1. Начнем с того приятного для нас факта, что слово «робот» славянского происхождения, от чешского robota . Автор - Карел Чапек, в его пьесе «R.U.R.» роботами называются синтетические люди-слуги немеханической природы.
2. Японец Хироси Исигуро специализируется на построении андроидов, максимально похожих на людей: с реалистичной внешностью, плавной мимикой, голосом. Он назвал их «геминоиды» (от лат. Geminis - близнецы) и мечтает, чтобы у каждого японца был свой дистанционно управляемый робот - как в недавнем фантастическом фильме «Суррогаты», консультантом которого, кстати, был как раз Исигуро. Однажды Исигуро попробовал отправить своего андроида вместо себя читать лекцию. Но андроида не пустили на самолет, чем расстроили хозяина. «Что делает человека человеком?! Неужели наличие желудка, или печени, или легких?» - вопрошал он.
3. Почему роботы иногда пугают нас? Японский исследователь Масахиро Мори в 1978 году открыл эмпирический закон, известный как «Страшная долина» (Uncanny Valley ). Он проводил опрос и выяснил, что чем больше робот похож на человека, тем привлекательней он нам кажется - но только до определенного предела. Робот, очень похожий на человека, но имеющий изъяны в мимике, движениях, внешности, начинает нас пугать, мы перестаем понимать, кто же перед нами - робот или полуживой зомби. Спад на графике привлекательности и называется «Страшной долиной». Проблема особенно актуальна для разработчиков человекоподобных роботов. Есть два способа преодолеть «Страшную долину»: сознательно делать роботов не очень похожих на человека, безликих, но симпатичных (пример - французский робот NAO), либо делать высококачественных андроидов, которых уже трудно отличить от людей (пример - последние версии геминоидов).

   

4. Одно из модных направлений современной робототехники - мягкие роботы. Имеются в виду роботы с мягкими частями тела: роботы-гусеницы, роботы-осьминоги. Для их создания требуется кропотливое изучение живых существ, а также применение необычных материалов: пластика, резины и даже сплава с эффектом памяти. Это переворачивает представления о роботах как о неуклюжих ящиках на колесах с моторчиками.

   

5. Если для компьютера способом показать превосходство над человеком была игра в шахматы, то для роботов эта игра, безусловно, футбол. Ассоциация робофутбола своей целью провозгласила победу команды роботов над командой людей в 2050 году. Однако пока регулярные чемпионаты роботов-футболистов выглядят комично: игроки двигаются очень медленно, постоянно спотыкаются, роняют друг друга. Но делают они это полностью автономно, и даже такие соревнования - большой успех.

   

6. Одна из самых громких разработок последних лет - двурукий домашний робот с открытым исходным кодом PR2 от компании Willow Garage . Его стоимость составляет 400 тыс. долл. В 2011 году 11 таких роботов были по итогам конкурса заявок направлены в ведущие институты мира, с условием, что разработки будут открыты для использования всеми желающими. Это в основном американские и европейские (Германия, Бельгия) учебные заведения, и только один университет из Токио. Результаты такого краудсорсинга вскоре принесли плоды: робота научили приносить пиво из холодильника, открывать дверь, ездить в лифте, играть в бильярд и многому другому. Самое впечатляющее действие запрограммировали в университете Беркли (Калифорния) - робот может аккуратно сворачивать и укладывать полотенце. Вот только уходит на это 25 минут.
7. Роботы становятся доступны буквально на глазах. Совсем недавно компания Unbounded Robotics («Робототехника без границ») представила нового робота - аналог PR2. Его стоимость всего 35 тыс. долл. - компания сознательно делала ставку на удешевление. Правда, у него всего одна рука и сделан он из более дешевых компонентов.

   

8. Удешевление роботов, их возрастающая доступность делают возможным развитие программного обеспечения для них. Так, в последние 5 лет возникли специальные операционные системы для роботов - ROS, Urbi , NAO OS. Обычно они основаны на Linux и включают в себя модули зрения, речи, взаимодействия с механикой робота. Открываются магазины приложений для роботов - наподобие AppStore и Google Market , пока в них почти все приложения бесплатны. Появляются робототехнические симуляторы, учитывающие физику и содержащие обширные библиотеки моделей роботов.
9. О том, что рынок роботов динамично развивается, говорит интерес к нему бизнеса. Так, глава компании Mail.Ru Дмитрий Гришин намерен инвестировать 25 млн долларов в робототехнические компании. Он уже вложил деньги в несколько компаний - инкубатор робототехнических стартапов Bolt , магазин приложений Robot App Store , роботов телеприсутствия Double Robotics , орбитальные спутники NanoSatisfi . Показательно, что в этом списке нет ни одной российской компании.
10. К сожалению, в России робототехнике не уделяется достаточного внимания. На робототехнической выставке в Сколково в этом году не было ни одной сколковской разработки, только приглашенные участники, а основными спикерами были иностранные ученые. Вице-премьер Рогозин пообещал премию тем, кто сделает аналог военного робота PETMAN, но его слова о господдержке робототехники расходятся с реальностью - в вузах продолжается сокращение бюджетных мест на специальности, связанные с робототехникой и искусственным интеллектом.

Россумский универсальный робот – первый робот, которого назвали роботом. Слово robot, производное от robota (подневольный труд) придумал чешский художник Йозеф Чапек, его брат Карел подхватил идею и в 1921 году использовал ее в своей пьесе «R.U.R.». Которая, между прочим, повествует о восстании человекоподобных роботов против людей-рабовладельцев.

В 1950 году произошло ключевое событие в истории робототехники и научной фантастики – был издан сборник рассказов Айзека Азимова «Я, робот», где автор впервые сформулировал знаменитые Три закона роботехники:

«1. Робот не может причинить вред человеку или своим бездействием допустить, чтобы человеку был причинен вред.

2. Робот должен повиноваться всем приказам, которые дает человек, кроме тех случаев, когда эти приказы противоречат Первому Закону.

3. Робот должен заботиться о своей безопасности в той мере, в которой это не противоречит Первому и Второму Законам».

До 1977 года считалось, что симпатии людей способен вызвать только человекоподобный робот. После «Звездных войн» все изменилось. В когорте главных героев космической киносаги – неразлучная парочка дроидов: протокольный «толмач» C3PO и астронавигатор R2-D2. Герои Восстания против Империи и храбрецы. Причем во время совершения подвигов C3PO постоянно ворчит и причитает, а R2-D2 пеняет ему за это.

Не знавший жалости Т-800, Терминатор, казавшийся неуязвимым, был уничтожен слабой женщиной. Во второй раз Терминатор вернулся уже перепрограммированным, чтобы защитить ее сына от еще более ужасного Т-1000. Как жаль, что Т-800 понял, почему люди плачут, всего лишь за минуту до самоуничтожения…

Компания OCP превратила мозг погибшего полицейского Алекса Мерфи в центр управления человекообразным механизмом. Так появился железный парень по имени Робокоп – слуга общества, защитник невиновных и строгий законник. Кстати, в 2014 году состоится премьера римейка самого первого фильма «Робокоп».

Офицер Бишоп на военном космическом корабле «Сулако» оказывается андроидом Бишоп 341-В. Что вызывает враждебность к нему Элен Рипли. Однако последующие события на планете LV-426, которые демонстрируются в фильме «Чужие», заставляют Рипли поверить, что Бишоп строго следует Трем законам. Синтетический человек ведет себя решительно и героически.

Мальчик, который на самом деле оказывается роботом, мечтающим стать человеком? Почему бы нет? Один из самых любимых детских персонажей – Электроник, прошедший «тестовые испытания» в самых трудных «полевых условиях» — в советской средней школе. Да еще и конкурируя с живым оригиналом – Сергеем Сыроежкиным.

Может быть робот и героем с приставкой «анти». Бесподобный образец – Бендер из мультсериала «Футурама». Он пьянствует и курит сигары, ругается, на чем свет стоит, и страдает клептоманией. За время сериала проявил себя отъявленным эгоистом, циником и мизантропом. Зато когда случается ЧП, Бендер первым принимается паниковать.

«Мой мозг размером с целую планету, но мне редко разрешают им пользоваться». Это – робот-параноик Марвин из фильма «Автостопом по галактике». Он – ходячее пособие по изучению маниакально-депрессивного психоза во всех его проявлениях. Героический поступок в фильме Марвин совершает, что называется, не приходя в сознание.

Еще совсем недавно мы с удивлением и восторгом смотрели фантастику о невероятных на тот момент роботах и поражались их возможностям. Однако современная наука не стоит на месте и ученые денно и нощно трудятся над тем, чтобы представить миру все новые и новые творения. И практически каждый день в СМИ мы можем узнать об уникальном роботе, который создан специально для того, чтобы улучшить качество жизни, как отдельной личности, так и всего человечества в целом.
Увеличивается количество этих устройств, а так же они становятся более сложными и легко справляются с поставленными задачами. Если раньше мы удивлялись роботам, которые помогали справляться делами по хозяйству, то теперь к ним все чаще применяют термин «обычные роботы».

На данный момент роботы задействованы и в таких областях как промышленность, медицина, освоение космоса, подводного мира и, конечно же, в сфере обслуживания, в работе социальных служб, служб спасения. Кроме того, современные развлечения, также не обходятся без робототехники.

Итак, самые популярные современные роботы можно разделить на типы:

1. Бытовые. Предназначены для работы с человеком, способны передвигаться, говорить, выполнять простые задачи в быту (выключить свет, передвигать предметы, открывать двери, помогать на кухне). Следует отметить роботов Okonomiyaki (робот-повар) , Asimo (робот-андроид), Karcher Robo Cleaner (робот-пылесос), TGR-W19 робот-няня).

2. Спортивные. Участвуют в различных чемпионатах среди роботов. Хотя они ее и не могут полностью заменить спортсмена, многие считают, что такие чемпионаты даже более захватывающие. Удивительны и уникальны робот Топио- теннисист, и роботы-футболисты Soccer Humanoid League, Mr. Soccer.

3. Роботы Андроиды- почти как люди. Человекоподобные роботы - наиболее привлекательны и многофункциональны. Самое интересное то, что они способны различать людей и проявлять эмоции, имитировать походку людей, умеют распознавать мимику и отвечать на них взаимностью. Восторг вызывают робот с лицом Альберта Эйнштейна и робот Robosapien 8081.

4. Роботы Животные-роботы стали верными друзьями как для детей, так и для взрослых. Они на столько похожи на настоящих, что вызывают бурю эмоций. Реагируют на звуки и перемещения людей, имитируют голоса, обходят препятствия. Нельзя оставить без внимания робота-паука tarantula «милое насекомое», робота-панду Wowwee Robopanda.

Хотя и существует огромное множество роботов, тех, что обладают интеллектом еще не придумали. Даже затрудняемся ответить, к счастью или сожалению, но роботы еще не могут принимать решения вместо человека.

Несмотря на то, что роботы-очень популярны на сегодняшний день, нередко их стоимость не позволяет человеку пользоваться ими в своей жизнедеятельности. Но, думаем совсем скоро у каждого человека будет персональный робот, также как сейчас у каждого мобильный телефон.

Робототехника  - прикладная наука, занимающаяся разработкой автоматизированных технических систем.

Слово «робототехника» (в его английском варианте «robotics») было впервые использовано в печати Айзеком Азимовым в научно-фантастическом рассказе «Лжец», опубликованном в 1941 году.

Робот (чеш. robot, от robota - подневольный труд или rob - раб) - автоматическое устройство, созданное по принципу живого организма.

Действуя по заранее заложенной программе и получая информацию о внешнем мире от датчиков (аналогов органов чувств живых организмов), робот самостоятельно осуществляет производственные и иные операции, обычно выполняемые человеком (либо животными). При этом робот может как и иметь связь с оператором (получать от него команды), так и действовать автономно.

“Современные роботы, созданные на базе самых последних достижений науки и техники, применяются во всех сферах человеческой деятельности. Люди получили верного помощника, способного не только выполнять опасные для жизни человека работы, но и освободить человечество от однообразных рутинных операций.” И. М. Макаров, Ю. И. Топчеев. “Робототехника: История и перспективы”

Внешний вид и конструкция современных роботов могут быть весьма разнообразными. В настоящее время впромышленном производстве широко применяются различные роботы, внешний вид которых (по причинам технического и экономического характера) далёк от «человеческого».

История

Сведения о первом практическом применении прообразов современных роботов - механических людей с автоматическим управлением - относятся к эллинистической эпохе.

Тогда на маяке, сооружённом на острове Фарос, установили четыре позолоченные женские фигуры. Днём они горели в лучах солнца, а ночью ярко освещались, так что всегда были хорошо видны издалека. Эти 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-Джазари (1136-1206). Так, он создал лодку с четырьмя механическими музыкантами, которые играли на бубнах, арфе и флейте.

Чертежи Леонардо да Винчи

Чертёж человекоподобного робота был сделан Леонардо да Винчи около 1495 года. Записи Леонардо, найденные в 1950-х, содержали детальные чертежи механического рыцаря, способного сидеть, раздвигать руки, двигать головой и открывать забрало. Дизайн, скорее всего, основан на анатомических исследованиях, записанных в Витрувианском человеке. Неизвестно, пытался ли Леонардо построить робота.

С начала XVIII века в прессе начали появляться сообщения о машинах с «признаками разума», однако в большинстве случаев выяснялось, что это мошенничество. Внутри механизмов прятались живые люди или дрессированные животные.

Французский механик и изобретатель Жак де Вокансон создал в 1738 году первое работающее человекоподобное устройство (андроид), которое играло на флейте. Он также изготовил механических уток, которые, как говорили, умели клевать корм и «испражняться».

Виды роботов

Промышленные роботы
Появление станков с числовым программным управлением привело к созданию программируемых манипуляторов для разнообразных операций по загрузке и разгрузке станков.

Появление в 70-х гг. микропроцессорных систем управления и замена специализированных устройств управления на программируемые контроллеры позволили снизить стоимость роботов в три раза, сделав рентабельным их массовое внедрение в промышленности. Этому способствовали объективные предпосылки развития промышленного производства.

Несмотря на их высокую стоимость, численность промышленных роботов в странах с развитым производством быстро растёт. Основная причина массовой роботизации такова:

«Роботы выполняют сложные производственные операции по 24 ч в сутки. Выпускаемая продукция при этом имеет высокое качество. Они… не болеют, не нуждаются в обеденном перерыве и отдыхе, не бастуют, не требуют повышения заработной платы и пенсии. Роботы не подвержены влиянию температуры окружающей среды либо воздействию газов или выбросов агрессивных веществ, опасных для жизни человека».

Медицинские роботы
В последние годы роботы получают всё большее применение в медицине; в частности, разрабатываются различные модели хирургических роботов.

Ещё в 1985 году робот Unimation Puma 200 был использован для позиционирования хирургической иглы при выполнении биопсии головного мозга, проводившейся под управлением компьютера.

В 1992 году разработанный в Имперском колледже Лондона робот ProBot впервые осуществил операцию на предстательной железе, положив начало практической роботизированной хирургии.

Робот Da Vinci

С 2000 года компания Intuitive Surgical серийно выпускает робот Da Vinci, предназначенный для лапароскопических операций и установленный в нескольких сотнях клиник по всему миру.

Бытовые роботы

Одним из первых примеров удачной массовой промышленной реализации бытовых роботов стала механическая собачка AIBO корпорации Sony.

Робот-пылесос iRobot

В сентябре 2005 в свободную продажу впервые поступили первые человекообразные роботы «Вакамару» производства фирмы Mitsubishi. Робот стоимостью $15 тыс. способен узнавать лица, понимать некоторые фразы, давать справки, выполнять некоторые секретарские функции, следить за помещением.

Всё большую популярность набирают роботы-уборщики (по своей сути - автоматические пылесосы), способные самостоятельно прибраться в квартире и вернуться на место для подзарядки без участия человека.

Боевые роботы

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 и т. п.

Беспилотник

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 (авиационные беспилотные с дистанционным управлением, подводные аппараты и надводные корабли).

В настоящее время большинство боевых роботов являются устройствами телеприсутствия, и лишь очень немногие модели имеют возможность выполнять некоторые задачи автономно, без вмешательства оператора.

В Технологическом институте Джорджии под руководством профессора Хенрика Кристенсена разработаны напоминающие муравьёв инсектоморфные роботы, способные обследовать здание на предмет наличия там врагов и мин-ловушек (доставляются к зданию «главным роботом» - мобильным роботом на гусеничном ходу).

Получили распространение в войсках и летающие роботы. На начало 2012 года военными во всём мире использовались около 10 тысяч наземных и 5 тысяч летающих роботов; 45 стран мира разрабатывало или закупало военных роботов.

Роботы-учёные

Первые роботы-учёные Адам и Ева были созданы в рамках проекта Robot Scientist университета Аберистуита и в 2009 году одним из них было совершено первое научное открыти.

К роботам-учёным безусловно можно отнести роботов, с помощью которых исследовались вентиляционные шахты Большой Пирамиды Хеопса. С их помощью были открыты т. н. «дверки Гантенбринка» и т. н. «ниши Хеопса». Исследования продолжаются.

Система передвижения

Для передвижения по открытой местности чаще всего используют колёсный или гусеничный движитель (примерами подобных роботов могут служить Warrior и PackBot).

Реже используются шагающие системы (примерами подобных роботов могут служить BigDog и Asimo).

Роботы BigDog

Для неровных поверхностей создаются гибридные конструкции, сочетающие колёсный или гусеничный ход со сложной кинематикой движения колёс. Такая конструкция была применена в луноходе.

Внутри помещений, на промышленных объектах роботы передвигаются вдоль монорельсов, по напольной колее и т. д. Для перемещения по наклонным или вертикальным плоскостям, по трубам используются системы, аналогичные «шагающим» конструкциям, но с вакуумными присосками.

Также известны роботы, использующие принципы движения живых организмов - змей, червей, рыб, птиц, насекомых и других типах роботов бионического происхождения.

Робот Tuna

Система распознавания образов

Системы распознавания уже способны определять простые трехмерные предметы, их ориентацию и композицию в пространстве, а также могут достраивать недостающие части, пользуясь информацией из своей базы данных (например, собирать конструктор Lego).

Двигатели

В настоящее время в качестве приводов обычно используются двигатели постоянного тока, шаговые электродвигатели и сервоприводы.

Существуют разработки двигателей, не использующих в своей конструкции моторов: например, технология сокращения материала под действием электрического тока (или поля), которая позволяет добиться более точного соответствия движения робота натуральным плавным движениям живых существ.

Математическая база

Робот Aibo

Помимо уже широко применяющихся нейросетевых технологий, существуют алгоритмы самообучения взаимодействию робота с окружающими предметами в реальном трёхмерном мире: робот-собака Aibo под управлением таких алгоритмов прошел те же стадии обучения, что и новорожденный младенец, самостоятельно научившись координировать движения своих конечностей и взаимодействовать с окружающими предметами (погремушками в детском манеже). Это дает ещё один пример математического понимания алгоритмов работы высшей нервной деятельности человека.

Навигация

Системы построения модели окружающего пространства по ультразвуку или сканированием лазерным лучом широко используются в гонках роботизированных автомобилей (которые уже успешно и самостоятельно проходят реальные городские трассы и дороги на пересечённой местности с учётом неожиданно возникающих препятствий).

Внешний вид

В Японии не прекращаются разработки роботов, имеющих внешний вид, на первый взгляд неотличимый от человеческого. Развивается техника имитации эмоций и мимики «лица» роботов.

В июне 2009 года ученые Токийского университета представили человекоподобного робота «KOBIAN», способного выражать свои эмоции - счастье, страх, удивление, грусть, гнев, отвращение - с помощью жестов и мимики.

Робот KOBIAN

Робот способен открывать и закрывать глаза, двигать губами и бровями, использовать руки и ноги.

Производители роботов

Существуют компании, специализирующиеся на производстве роботов (среди крупнейших - iRobot Corporation). Роботов также выпускают некоторые компании, работающие в сфере высоких технологий: ABB, Honda, Mitsubishi, Sony, World Demanded Electronic, Gostai, KUKA.

Проводятся выставки роботов, напр. самая крупная в мире International robot exhibition (iRex) (проводится в начале ноября раз в два года в Токио, Япония).

Принадлежит Леонардо да Винчи.

Среди многочисленных изобретений Леонардо да Винчи нашлись чертежи робота, который был запрограммирован имитировать человеческие движения (приподниматься и садиться, двигать руками и шеей) и имел анатомически правильное строение челюсти. Технология была разработана в 1495 году, а обнаружена лишь в 1950-х годах.

Робот-рыцарь Леонардо да Винчи

2. В 18 веке была создана механическая утка, способная «переваривать» пищу

В 1738 году изобретатель из Франции Жак де Вокансон сконструировал «робота-утку». «Утка», состоявшая более чем из 400 различных деталей, могла махать крыльями, чистить перья клювом, плавать и крякать. Однако самая удивительная её особенность состояла в том, что она могла клевать зерна и «переваривать» их с помощью специальных химических резервуаров.

Робот-утка

3. В первой половине 18 века была создана первая кукла-робот, умеющая писать произвольно заданный текст

Швейцарец Пьер Жаке-Дроз во второй половине 18 века для рекламы собственной марки часов создал несколько «автоматонов», самых совершенных роботов того времени. Самый сложный автоматон «Каллиграф» состоял из 6 000 деталей и умел писать фразу длиной до 40 букв гусиным пером, которое он макал в чернильницу. Причём текст фразы можно было задавать произвольно на специальном колёсике.

Автоматон «Каллиграф»

4. Понятие «робот» появилось в 1920 году

Карел Чапек в своей книге «Россумские Универсальные Роботы» впервые назвал роботами человекоподобные механизмы, занимающиеся тяжелым трудом. В переводе с чешского слово «робот» означает тяжелый труд, каторга. Это понятие и укрепилось в большинстве стран.