История роботов (1-я часть)

1. ИСТОРИЯ РОБОТОВ

2.

• Из истории роботов
• Термин «робот» впервые введен чешским
писателем-сатириком Карелом Чапеком. Он
применил его в 1920 г, к автоматам,
взбунтовавшимся против людей, в своем
произведении «РУР» («Разумные
универсальные роботы»).В 1932 г. в
Германии был построен рекламный робот,
управляемый по радио (рис. 14.1, а).

3.

4.

5.

• Он мог двигать руками, губами, глазами и даже ушами. Ноги и тело
его были неподвижны. Звук, исходящий из громкоговорителя,
находившегося внутри робота, был синхронизирован с движением его
губ. Робот использовался в качестве манекена.
В это же время в США снискал известность робот «Мистер Телевокс»,
реагировавший на звук свистка. Робот произносил несколько фраз,
включал пылесос, вентилятор, зажигал лампу в комнате, открывал и
закрывал двери и окна. Исполнительные механизмы были
выполнены на электродвигателях. Позднее робот был переделан и в
течение многих лет нес службу дежурного гидравлика на одном из
башенных кранов.
В конце 1932 г. в Англии появился огромный, почти двухтонный робот
«Альфа» (рис. 14.1, б). Он мог вставать, сидеть, поднимать и опускать
руки, двигать пальцами, говорить, свистеть и петь. Он стрелял в цель
из пистолета, держа его в правой руке, и с расстояния 20 м всегда
попадал в десятку. Робот был радиоуправляемым с пневматическими
исполнительными механизмами.

6.

• В 1933 г. в США прославился робот-лектор. Он мог
расстегнуть рубашку, обнажить прозрачную
грудную клетку и живот и прочитать 20-минутную
лекцию о строении и работе человеческих
органов (пищевода, желудка и кишечника),
объясняя процесс пищеварения. При этом он
указывал пальцем на соответствующие органы. К
сожалению, этот робот получил печальную славу.
Он убил своего создателя еще до того, как был
увезен из мастерской, в которой был сделан.
Когда конструктор попытался улучшить какое-то
винтовое соединение, на него вдруг упала
стальная «рука» робота. Конструктор умер в
госпитале от повреждения черепа.

7.

• Робот «Эрик» был построен в США в 1923 г.,
однако сделал свою карьеру на выставках
позже, в предвоенные годы. Он мог сидеть,
вставать и отвечать на простые вопросы:
«Который час»? и «Какое число?» Каждый
день вслух «читал» свежую газету. Тексты
ежедневно записывались на
граммофонных пластинках внутри робота.

8.

Первый робот в СССР был построен в 1937 г., он экспонировался на
Всемирной выставке в Париже. В том же году в конкурсе средств рекламы в
СССР первое место занял робот-рыбак. При нарушении фотоэлектрической
блокировки, «рыбак» начинал говорить; двухминутный текст был записан на
звуковой дорожке киноленты. В 1946 г. в Москве появился рекламный робот бородатый Дед-Мороз в полушубке. Рост его был 1,5 м, он был выставлен в
витрине Центрального универмага. Сначала робот сидел на пеньке, потом
вставал и поднимал левую руку с елочными украшениями, а в правой держал
рюмку. При этом он смотрел на зрителей, стоявших перед витриной, и весело
им подмигивал. Затем робот исполнял веселую песенку, произносил
новогодние пожелания. После этого он садился и отдыхал до следующего
выступления. Все было хорошо вплоть до новогодней ночи. В эту ночь ДедМороз разнес всю витрину и уничтожил елку. Два сильных сторожа едва
могли удержать трясущегося робота. Оказалось, что, если в помещении
отключали все освещение (а делали это только на праздники), напряжение в
сети возрастало с 220 до 260 В. Программный механизм робота, приводимый
в движение электродвигателем, заработал в ускоренном темпе, при этом
перестали срабатывать концевые выключатели. «Дед» без перерыва вставал,
садился и махал рукой. При этом его платформа с пеньком бегала по всей
витрине, все сметая на пути.

9.

• В 1947 г. во Франции появился робот «Артур» (рис. 14.1, в) - результат
15-летней работы конструктора. Робот умел ходить, танцевать, играть
на трубе или губной гармошке, курить, отвечать на вопросы и стрелять
в цель из спортивного пистолета. Им управляли на расстоянии с
помощью многожильного кабеля, подключенного к ноге робота.
Напряжение на громкоговоритель, размещенный в груди робота,
подавалось по тому же кабелю. Приемные микрофоны были скрыты в
ушах. «Артур» был манекеном ростом в 1,5 м
Фамилию «Сабор» носило целое семейство роботов. «Сабор-V» (рис.
14.1, г), построенный в Австрии в 1938 г., был ростом 2,25 м и мог
выполнять 24 операции (в том числе ходить, говорить, курить). Общая
длина монтажного провода, использованного в схеме составляла 2,5
км «Сабор-V», созданный в ФРГ в 1952 г., имел массу 250 кг и мог
ходить, двигать головой и глазами, курить, говорить на разных языках
и беседовать по телефону. Питание его осуществлялось от четырех
аккумуляторов напряжением 24 В. В 1948 г. в США робот стал
убийцей. Внутри у него было свыше 200 электронных ламп, т. е. он
был крупным роботом. Конструктор увидел плохо завинченный винт
на плече и хотел его завинтить. Робот вдруг двинулся и придавил его к
стене

10.

Робот «Электро» (рис. 14.1, д) имел рост 2,1 м, массу 153 кг. Выполнял 36
операций, в том числе различал цвета и «курил». Он управлялся по проводам
и выступал с роботом-собакой «Спарко».
«Динамо Джо» - это робот британских студентов, который в 1951 г. гулял по
улицам Бристоля, привлекая всеобщее внимание горожан, когда он
переходил улицу, то сначала смотрел в одну, затем в другую сторону согласно
правилам уличного движения.
«Нико» - рекламный робот из ФРГ имел вид негритянского мальчика. Он
раздавал рекламные проспекты, говорил, двигал головой и нижней
челюстью. Отдав одну пачку, «Нико» протягивал руку за другой.
В 1956 г. в США 15-летний мальчик построил из металлических отходов и
кухонных принадлежностей, а также трех электродвигателей переменного
тока от домашних полотеров за год робота «Гисмо» (рис. 14.1, е). Робот
управлялся по проводам и мог воспроизводить записи с магнитофона либо
текст, произнесенный перед микрофоном. В 1956 г. в театре Сары Бернар в
Париже выступал знаменитый кибернетический танцор в программе «Ночи
поэзии». Это была металлическая конструкция, напоминающая усложненный
семафор. Танцор перемещался по сцене под влиянием разницы в освещении,
приводя в движение все 16 элементов своей конструкции.

11.

• Робот-автомат «Гарко» (рис. 14.1, ж), построенный в США
из частей от старых самолетов, управлялся по проводам и
выполнял различные операции: сверлил отверстия,
раскладывал товары, играл в шахматы. Итальянский робот
«Си-Гэн» (Cy-Gan») (рис. 14.1, з) имел высоту 2,6 м и массу
480 кг (аккумуляторы напряжением 28 В емкостью 70 А-ч,
масса их 100 кг). Он управлялся по радио на расстоянии до
1,5 км. Робот передвигался со скоростью 36 м/мин и имел
двустороннюю радиотелефонную связь, время его работы
не превышало 5 ч.
Телеуправляемый робот «Ева» (рис. 14.2, 14.3) был
построен автором этой книги в 1960 г. и
демонстрировался в 1962 г. в Варшаве на традиционном
представлении в день книги.

12.

(рис.14.2)
Робот «Ева», управляемый на расстоянии: Общий вид,
устройство и конструкция. Виден магнитофон (см. рис, 5,3) и 8-командный
радиопередатчик для управления на расстоянии

13.

• РОБОТЫ В БЛИЖАЙШЕМ БУДУЩЕМ
• Роботы – это механические помощники
человека, способные выполнять операции
по заложенной в них программе и
реагировать на окружение.
Трансгуманистическое значение
робототехники состоит не только в том, что
эта область связана с киборгизацией и
искусственным интеллектом, но кроме того,
– развитие роботов сможет значительно
изменить образ жизни человека, хотя и не
меняя при этом его самого

14.

• С момента своего появления полвека назад
роботы прошли путь от примитивных
механизмов до сложных, эффективных
устройств, во многом превзойдя по своим
возможностям человека. В ближайшие
десятилетия всё более совершенные
роботы станут незаменимыми
помощниками людей и смогут взять на себя
обеспечение большей части потребностей
цивилизации.

15.

• История роботов
• Первым современным роботом
стал Unimate, робот с
механической рукой,
разработанный для General Motors
в 1961, выполнявший
последовательность действий,
записанную на магнитный
барабан.

16.

Unimate – первый промышленный робот на заводе General Motors

17.

• Активное производство роботов началось в 1970-е годы.
Прежде всего, они стали использоваться в производстве,
для выполнения однообразных (и часто опасных)
операций. Больше всего промышленных роботов
используется в автомобильной промышленности, где они
работают на штамповочных и сварочных участках, в
покрасочных камерах, на сборке. Разумеется, роботы не
могли сразу заменить людей в промышленности, но доля
человеческого труда в производстве с тех пор неуклонно
сокращается. Полностью автоматизированные фабрики,
такие как фабрика IBM для сборки клавиатур в Техасе,
называются "фабрики без освещения". Люди там уже не
нужны: абсолютно всё производство, от момента выгрузки
материалов и до получения готовой продукции у
погрузочных ворот, полностью роботизировано и может
работать круглосуточно и без выходных.

18.

• Роботы давно стали важной частью
научной фантастики. В 1921 году
роботы стали героями пьесы Карела
Чапека «Р.У.Р. » (Россумовские
Универсальные Роботы). А через 20
лет Айзек Азимов сформулировал три
закона робототехники, которые
надолго определили наши
представления о роботах:

19.

• Робот не может причинить вред
человеку или своим бездействием
допустить, чтобы человеку был
причинен вред. Робот должен
подчиняться командам человека, если
эти команды не противоречат первому
закону. Робот должен заботиться о
своей безопасности, пока это не
противоречит первому и второму
закону.

20.

• Роботы сегодня
• Сегодня в мире используются миллионы роботов.
Применение им нашлось практически во всех
сферах человеческой деятельности. Роботы
управляют самолётами и поездами, спускаются в
жерла вулканов и на дно океана, помогают в
строительстве космической станции, в сборке
автомобилей и производстве микрочипов,
охраняют здания, используются военными для
разведки и разминирования, помогают
спасателям искать людей под завалами. Нет такой
области, в которой человек не попытался создать
себе автоматического помощника.

21.

Украинский робот на ликвидации
последствий чернобыльской аварии

22.

• На производстве работают сотни тысяч
роботов, но гораздо больше их трудится за
пределами фабричных цехов. Автономные
роботы, обладающие свободой
передвижения, включают в себя
автономные летательные аппараты,
существуют роботы-сапёры (Mini-Andros),
роботы-газонокосилки (Robomower),
роботы-курьеры (HelpMate), доставляющие
лекарства и документы в некоторых
больницах, и т. д.

23.

Научить роботов играть в футбол – непростая задача

24.

• Особая категория – андроиды или человекообразные
роботы. Создать андроидов оказалось более сложным
делом, чем ожидалось. Потребовались значительные
достижения в области эффективных моторов, технологий
машинного зрения и увеличение вычислительной
мощности компьютеров, чтобы появились первые
андроиды, способные передвигаться, ориентироваться в
пространстве и что-то делать, такие как ASIMO и Qrio.
Технологии машинного зрения позволяют роботам (пока
ещё не очень хорошо) ориентироваться в пространстве,
находить дорогу, распознавать предметы. Роботы могут
узнавать людей по лицам и голосам. Технологии
искусственного интеллекта позволяют роботам
самостоятельно принимать решения и действовать
автономно.

25.

• Нет чёткой грани между роботами и просто
машинами. К роботам можно отнести и
автоматические поезда и беспилотные
летательные аппараты. Существующие
технологии (автопилоты) даже позволяют
компьютерам осуществлять полёты
пассажирских самолётов от взлёта и до
посадки. Можно считать функционально
близкими к роботам банкоматы и более
совершенные киоски для выполнения
различных финансовых операций – они
эффективно заменяют работника-человека.

26.

iRobot продала более 2 миллионов роботов-пылесосов Roomba

27.

• Развлекательные роботы появились с
выходом на рынок Aibo, робособаки от
Sony. Теперь многие игрушки наделяются
зачатками интеллекта – процесс, который
скоро приведёт к появлению действительно
разумных игрушек вроде медвежонка из
фильма AI. Роботы-тюлени и роботы-кошки
повышают настроение пожилых людей в
японских домах престарелых. Начинается
использование роботов для обучения и
развлечения детей в детских садах и
школах США и Южной Кореи.

28.

• В начале 2000-х роботы проникли в сферу
домашнего хозяйства (что было
предсказано футуристами в 60-е годы):
газонокосилки, роботы пылесосы и
мойщики пола. iRobot продала уже
несколько миллионов робопылесов
Roomba. Поумнели и неподвижные
машины: стиральные, посудомоечные и т.
п. Домашние роботы быстро входят в нашу
жизнь. Скоро (примерно к 2015-2020 году) в
среднем "умном" доме будет несколько
интеллектуальных предметов бытовой
техники и несколько автономных роботов.

29.

• Роботы в ближайшем будущем
• Всё больше производственных операций будет
роботизироваться. Использование
программируемого производства (custom
manufacturing) потребует универсальных
мобильных роботов, способных не только
выполнять заранее заданный набор операций на
рабочем месте, но и свободно передвигаться по
производственным помещениям, переносить
между рабочими местами компоненты и готовые
изделия и гибко реагировать на изменения в
производственном процессе. Скоро такие
физически простые дела как работа аптекаря или
библиотекаря в книгохранилище будут отданы

30.

Робот-аптекарь Робби

31.

• Большое количество почти полностью
роботизированных фабрик и заводов
начнёт появляться к 2020. К 2010-2015
роботы начнут активно использовать в
сельском хозяйстве. Специализированные
роботы, помогающие человеку в тяжёлой
физической работе (но не полностью
автономные) появятся к 2015 году. Роботов
на улицах наших городов мы увидим уже к
2010-2015 году. Это будут роботыуборщики, роботы-погрузчики.

32.

• Большая часть транспорта будет
автоматизированной к 2020-2030 году.
Сегодняшние автомобили значительно поумнеют:
сперва они будут лишь помогать водителям
выполнять некоторые операции (сложная
парковка, контроль за безопасностью, движение
по шоссе), но потом они возьмут на себя весь
процесс вождения. Чуть раньше мобильные
роботы появятся в транспортной отрасли
(например, погрузочные) и горнодобывающей.
Мы увидим полностью автоматизированные
логистические терминалы.

33.

Хирургический робот Da Vinci

34.

• Роботы будут всё больше использоваться в медицине. В
некоторых областях они уже могут работать более
эффективно, с большей точностью и меньшей
вероятностью ошибки, чем доктора люди. Скоро можно
будет совместить робохирургов с технологиями
диагностирования (экспертные системы уже давно
используются для постановки диагнозов, анализа
рентгеновских снимков и т. п.). В этой области
робототехника соприкасается с телехирургией,
удалёнными операциями, выполняемыми человеком по
видеосвязи. К 2020 году значительная часть операций
будет выполняться роботами, а первые микророботы
начнут вести наблюдения над здоровьем людей внутри их
тел.

35.

• Роботизация будет не совсем такой, какой
её описывали фантасты. Она будет
сочетаться с автоматизацией (без
автономности), переносом множества
видов деятельности в онлайн (как заказ
билетов), поумнением нашего окружения
(дома, дороги, и т. п.). Например, не будет
андроида-лифтёра, нажимающего кнопки,
будет умный лифт. Не будет роботовпереводчиков, как 3PO из "Звёздных войн",
будут функции синхронного перевода в
телефонах, карманных и носимых
компьютерах.

36.

Робот, играющий в карты с людьми
(будущее)

37.

• Тем не менее, появится огромное количество автономных
специализированных роботов, но выглядящих
совершенно по разному и выполняющих очень разные
функции. Роботы будут передвигаться на колёсах, на двух
и более ногах, ползком, прыжками и другими способами,
причём не только по земле, но и по поверхности других
планет. Роботы будут плавать на поверхности рек и морей
и в глубинах океана, летать в воздухе (некоторые без
посадки), обеспечивая связь и наблюдение за
окружающей средой. Многие роботы будут способны
менять свою форму и структуру в зависимости от
ситуации. Программы и форма роботов смогут
создаваться с помощью эволюционных алгоритмов.

38.

• Будут и похожие на человека двуногие и
двурукие андроиды, универсальные
помощники, созданные для
взаимодействия с человеком в обычной
среде, помощи ему в повседневной
деятельности и любви. Первые подобные
андроиды – это японский Asimo и
корейский Hubo. Распространение на
работе и в быту первые такие роботы
получат после 2010 года.

39.

• Воздействие на экономику и общество
• Появление роботов окажет огромное влияние на экономику.
Физический труд человека станет ненужным во многих областях.
Отношение людей к распространению роботов будет зависеть от
политико-экономической системы. Например, международное
исследование "Автоматизация и промышленные рабочие",
проведённое в 15 странах с 1971 по 1979 годы, показало, что в
капиталистических странах лишь 37% рабочих готовы активно
поддерживать автоматизацию, а в социалистических 69% рабочих. Без
активных действий, направленных на перестройку экономики и
общества возможны негативные последствия. Но когда этот
непростой процесс перехода будет завершён, наше общество
преобразится. Практически весь физический труд будет
автоматизирован. Большая часть управленческих работ низшего
уровня будет выполняться компьютерными системами.
Сверхдешёвый труд роботов сделает возможным увеличение
расходов на переработку отходов, защиту окружающей среды,
безопасность.

40.

Робот-андроид в городе будущего

41.

• В тех странах, где общество пойдёт
по коммунистическому пути
развития, человек больше не
должен будет работать, базовый
уровень жизни для всех (жильё,
питание, медицина) будет
обеспечиваться трудом роботов.
Люди будут значительно больше
заниматься творчеством, отдыхать,
наслаждаться жизнью.

42.

• Самовоспроизводство и нанороботы
• Автоматизированные фабрики сегодня
развиваются в сторону увеличения
универсальности. Развитие производственных
технологий уже к 2020-2030 годам приведёт к
появлению самовоспроизводящихся систем, то
есть машин, способным производить
собственные копии. Первоначально это будут
небольшие настольные фабрики. Это
окончательно сделает роботов доступными для
всех, поскольку каждая такая фабрика сможет из
простых и доступных материалов создать
несколько своих копий, стремительно увеличив
производственные возможности человечества.

43.

Погрузка ящиков – недостойное человека занятие

44.

• К 2015-2020 активно будут использоваться
микророботы, размером в сантиметры и
миллиметры. Они будут использоваться в
медицине, в сельском хозяйстве (как умные
сенсоры) и во многих других областях. А лет
через 10 получат распространение первые
нанороботы (наноботы). Нанороботы
смогут выполнять строительство нужных
структур из молекул и атомов, что позволит
обойтись без специальной подготовки
исходных материалов. Это значит, что даже
отдельные нанороботы будут достаточно
независимыми.

45.

Разведывательная робомуха (будущее)

46.

• Нанороботы произведут ещё большую революцию, чем
роботы обычные, благодаря своей универсальности и
размерам. Так, нанороботы не будут нуждаться в каких-то
особых материалах – для производства практически чего
угодно они смогут использовать даже воду (состоящую из
водорода и кислорода) и воздух (содержащий азот,
кислород и углерод в углекислом газе). Нанороботы
смогут легко создавать любые, самые сложные и
совершенные материалы и продукты с абсолютной
точностью. Разумеется, они смогут создавать и свои
собственные копии, так что их всегда будет достаточно,
чтобы выполнить любые задачи, которые поставит перед
ними человек.

47.

Наноробот в кровеносном сосуде (будущее)
Наноробот в кровеносном сосуде (будущее)

48.

• Наномашины смогут не только производить, но и чинить, в
том числе и клетки человеческого организма. Именно
медицинские нанороботы сделают человека не просто
нестареющим и неболеющим, но и практически
неуязвимым. Множество невидимых нанороботов в
форме "конструктивного тумана" заполнят пространство у
поверхности земли, готовые по первой мысленной
команде человека мгновенно преобразоваться в любой
предмет.
• А через какое-то время человечество может принять
решение о перестройке всей нашей планеты в гигантскую
наносистему. Внешне планета изменится мало, но каждая
песчинка, каждая капля, каждая крупица материи будет
состоять из множества нанороботов и нанокомпьютеров.

49.

• Источник http://www.in
future.ru/