История робототехники

Цель: ознакомление с историей создания роботов.

Людям кажется, что роботов изобретатели стали создавать совсем недавно. Но это не так.

Ученые считают, что еще великий итальянский художник, конструктор и изобретатель Леонардо да Винчи уже почти 600 лет назад сделал первых робота-рыцаря и робота-льва. Они нашли их чертежи. Механический рыцарь умел двигать руками и ногами, выполнять другие действия. Робот-лев в полный рост, сделанный для короля, удивлял и пугал придворных тем, что мог ходить, двигать головой и хвостом.

Позже появились механические куклы. Например, одна кукла представляла музыканта, который играет на флейте, перебирая пальцами, другая была механической уткой, покрытой настоящими перьями. Она могла ходить, двигать крыльями, крякать, пить воду, клевать зерно, перемалывать его маленькой внутренней мельницей. Эти механические куклы были созданы во Франции. Позже русские изобретатели создали человекоподобную машину повышенной проходимости – стопоход и радиоуправляемое судно.

Но механические куклы не могли быть толчком к развитию робототехники. Они были лишь развлечением. Настоящая история робототехники началась много позже, когда потребовалось заменить труд рабочих заводов и фабрик на механический. Рабочие автомобильного завода, работая на конвейере, быстро уставали, часто болели. Конвейер – устройство для непрерывного перемещения собираемого или обрабатываемого изделия от одного рабочего к другому. При такой организации труда рабочий в течение всего дня выполняет только одну операцию, например, закручивает гайки. Американские изобретатели придумали первые роботы-манипуляторы. Сначала они окрашивали поверхность автомобиля, затем стали производить сварку деталей автомобиля и его покраску, осуществлять перенос частей и сваренного кузова в цех сборки и другие работы.

Когда появились первые атомные станции, атомное топливо стало использоваться для судов-атомоходов, появилась необходимость изобрести такие роботы-манипуляторы, которые освободили бы людей от работы с очень опасными для человека радиоактивными препаратами. От радиации человек может серьезно заболеть или даже умереть. Эти роботы назвали копирующими манипуляторами, потому что они повторяли действия человека-оператора.

Промышленные роботы выполняли и до сих пор выполняют заданную им жесткую программу.

Более совершенные роботы-манипуляторы могут выполнять работу посложнее, например, сортировать яблоки по зрелости.

Современные роботы с самостоятельной программой могут осуществлять научные космические исследования. Например, созданный в России «Луноход-1», изучающий поверхность Луны. Размером этот робот был со среднюю комнату, а передвигался на колесах. «Луноход-1» передал на Землю тысячи фотографий лунной поверхности и сотни лунных панорам.

Двумя годами позже в Америке был создан робот на колесах, который мог объезжать различные препятствия на ровной поверхности. Он обладал искусственным зрением и зачатками интеллекта.

По окончании работ по изучению Луны в России были созданы роботы, которые обезвреживали взрывоопасные предметы, спасая людей. Сегодня они широко используются службами спасения и безопасности.

Однако многие роботы, которые не были промышленными, не двигались строго по рельсам, имели неустойчивость. Начались работы по изобретению более устойчивых роботов: роботов-лошадей, и роботов на одной ноге, которые постоянно бегали и прыгали. Для исследования других планет создавали роботов, которые могли продвигаться по разным поверхностям. Одни из них похожи на пауков, других насекомых.

Самое большое количество роботов изобретено в Японии. Там же создан первый человекоподобный робот.

Современные изобретатели создают все больше роботов-андроидов. Современные материалы и искусственный интеллект делают андроидов все больше похожими на человека. Это уже не металлические неуклюжие истуканы. У них симпатичное лицо и плавные движения. Они уже могут испытывать эмоции, как люди.

В настоящее время изобретатели нацелены на создание интеллектуальных роботов. Задание этим роботам дается в общей форме, а робот сам принимает решение и планирует свои действия в зависимости от условий и обстановки.

Интеллектуальные роботы значительно отличаются от роботов, в которых изначально заложена программа действий. У них есть сложные технические устройства, с помощью которых робот производит действие, как человек руками и ногами. Они являются исполнительными органами. Еще у них есть датчики. Это такие устройства, которые помогают роботу получать информацию из окружающего мира: видеть, слышать, ощущать, определять расстояние и др. Самой важной для интеллектуального робота является система управления. Это как мозг человека. С помощью этой системы робот запоминает состояние окружающих его объектов и их свойств, распознает изображения, речь, узнает окружающие предметы и их положение в пространстве. Он принимает информацию от датчиков и управляет исполнительными органами. Интеллектуальный робот может планировать свои действия, т. е. определять их последовательность. Свои действия робот может контролировать и останавливать, если они становятся невозможными, определять новые. Робот может выстраивать цели по их значимости. Важное отличие интеллектуальных роботов – то, что они могут подстраивать свое поведение по достижению цели под изменяющиеся условия окружающей среды.

Совсем недавно на международную космическую станцию (МКС) были доставлены два робота – американский и японский.

Интеллектуальные роботы становятся все более похожими на человека. История робототехники продолжается.

Вопросы и задания

? С чего начиналась история робототехники?

? Для чего на автомобильных заводах потребовались роботы?

? Как называются промышленные роботы? Похожи ли они на людей?

? Какие роботы помогали изучать другие планеты?

? Почему они намного сложнее роботов-манипуляторов?

? Чем отличаются интеллектуальные роботы?

? Придумайте, как роботы могли бы использоваться в домашних условиях.