги. Примером этого является капуцинов, построенный доктором Ruixiang Zhang в Стэнфордском университете, штат Калифорния. Другой подход использует специализированный метод ног площадку настенных-восхождение гекконов , которые могут работать на гладких поверхностях , таких как вертикальное стекло. Примеры этого подхода включают Wallbot и StickyBot. Китай технология Daily сообщила 15 ноября 2008 года, что д - р Ли Hiu Енг и его исследовательская группа New Concept Aircraft ( Zhuhai ) Co., Ltd. успешно разработали бионический геккон робот под названием « Speedy Freelander ». По словам доктора Ли, геккон робот может быстро подниматься вверх и вниз различных стен зданий, перемещаться по наземным и стенных трещинах, и ходить вверх-вниз на потолке. Он также был в состоянии приспособиться к поверхностям гладкого стекла, грубые, липких или пыльных стен, а также различных типов металлических материалов. Он может также идентифицировать и обходить препятствия автоматически. Его гибкость и скорость были сопоставимы с естественным геккона. Третий подход заключается в имитации движения змея восхождения полюса.

Бассейн (Piscine)

Подсчитано , что , когда плавание некоторых рыб может достичь пропульсивной эффективности более чем на 90%. Кроме того, они могут ускорить и маневрировать гораздо лучше , чем любой рукотворной лодке или подводной лодки , и производят меньше шума и помех воды. Поэтому многие исследователи , изучающие подводные роботы хотели бы скопировать этот тип локомоции. Характерные примеры являются Essex University Computer Science Robotic Fish G9, и робот Тунец построен Институтом полевой робототехники, для анализа и математическая модель движения thunniform . Аква Пингвин, разработанный и построенный Festo из Германии, копирует обтекаемую форму и двигательные передними «плавниками» на пингвинов . Festo также построил акв Ray и аква желе, которое эмулирует локомоцию ската манта, и медуз, соответственно.

Роботизированная Рыба: iSplash -II

В 2014 году iSplash -II был разработан аспирантом Ричард Джеймс Клэпхема и проф Huosheng Hu в Университете Эссекса. Это была первая роботизированная рыба способна превосходя реальную carangiform рыбу в терминах средней максимальной скорости (измеряется в длине тела / секунда) и выносливость, длительность , которая поддерживается максимальная скорость. Эта сборка достигается скорость плавания 11.6BL / с (т.е. 3,7 м / с). Первая сборка, iSplash -I (2014) была первой роботизированной платформой для применения длиной всего тело carangiform движения бассейна , который был найден , чтобы увеличить скорость плавания на 27% по сравнению с традиционным подходом к заднему приурочен сигналу.

парусный спорт
Автономный робот парусник Vaimos

Sailboat роботы также были разработаны для того , чтобы сделать измерения на поверхности океана. Типичный парусник робот Vaimos построен ИФРЕМЕР и ENSTA-Bretagne. Так как двигательная парусник роботов использует ветер, энергия батареи используется только для компьютера, для связи и для исполнительных механизмов (для регулировки руля направления и парус). Если робот оснащен солнечными батареями, робот может теоретически перемещаться навсегда. Два главных соревнования парусников роботов WRSC , который проходит каждый год в Европе, и Sailbot .

Экологическое взаимодействие и навигация

Радар, GPS , и лидара , все объединены , чтобы обеспечить надлежащую навигацию и избегание препятствий (транспортное средство , разработанное для 2007 DARPA Urban Challenge )

Хотя значительная доля роботов в комиссии сегодня контролируются или работают в статических условиях окружающей среды либо человек, существует растущий интерес к роботам , которые могут работать автономно в динамичной среде. Эти роботы требуют некоторой комбинации навигационного оборудования и программного обеспечения , чтобы пройти их окружение. В частности, непредвиденные события (например , люди и другие препятствия, которые не являются стационарными) могут вызвать проблемы или столкновение. Некоторые высоко продвинутые роботы , такие как ASIMO и Meinü робота имеют особенно хороший робот навигационное оборудование и программное обеспечение. Кроме того , саморегулируемые автомобили , Эрнст Дикманнс " неуправляемый автомобиль , и запись в DARPA Grand Challenge , способны зондирования окружающей среды , а затем и принятии навигационных решений на основе этой информации. Большинство из этих роботов использует GPS навигационное устройство с закладками, наряду с радаром , иногда в сочетании с другими сенсорными данными , такими как лидар , видеокамеры и инерциальными системы наведения для лучшей навигации между путевыми точками.

Взаимодействие человеческого-робот

Kismet может произвести ряд выражений лица.

Состояние искусства в сенсорном интеллекте для роботов будет прогрессировать через несколько порядков , если мы хотим , чтобы роботы , работающих в наших домах , чтобы выйти за пределы вакуумной чистки полов. Если роботы эффективно работать в домах и других непромышленных условиях, как они проинструктированы выполнять свою работу, и особенно то, как они будут говорить , чтобы остановить будет иметь решающее значение. Люди , которые взаимодействуют с ними , возможно , имеют мало или вообще никакой подготовки в области робототехники, и поэтому любой интерфейс должен быть интуитивно понятны. Авторы научной фантастики также , как правило , предполагают , что роботы будут в конечном счете иметь возможность общения с людьми через речь , жесты и мимики , а не интерфейс командной строки . Хотя речь будет наиболее естественным способом для человеческого общения, это неестественно для робота. Это, вероятно , будет долгое время , прежде чем роботы взаимодействуют естественно , как вымышленный C-3PO , или данные из Star Trek, следующее поколение .

Распознавание речи

Интерпретируя непрерывный поток звуков , поступающих от человека, в режиме реального времени , является трудной задачей для компьютера, в основном из-за большой вариабельности речи . То же самое слово , говорила и тот же человек может звучать по- разному в зависимости от местной акустики , объема , предыдущего слова, есть ли или нет диктора холод , и т.д .. Это становится еще сложнее , когда говорящий имеет другой акцент . Тем не менее, большие успехи были достигнуты в области , так как Дэвис, Biddulph и Balashek разработан первый «система голосового ввода», признающую «десять цифр , произнесенных одним пользователя с точностью до 100%» в 1952 г. В настоящее время, лучшие системы могут распознать непрерывная, естественная речь, до 160 слов в минуту, с точностью до 95% .СА помощью искусственного интеллекта, машины в настоящее время могут использовать голос людей , чтобы определить свои эмоции , такие , как удовлетворены или сердятся

Роботизированный голос

Другие препятствия существуют , когда позволяют роботу использовать голос для взаимодействия с людьми. По социальным причинам, синтетический голос оказывается неоптимальным в качестве среды передачи данных, что делает его необходимо развивать эмоциональную составляющую роботизированного голоса с помощью различных методов.

жесты

Можно себе представить, в будущем, объясняя шеф - робота , как сделать тесто, или спрашивая от полицейского робота. В обоих этих случаях, делая ручные жесты помогли бы словесные описания. В первом случае робот будет распознавание жестов , сделанных человеком, и , возможно , повторяя их для подтверждения. Во втором случае, полицейский робот будет жест , чтобы показать «вниз по дороге, затем повернуть направо». Вполне вероятно , что жесты составляют часть взаимодействия между людьми и роботами. Очень многие системы были разработаны , чтобы распознать жесты рук человека.

Выражение лица

Мимика может обеспечить быструю обратную связь о ходе диалога между двумя людьми, и в скором времени может быть в состоянии сделать то же самое для людей и роботов. Robotic лица были построены Hanson Robotics с использованием их эластичный полимер под названием Frubber , что позволяет большое количество выражений лица за счет эластичности резины покрытия лицевой и встроенных подповерхностных двигателей ( серво ). Покрытия и сервоприводы построены на металлическом черепе . Робот должен знать , как подойти к человеку, судя по их выражение лица и язык тела . Будет ли человек счастлив, испугавшись, или сумасшедший вид влияет на тип взаимодействия ожидается робота. Кроме того, роботы , как Kismet и более поздние добавления, Nexi может произвести ряд выражений лица, что позволяет ему иметь значимые социальные контакты с людьми.

Искусственные эмоции

Искусственные эмоции также могут быть получены, состоит из последовательности выражений и / или жестов лица. Как видно из фильма Final Fantasy: Духи внутри , программирование этих искусственных эмоций является сложным и требует большого количества человеческого наблюдения. Для упрощения программирования в фильме, пресеты были созданы вместе со специальным программным обеспечением. Это привело к уменьшению количества времени , необходимого , чтобы сделать фильм. Эти пресеты могли бы быть переданы для использования в реальной жизни роботов.

личность

Многие из роботов научной фантастики есть личность , то , что может или не может быть желательным в коммерческих роботах будущего. Тем не менее, исследователи пытаются создать роботов , которые появляются , чтобы иметь личность: то есть они используют звуки, мимику и язык тела , чтобы попытаться передать внутреннее состояние, которое может быть радость, печаль или страх. Одним из примеров является коммерческим Pleo , игрушка робот динозавр, который может иметь несколько видимых эмоций.

Социальный интеллект

Социально Intelligent Machines Lab из Технологического института Джорджии исследует новые концепции направляемого учебного взаимодействия с роботами. Целью проектов является социальным роботом , который изучает задачи и цели от человека демонстраций без предварительного знания понятий высокого уровня. Эти новые концепции основаны на основе данных непрерывного датчика низкого уровня через неконтролируемое обучение и цель задачи впоследствии узнала , используя байесовский подход. Эти понятия могут быть использованы для передачи знаний для будущих задач, приводит к более быстрому обучению этих задач. Полученные результаты демонстрируют робот Кури , который может зачерпнуть пасту из горшка на тарелку и служить соус на вершине.

контроль

Кукольный Магнус , робот-марионетка манипулировать со сложными системами управления.
RuBot II может вручную устранить кубики Рубика.

Механическая конструкция робота должна контролироваться для выполнения задач. Управление роботом включает в себя три различных этапа - восприятия, обработки и действия ( роботизированные парадигм ). Датчики дают информацию о состоянии окружающей среды или самого робота (например , положение его суставов или его концевого эффектора). Эта информация затем обрабатывается , чтобы быть сохранены или переданы и рассчитать соответствующие сигналы на исполнительные устройства ( двигатели ) , которые перемещаются механически.

Фаза обработки может варьироваться в сложности. На реактивном уровне, он может перевести необработанную информацию датчика непосредственно в команды привода. Датчик слитый первый может быть использован для оценки параметров , представляющих интерес (например , положение захвата робота) от шумных данных датчиков. Ближайшая задача (например, перемещение захвата в определенном направлении) выводится из этих оценок. Методы из теории управления преобразовать задачу в команды , которые управляют исполнительными механизмами.

При больших масштабах времени или с более сложными задачами, роботу , возможно , потребуется построить и разум с «когнитивный» моделью. Когнитивный модели пытаются представить робот, мир, и как они взаимодействуют. Распознавание образов и компьютерное зрение могут быть использованы для отслеживания объектов. Mapping методы могут быть использованы для построения карты мира. Наконец, планирование движения и другие искусственный интеллект методы могут быть использованы , чтобы выяснить , как действовать. Например, планировщик может понять, как достичь задачи , не задев препятствия, падения и т.д.

уровни Автономность

TOPIO , человекоподобный робот , играл в пинг - понг в Токио IREX 2009 года.

Системы управления также могут иметь различные уровни автономии.

  1. Прямое взаимодействие используется для тактильных или teleoperated устройств, а человек имеет почти полный контроль над движением робота.
  2. Режимы оператора содействующее есть оператор командует средне-высокого уровня задач, с роботом автоматически выяснить, как их достичь.
  3. Автономный робот может идти без вмешательства человека в течение длительного периода времени. Более высокий уровень автономии не обязательно требует более сложных познавательных способностей. Например, роботы в сборочных заводах полностью автономны, но работают в фиксированной кодовой комбинации.

Еще одна классификация учитывает взаимодействие человека и контроля движения машины.

  1. Teleoperation . У человека контролирует каждое движение, каждое изменение привода машины задается оператором.
  2. Наблюдательный. У человека определяет общие шаги или изменения положения и машина решает специфические движения своих приводов.
  3. автономность задач уровня. Оператор определяет только задачи и робот управляет себя, чтобы завершить его.
  4. Полная автономия. Машина будет создавать и завершить все свои задачи без вмешательства человека.

Исследование

Два Jet Propulsion Laboratory инженеров стоят три транспортных средств, обеспечивая размер сравнение трех поколений марсоходов. Передний и центр запасной полет для первого марсохода, Соджорнер , который приземлился на Марс в 1997 году в рамках проекта Mars Pathfinder. Слева это Mars Exploration Rover (MER) испытания транспортного средства , что является рабочим родственный к Духу и Opportunity , который приземлился на Марс в 2004 году Справа тест ровер для научной лаборатории Марса, который приземлился Curiosity на Марс в 2012 году ,
Соджорнер составляет 65 см (2,13 футов) в длину. Марсоходы (MER) в 1,6 м (5,2 футов) в длину. Любопытство справа есть 3 м (9,8 футов) в длину.

Большая часть исследований в области робототехники фокусируется не на конкретных производственных задач, но и на расследованиях новых типов роботов , альтернативных способов думать о том или дизайн роботов, и новые способы их изготовления. Другие исследования, такие как МТИ cyberflora проект, почти полностью академические.

Первое частность нововведение в конструкции робота является открытым сорсинг роботов-проектов. Для того, чтобы описать уровень продвижения робота, термин «поколение роботов» может быть использован. Этот термин придуман профессором Хансом Moravec , главный научный сотрудник в Carnegie Mellon University Института робототехники при описании вблизи будущей эволюции робототехнике. Первое поколение роботов, Moravec предсказал в 1997 году, должны иметь интеллектуальный потенциал , сопоставимый с , возможно, ящерицы и должны стать доступны к 2010 Поскольку первое поколение роботов будет не в состоянии обучения , однако, Moravec предсказывает , что второе поколение роботов будет улучшение над первым и становятся доступными к 2020 году, с интеллектом , может быть сравнима с таковой в мыши . Третий поколения робот должен иметь интеллект , сравнимый с из обезьяны . Хотя четвертого поколения роботов, роботы с человеческим интеллектом, профессор Moravec предсказывает, что стало возможным, он не предсказывает , что это происходит до около 2040 или 2050 года.

Во - вторых, эволюционные роботы . Это методология , которая использует эволюционные вычисления , чтобы помочь в разработке роботов, особенно в форме тела или движения и поведение контроллеров . Подобным же образом , к естественной эволюции , большая популяция роботов разрешено конкурировать в некотором роде, или их способность выполнять задачи измеряется с помощью функции пригодности . Те , которые работают хуже удаляются из популяции и заменены новым набором, которые имеют новые модели поведения , основанные на этих победителей. Со временем население улучшается, и в конечном итоге может появиться удовлетворительная робот. Это происходит без какого - либо прямого программирования роботов со стороны исследователей. Исследователи используют этот метод как для создания лучших роботов, и исследовать природу эволюции. Поскольку процесс часто требует много поколений роботов для моделирования, этот метод может быть запущен полностью или в основном моделирование , с помощью моделирования роботов пакета программного обеспечения, а затем тестирования на реальных роботах , как только выросшие алгоритмы достаточно хороши. В настоящее время существует около 10 миллионов промышленных роботов , трудящиеся всего мира, и Япония является верхней страной , имеющей высокую плотность использования роботов в обрабатывающей промышленности.

Динамика и кинематика

Внешнее видео
Как функционирует BB-8 SPHERO Toy Works

Изучение движения можно разделить на кинематики и динамики . Прямая кинематика относится к расчету конечной эффекторной позиции, ориентации, скорости и ускорения , когда соответствующие совместные значения известны. Обратная кинематика относится к противоположному случаю , в котором требуется совместные значения рассчитываются для заданных значений конечных эффекторных, как это было сделано в планировании пути. Некоторые специальные аспекты кинематики включают обработку избыточности (различные возможности выполнения то же движения), столкновение избегание, и особенность избегание. После того, как все соответствующие позиции, скорость и ускорение, были рассчитаны с использованием кинематики , методы из области динамики используются для изучения влияния сил на этих движения. Прямая динамика относится к расчету ускорений в роботе после того , как приложенные силы известны. Непосредственная динамика используется в компьютерном моделировании робота. Обратная динамика относится к расчету сил исполнительных механизмов , необходимых для создания предписанного конечного эффектора ускорения. Эта информация может быть использована для улучшения алгоритмов управления роботом.

В каждой области, упомянутой выше, исследователи стремятся к разработке новых концепций и стратегий, улучшить существующие, а также улучшить взаимодействие между этими областями. Чтобы сделать это, критерии для «оптимальной» производительности и пути оптимизации конструкции, структуры и контроля роботов должны быть разработаны и реализованы.

Бионика и биомиметика

Бионика и биомиметика применить физиологию и методы передвижения животных к разработке роботов. Например, конструкция BionicKangaroo была основана на дороге кенгуру прыгать.

Квантовые вычисления

Там были некоторые исследования в том алгоритмы робототехники могут работать более быстро на квантовые компьютеры , чем они могут быть запущены на цифровых компьютерах . Этот район был передан в качестве квантовой робототехники.

Образование и обучение

SCORBOT-ER 4u образовательный робот

Робототехника инженеры - конструкторы роботов, поддерживать их, разрабатывать новые приложения для них, а также проводить исследования , чтобы расширить потенциал робототехники. Роботы стали популярным учебным пособием в некоторых средних и высших учебных заведениях, в частности , в некоторых районах США , а также в многочисленных летних лагерях молодежи, повышении интереса к программированию, искусственному интеллекту и робототехнике среди студентов. Первокурсники компьютерные курсы в некоторых университетах в настоящее время включают программирование робота в дополнение к традиционной программной инженерии на основе курса.

обучение Карьера

Университеты предлагают бакалавр , магистр , и докторские степени в области робототехники. Профессиональные школы предлагают обучение робототехники , направленное на карьере в области робототехники.

сертификация

Альянс робототехники Стандарты сертификации (RCSA) является международным органом по сертификации робототехники , которая предоставляет различные промышленность- и образовательной связанную робототехнику сертификатов.

Летний лагерь робототехники

Несколько программ лагеря национальных летних включают робототехнику как часть их основного учебного плана. Кроме того, программы молодежного летней робототехники часто предлагают знаменитых музеи и учреждениями.

конкурсы робототехники

Есть много соревнований по всему миру. SeaPerch учебная программа направлена , как студенты всех возрастов. Это краткий перечень примеров конкуренции; для более полного списка см Роботой конкуренции .

Конкурсы для детей младшего возраста

Первая организация предлагает FIRST Lego League Jr. соревнования для детей младшего возраста. Цель этого конкурса заключается в предоставлении детей младшего возраста возможность начать изучение науки и техники. Дети в этом соревновании строить модели Lego и имеют возможность использования робототехники набор Lego ВЕДО.

Соревнования для детей в возрасте 9-14

Одним из самых важных соревнований является ФАПЧ или FIRST Lego League . Идея этого конкретного конкурса является то , что дети начинают развитие знаний и получать в робототехнике, играя с Lego , так как они 9 лет. Этот конкурс связан с компанией National Instruments . Дети используют Lego Mindstorms для решения автономных робототехнических задач в этой конкуренции.

Конкурсы для подростков

FIRST Tech Challenge предназначен для студентов среднего уровня , как переход от FIRST Lego Лиги к робототехнике конкуренции ПЕРВЫЙ .

Робототехника конкурс FIRST больше фокусируется на механической конструкции, с конкретной игрой , которую играет каждый год. Роботы созданы специально для этого года игры. В матчевой игре, робот движется автономно в течение первых 15 секунд игры (хотя некоторые годы , такие как 2019 в Deep Space изменить это правило), и управляется вручную для остальной части матча.

Конкурсы для пожилых студентов

Различные RoboCup соревнования включают в себя команды подростков и студентов высших учебных заведений. Эти соревнования сосредоточены на футбольных соревнованиях с различными типами роботов, танцевальных конкурсов, а также городских поисково-спасательных соревнованиях. Все роботы в этих соревнованиях должны быть автономными. Некоторые из этих соревнований сосредоточиться на имитируемых роботах.

AUVSI проходит соревнования для летающих роботов , роботизированных лодок и подводных роботов .

Студенческий конкурс АНПА Европа (SAUC-E), в основном привлекает студентов и аспиранта команд. Как и в соревнованиях AUVSI, роботы должны быть полностью автономны в то время как они участвуют в конкурсе.

Microtransat вызов является конкурс на управление судном через Атлантический океан.

Соревнования открыты для всех

RoboGames открыт для всех желающих участвовать в их более 50 категорий соревнований роботов.

Международная Федерация Ассоциации Робот-футбол проводит соревнования Кубка мира FIRA. Есть летающие соревнования роботов, соревнование роботов в футболе, и другие проблемы, в том числе тяжёлых штанг , изготовленные из шпунтов и компакта - дисков.

Robotics продленной программы

Во многих школах по всей стране начинают добавлять программы робототехники для их после школьной программы. Некоторые основные программа продленной робототехники включает FIRST Robotics конкуренцию , Botball и ЛУЧШИЙ Robotics. Робототехника соревнования часто включают в себя аспекты бизнеса и маркетинга, а также проектирование и дизайн.

Компания Lego начала программу для детей , чтобы учиться и получить возбужденные о робототехнике в молодом возрасте.

Трудоустройство

Технический робот строит маленькие робот вездеходных. (Предоставлено: MobileRobots Inc.)

Робототехника является важным компонентом во многих современных производственных условиях. Как заводы увеличивают их использование роботов, количество рабочих мест , робототехника , связанные растет и наблюдало, неуклонно растет. Применение роботов в промышленности увеличилась производительность и эффективность экономии и , как правило , рассматривается в качестве долгосрочных инвестиций для благотворителей. В докладе Майкла Осборна и  Карлы Бенедикт Frey  обнаружил , что 47 процентов рабочих мест в США рискуют автоматизации « в течение некоторого неопределенного числа лет». Эти требования были подвергнуты критике на том основании , что социальная политика, а не ИИ, вызывает безработицу.

Профессиональные последствия для безопасности и здоровья

Дискуссионный документ , составленный ЕС-OSHA подчеркивает , как распространение робототехники представляет новые возможности и вызовы для безопасности и гигиены труда (БГТ).

Наибольшие преимущества по охране труда, вытекающие из более широкого использования робототехники должны быть заменой для людей, работающих во вредных или опасных условиях. В космосе, обороны, безопасности и атомной промышленности, а также в сфере логистики, технического обслуживания и инспекции, автономные роботы особенно полезны в замене человеческих работников выполнять грязные, тупые или опасные задачи, что позволяет избежать воздействия работников опасных веществ и условий и сокращение физических, эргономические и психосоциальные риски. Например, роботы уже используются для выполнения повторяющихся и монотонных задач, для обработки радиоактивных материалов или для работы во взрывоопасных средах. В будущем многие другие весьма повторяющиеся, рискованные или неприятные задачи будут выполняться роботами в различных секторах, как сельское хозяйство, строительство, транспорт, здравоохранение, пожаротушение или клининговых услуг.

Несмотря на эти успехи, есть определенные навыки, которых люди будут лучше подходит , чем машины на некоторое время , чтобы прийти и вопрос заключается в том , как достичь наилучшего сочетания навыков человека и робота. Преимущества робототехники включают в себя рабочие места сверхпрочных с точностью и повторяемостью, в то время как преимущества человека включают творчество, принятие решений, гибкость и адаптивность. Это необходимо сочетать оптимальные навыки привели совместные робот и людей , разделяющих общее рабочее пространство более тесно и привел к разработке новых подходов и стандартов для обеспечения безопасности «люди-робот слияния». Некоторые европейские страны , включая робототехнику в своих национальных программах и пытаются продвигать безопасное и гибкое сотрудничество между роботами и операторами для достижения лучшей производительности. Например, немецкий Федеральный институт по охране труда и здоровья ( BAuA ) организует ежегодные семинары по теме «человек-робот сотрудничества».

В дальнейшем сотрудничество между роботами и людьми будут диверсифицированы, с роботами повышения их автономность и человек-робот сотрудничество достижения совершенно новые формы. Современные подходы и технические стандарты, направленные на защиту работников от риска работы с совместными роботами должны быть пересмотрены.

Смотрите также

Рекомендации

дальнейшее чтение

  • Р. Эндрю Рассел (1990). Робот Тактильная зондирования . Нью - Йорк: Prentice Hall. ISBN  978-0-13-781592-0 .
  • E McGaughey, «Будет ли роботы автоматизировать вашу работу прочь? Полная занятость, основной доход и экономическая демократия»(2018) SSRN, часть 2 (3)
  • DH Autor «Почему Там еще так много Работа? История и будущее Workplace Automation»(2015) 29 (3) Журнал Экономические перспективы 3

внешняя ссылка