История создания роботов кратко. История робототехники. Где машины могут заменить людей

Удивительно, но история робототехники , сравнительно молодой науки, насчитывает тысячелетия. Люди давно нуждались в помощниках, которые смогли бы взять на себя тяжелую, монотонную и опасную работу. С другой стороны, механизмы использовались и для развлечений.

В этих противоположных направлениях и развивалась сложная и увлекательная отрасль знаний, которая опирается на открытия во всех естественных и технических науках. Не последнюю роль в становлении робототехники играют информационные технологии.

Всякий робот - машина, но далеко не каждую машину можно назвать роботом.

Автоматы и приспособления, которые просто выполняют заложенную в них последовательность операций, не опираясь на данные из внешнего мира, к этой категории не относятся. Наличие простейших подобий органов чувств и системы обратной связи с тем, кто управляет механизмом, также обязательны. Но без достижений в области механики о робототехнике не шло бы и речи. Поэтому вначале следует вспомнить об инженерах далекого прошлого.

Древний мир

Еще до нашей эры Архимед создал механизм «коготь», который опрокидывал римские осадные суда. Герон Александрийский смастерил самоходную тележку, что передвигалась по заданной траектории с помощью системы из тросов и колышков. Деревянный голубь Архита из Тарента запускался в воздух паровой катапультой и мог пролететь до 200 метров.

Изобретения тех времен приводились в движение с помощью воды, пара, противовесов, зубчатых колес и рычагов, а в Китае - еще и ртути и взрывов пороха. Механические приспособления древности кажутся примитивными, но именно тогда греки заложили фундамент роботостроения и применили к этой сфере математические методы.

История робототехники в древности пестрит упоминаниями статуй богов с движущимися головами и руками: в Китае, Вавилоне, Египте такие творения повергали зрителей в трепет. Наука была тесно связана с религией, хотя цели их разнились. В Древней Греции ученые дышали свободнее, их прорывные идеи, порой дерзкие, опережали время.

Средневековье и эпоха Возрождения

В лоне католической церкви продолжалось развитие научной мысли. Богослов Альберт Великий, если верить легенде, смастерил андроида-служанку и механическую голову, которая могла разговаривать. Часовщики, как европейские, так и русские, создавали автоматы, в которых фигурки животных, людей и ангелов разыгрывали целые представления.

Тогда же появились сложные человекоподобные и зооморфные автоматоны: львы рычали и стегали хвостами, птицы пели. Леонардо да Винчи придумал схему железного человека и создал для французского монарха чудесного льва, который демонстрировал государственный герб на разорванной когтями груди, встречая короля. В Италии сохранились монах-автоматон, который мог ходить, держать распятие, осенять себя крестом и даже молиться, а также женщина-лютнистка инженера Хуанело Турриано.

Не только Западная Европа явила миру свои механические чудеса. Персидские ученые, братья Бану Муса собрали свыше сотни разнообразных устройств. Аль-Маради в XI веке и аль-Джазари в XIII написали труды по конструированию машин и тоже построили немало поразительных приспособлений. Есть неподтвержденные сведения о том, что умелые механики сделали для Ивана Грозного «железного мужика», правда, доказательств тому историки пока не нашли.

Это самый длинный период в истории робототехники. В средние века и позже знания тщательно документировались, поэтому до наших дней дошло множество чертежей и описаний. Тогда появились более эффективные пружинный и маятниковый механизмы, а размеры автоматов уменьшились. Эта тенденция сохранилась: каждое новое поколение машин меньше, энергию расходует экономнее и работает дольше.

Новое время

В этот период мастера явили миру поразительные плоды инженерной мысли. Механическая утка Вокансона клевала зерно и даже испражнялась. Андроиды работы Пьера-Жака и Анри Дро не просто двигались, а писали, рисовали и играли музыку.

Часы Кулибина могли посоперничать с творениями его европейских коллег: они не только отсчитывали время, но и показывали мини-спектакли и воспроизводили заложенные в них мелодии.

Зародилась бионика, которая черпает идеи из живой природы и воплощает их в технике. Об этом задумывался да Винчи, говорил Декарт, а Борелли, который преуспел на двух поприщах - врача и механика, - развил витавшую в воздухе мысль в труде «О движении животных». Правда, поначалу новое направление называлось ятромеханикой.

XIX-XX век

В позапрошлом веке появился ткацкий станок с перфокартами. Первый шаг к автоматизации промышленности открыл невиданные ранее перспективы робототехники. Электричество дало толчок машиностроению и способствовало появлению первых роботов, в том числе андроидов. Последние с тех пор будоражат умы творческих людей: писателей, режиссеров, художников, которые порой выдают ценные идеи вроде трех законов Азимова. Сам термин «робот» пришел в науку из пьесы чешского автора Карела Чапека.

Машины с программным управлением заменили людей на заводах, особенно на сборочных линиях и конвейерном производстве.

Датчики позволяют автоматам ориентироваться в пространстве и контролировать качество работы. Конечно, не все они способны принимать решения на основе анализа новых данных, но и не везде это нужно. Автоматизация освободила руки человека, позволив ему заняться другими разработками. Планетоходы, автономные космические и подводные аппараты, самонаводящиеся ракеты, роботы-ликвидаторы аварий недавно считались выдумками, но стали привычным явлением.

Наши дни

Современная робототехника развивается бурно, конструкции и алгоритмы становятся все совершеннее, интерфейсы удобнее. Роботы передвигаются по суше, воздуху, воде, в невесомости, обладают зачатками искусственного интеллекта, оснащаются датчиками, камерами, манипуляторами и системой обратной связи с оператором-человеком.

Они бывают огромными и крошечными, разных геометрических форм, зоо- и антропоморфными. Некоторые работают с неживыми предметами, иные же, в виде протезов, становятся частью живых организмов. Перспективы робототехники связаны с успехами науки, промышленности, военного дела, космонавтики, медицины и энергетики. Даже в быту и сфере развлечений не обойтись без роботов. Машины помогают людям шагать в будущее, о котором стоит мечтать.

История робототехники (видеопрезентация)

С незапамятных времен людей увлекала идея создания роботов – механизмов, своим внешним видом и действиями похожих на живых существ, наделенных фантастической физической силой и ловкостью, способных летать, жить под землей и водой, действовать самостоятельно и в то же время беспрекословно подчиняться человеку, выполняя за него самую тяжелую и опасную работу.

Вконтакте

Одноклассники

Первые достоверные сведения о сложных механизмах (прототипах современных роботов) встречаются в книгах Герона Александрийского, жившем в I веке нашей эры.

Герон стал известен среди современников благодаря своим автоматическим театрам, представления в которых разыгрывали фигурки-куклы, приводимые в движение с помощью системы зубчатых колес, блоков, рычагов, воды, пара и энергии падающих тел.

Чертеж театра Диониса в Афинах

Леонардо да Винчи применил свои знания анатомии, обработки металлов и инженерии, чтобы создать механические макеты скелета и мышц животных и человека. В 1497 году в Милане Леонардо удивил публику механическим рыцарем. Робот мог поворачивать головой, садиться, вставать и поднимать забрало. Еще одним изобретением Леонардо считают механического льва в натуральную величину. Лев ходил и вставал на задние лапы, показывая герб Франции на груди.

В 2002 году эксперт по робототехнике Марк Росхейм построил рабочую модель механического рыцаря по чертежам Леонардо да Винчи

На протяжении столетий технологии создания разнообразных устройств и человекоподобных механизмов продолжали развиваться и усложняться, достигнув расцвета в XVIII веке благодаря открытию закона динамики.

Наиболее знаменитым создателем автоматических фигур того времени был французский механик Жак де Вокансон. Его автоматическая фигура «Порхающая утка» вытягивала шею, клевала и переваривала настоящее зерно, пила, плавала и крякала, в точности имитируя движения живой утки. К сожалению, оригинальный механизм был утрачен в 1879 году в результате пожара в музее Кракова. Сто лет спустя мастером Фредерико Видони была выполнена копия утки, поселившаяся в Музее Гренобля.

Чертеж «Порхающей утки» Вокасона

Как известно, «робот» – это чешское слово, придуманное писателем-сатириком Карелом Чапеком для научно-фантастической пьесы «R.U.R» (Россумские универсальные роботы).

Пьеса, изданная в 1921 году, повествует о восстании человекоподобных машин (андроидов). Действие разворачивается на фабрике, производящей «искусственных людей», выращенных не механическим, а химическим способом из тканей и органов. Роботы вполне способны размышлять, но при этом, кажется, всегда рады служить человечеству.

Идея Карела настолько сильно взбудоражила умы современников, что на следующий день после первой постановки пьесы в Лондоне писатель проснулся знаменитым, а слово «робот» стало общеупотребимым определением для всех автоматических устройств, созданных по принципу живого организма.

Сцена из спектакля по пьесе «Россумские универсальные роботы»

Первые промышленные программируемые механизмы появляются в 1930-х годах в США. Толчком к их созданию послужила работа Генри Форда по созданию конвейера, который полностью изменил подход к производству. Теперь работа над автомобилем была разбита на множество этапов, однообразность которых быстро утомляла человека, а имеющаяся теперь свобода выбора места за конвейером вынудила платить больше за наименее квалифицированную и вредную работу, например покраску.

Первый в мире индустриальный робот (полностью автоматическое устройство для окраски поверхностей) был запатентован 29 октября 1934 года, Уиллардом Л.Г. Поллардом. Патент состоял из двух частей: электрической управляющей системы и механического манипулятора.

Чертеж механических манипуляторов Полларда

В 1950-ых с развитием ядерной промышленности в строй ввели первые манипуляторы, имитировавшие движения человеческих рук, которые применялись при работе с радиоактивными материалами.

Датой рождения первого по-настоящему серьезного робота, о котором услышал весь мир, можно считать 18 мая 1966 года. В этот день Григорий Бабакин, главный конструктор машиностроительного завода имени С.А. Лавочкина, подписал головной том проекта по созданию робота для исследования Луны – «Лунохода-1».

Общая масса первого лунохода составляла 756 кг, его длина с открытой крышкой солнечной батареи 4,42 метра, ширина 2,15 метра, высота 1,92 метра.

«Лунаход-1» работал на поверхности спутника Земли с 17 ноября 1970 по 14 сентября 1971 года, исследуя радиоактивное и рентгеновское космическое излучение на Луне, а также химический состав и свойства грунта.

Откуда произошло слово РОБОТ? November 2nd, 2013

Что такое робот? Одно из определений гласит, что Робот - это машина с антропоморфным (человекоподобным) поведением, которая частично или полностью выполняет функции человека (иногда животного) при взаимодействии с окружающим миром.

А откуда и как возникло слово РОБОТ?

Впервые термин робот появился в пьесе «R.U.R» (Rossum’s Universal Robots, 1917, издана в 1921) автора Карла Чапека в соавторстве со своим братом Йозефом. .В которой повествуется о создании отцом и сыном производства роботов.

Слово «робот» — чешское, обозначает «принудительный труд» (и является родственником русскому «работа»). Первоначально Чапек назвал свои создания «лаборами» от латинского слова labor - работа. Но затем по совету брата поменял название на robot от чешского слова robota - тяжелый принудительный труд. Первый перевод пьесы на русский язык вводит свой собственный вариант — «роботарь».

Дешевых и неприхотливых работников для человека. Однако, они могли производить себе подобных и вскоре заполонили всю планету. Ну и так далее.

Сцена из спектакля «RUR».

Один из героев пьесы, генеральный директор компании «РУР», отвечая на вопрос «что такое роботы?», говорит: «Роботы — это не люди,… они механически совершеннее нас, они обладают невероятно сильным интеллектом, но у них нет души». Так впервые появилось новое понятие «робот», которое вскоре стало играть важную роль не только в фантастической литературе, но и в науке и технике.

Но, вопреки устоявшемуся мнению, Карел Чапек не придумывал это слово. В коротком письме составителям Оксфордского Словаря английского языка он называет своего старшего брата, художника и писателя Йозефа Чапека, как действительного автора слова «робот».

А вот отрывок из статьи Карела Чапека , в которой вся эта история рассказывается в деталях самим Чапеком.
«… это было так: идея пьесы пришла писателю в один неподходящий момент. Но, пока она была еще теплой, он поспешил к своему старшему брату Йозефу, художнику, который стоял перед мольбертом и рисовал так, что холст потрескивал.
- Слушай Йозеф, - сказал писатель, - у меня есть идея для пьесы.
- Какая? - пробормотал художник (он действительно пробормотал, потому, что в тот момент держал кисточку во рту. Автор рассказал ему идею так быстро, как только мог.
- Так напиши это, - заметил художник, вынув кисточку изо рта и остановив работу над холстом.
- Но, - сказал автор, - я не знаю как назвать этих искусственных рабочих. Я хочу назвать Лабори (Labori), но это кажется мне слишком педантичным.
- Ну назови их Роботы (Robots), - пробормотал художник с кисточкой во рту и подошел к холсту.
Вот так это было. Так родилось слово Робот...»

Три закона роботехники в научной фантастике — обязательные правила поведения для роботов, впервые сформулированные Айзеком Азимовым в рассказе «Хоровод» («Runaround) 1942год.

Законы гласят:

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

2. Робот должен повиноваться всем приказам, которые даёт 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.

Давайте я вам напомню еще несколько историй происхождения слов: или например И вот что еще, что мне очень понравилось -

Оригинал статьи находится на сайте ИнфоГлаз.рф Ссылка на статью, с которой сделана эта копия -

Для начала отметим, что этого робота отличает от других его суставы, движимые сухожилиями, которые позволяют ему двигаться почти как человеку. Он мягкий на ощупь и очень реактивный, компенсирующий толчки и восстанавливающий свое положение с помощью имитации мышц. Его лицо может выражать эмоции, а еще он краснеет. Также это первый из двух роботов в этом списке, который выглядит как ребенок.

Представленный в Цюрихе в прошлом году, Roboy будет около метра высотой. Он небольшой, но создан так, чтобы в один прекрасный день стать хорошим помощником для пожилых людей, а также отличным компаньоном. Проект открыт, нужен только 3D-принтер и 200 000 евро, чтобы его распечатать.

К слову, понадобилось около девяти месяцев, чтобы его разработать, что символично.

6. Kuratas (Suidobashi Heavy Industry)

Kuratas - первый в мире гигантский робот. Его высота - 4 метра, весит он около 4,5 тонн. Вы можете залезть в него. Интерфейс водителя работает с использованием Kinect, но если вы предпочитаете управлять своими роботами с безопасного расстояния, можно использовать сенсорный экран телефона в качестве пульта дистанционного управления.

Этого робота решил разработать художник Когоро Курата, вдохновившись аниме. Ему помогал Ватару Йошизаки, робототехник.

Kuratas движется с помощью четырех колес, может разгоняться до 10 км/ч и носить оружие. Когоро Курата называет Kuratas «произведением искусства», что неудивительно, если учесть скромную цену в 1,3 миллиона долларов.

В любом случае, это не самое выдающееся произведение инженерного искусства.

5. Atlas (Boston Dynamics)

Вернемся к Boston Dynamics. Высота Atlas - 2 метра, вес - 150 кг. Он был разработан с единственной целью: заменить людей в поисково-спасательных операциях и для отправки в опасные зоны, в которых люди не смогут выжить. Благодаря сложным конечностям, робот может использовать электроинструменты, вращать вентили и так далее. Это создание - серьезный шаг к созданию человекоподобных роботов, которые подменят людей в особо опасных условиях, а потом и в более безопасных.

Atlas представляет собой сочетание человеческого управления и автономии, автономно контролирует баланс, но пока не понимает всех деталей человеческой миссии, как их может понять оператор. В случае поиска и спасения в труднодоступной местности, например, в разрушенных зданиях, это отличная команда.

Можно сказать прямо: баланс Atlas прекрасен, но не удивляет, поскольку мы уже знакомы с BigDog. В этом году Atlas будет испытан на DARPA Robotics Challenge в ходе решения отдельных задач, например, вождения и использования электроинструментов.

4. Bebionics3 (RSLSteeper)

Bebionic3 - это самый современный протез руки сегодняшнего дня, способный поднимать до 45 килограммов, но все еще достаточно чувствительный, чтобы можно было писать ручкой или держать бумажный стаканчик. С помощью датчиков, которые контактируют с кожей пользователя, легко управляются пальцы, причем скорость и силу можно настроить в любой конкретный момент. Протез можно купить вместе с перчаткой, которая придаст руке человеческий вид.

Вспомните знаменитую сцену из второго «Терминатора», когда Арни срезает кожу с руки, обнажая роботизированный скелет под ней? Кто бы мог подумать, что мы были на пороге аналогичной технологии всего 20 лет назад?

Протез обойдется в 25-35 тысяч долларов. Это недешево, но бесценно для ампутантов, которые хотят вновь обрести независимость.

)

С искусственными мышцами, которые движут крылья 120 раз в секунду, RoboBee имеет размах крыльев около 3 см и легко взлетает. Вы можете спросить, зачем же нужен такой робот, но очень удивитесь, узнав о цели Гарвардского университета.

План состоит в том, чтобы создать автономный рой таких роботов для поисково-спасательных миссий, детального изучения погоды и искусственного опыления. С помощью сенсоров, которые будут работать в точности как антенны пчел, и специального программного обеспечения, роботы смогут сканировать движения друг друга и действовать соответственно. Размер роботов - это ключевая деталь, которая позволит им добираться до сложнодоступных зон в случае природных катастроф с легкостью и проворством.

В настоящее время инженеры работают над решением некоторых проблем самой сборки. Первая - это источник питания на борту, а вторая - уменьшение микрочипа, чтобы не мешал роботам летать. Как только проблемы будут преодолены, RoboBee будут готовы вылетать.

Остается еще один вопрос: сможем ли мы сами ускользнуть от взора этих мелких пчел?

2. «Кьюриосити» (NASA)

Запущенный в ноябре 2011 года и приземлившийся на Марс в августе 2012 года, «Кьюриосити» представляет собой самый продвинутый марсоход от NASA на сегодняшний день. 3 метра в длину и 2,5 в высоту, весом почти под тонну, марсоход выделяется на жестком рельефе Красной планеты. Его основная миссия заключается в анализе геологии, поиске воды или признаков жизни, а также изучении климата. «Кьюриосити» уже подтвердил наличие воды в почве Марса, что вызвало большое волнение и сплетни среди астрономов.

«Кьюриосити» оснащен системой визуализации, способной делать снимки в высоком разрешении на поверхности Марса, и тем самым помогает земной команде в удаленном изучении Марса. Камеры, установленные на марсоходе, помогли сделать знаменитый «селфи» марсохода. Также он может немного бурить породу и собрать образцы в поисках элементов, которые являются ключом к жизни на Земле. Ни один из его предшественников не был способен на это.

Кроме того, это первый робот в списке, оснащенный лазером. «Кьюриосити» может сжигать лазером небольшие камешки, анализируя испарения.

1. iCub (Итальянский технологический институт)

Это iCub, самый впечатляющий робот-гуманоид из списка. iCub настолько похож на человека, что к нему можно обращаться по имени-отчеству. Разработанный несколькими университетами и созданный Итальянским технологическим институтом, iCub по размерам сопоставим с двухлетним ребенком и даже учится точно так же.

iCub способен идентифицировать людей и объекты, находить различия между ними и взаимодействовать соответственно. Он также способен находить выход из сложных трехмерных лабиринтов самостоятельно. Он может трогать, хватать и поднимать предметы по требованию и даже стрелять из лука, пытаясь попасть в яблочко все лучше и лучше.

Вполне вероятно, что именно iCub станет идеальным спутником и помощником человека в не слишком отдаленном будущем.

Когда мы представляем робота, обычно мы думаем об электронных машинах в форме людей — таких как киборги или андроиды — или других компьютеризированных автономных устройствах, таких как Roomba. Но определение слова «Робот» охватывает более глубокое значение.

Робот — это любое машинное или механическое устройство, которое работает автоматически или полуавтоматически. Это означает, что "робот«не обязательно ограничивается только питанием электричеством.

На сегодняшний день наиболее распространенным применением современных роботов является производство. Они используются для того, чтобы сделать производство более эффективным для компании, дешевле для потребителя и безопаснее для сотрудников. Но откуда взялось это слово?

Происхождение слова «Робот».

Слово «Робот» было придумано в 1920 году Карелом Капеком и его братом Йозефом Капеком. Карел был чешским писателем, который придумывал слова для того, чтобы назвать искусственных существ в его пьесе. Недовольный словом laboři (или «рабочие» на латыни), его брат предложил roboti из латинского слова robota (что означает «крепостной труд»).

В 1944 году писатель-фантаст Исаак Азимов решил расширить его и придумал слово «робототехника » для использования в своем рассказе «Бегство». Позднее он стал повторять это словово многих своих книгах.Это помогло повысить популярность и увеличить использование слова.

Что было первым роботом в мире?

Если отвлечься от мифологических сказок, которые включают в себя механических слуг, построенных греческими богами, глиняные големы еврейской легенды и глиняные гиганты норвежской легенды, то первого реального документированного экземпляра робота придумал греческий математик Архит в 4 веке до н.э.. Он создал деревянную механическую паровую птицу, которую он назвал «Голубем».

Как полагают, птица была подвешена на конец поворотного стержня, а аппарат вращался под слоями сжатого воздуха и пара. Сведения о «Голуби» были найдены в трудах Герона Александрийского, который описал ее как «управляемую водой, вращающейся весом и паром». Он не только претендует на звание первого известного робота, но также является первой документированной записью ученого, пытающегося выяснить, как летают птицы.

Что же насчет современных роботов?

Роботы и робототехника развиваются все более быстрыми темпами. Мы отправили роботов в космос, чтобы исследовать планеты для нас, в ядерные реакторы и даже вместо солдат на войну с террором. Сама отрасль развивается непредсказуемыми, но захватывающими способами. Например, робот, показанный на видео ниже, представляет собой роботизированную «поп-звезду», которая поет и танцует для аудитории:

PS: первым человеком, которого убил робот, был Кэндзи Урада в 1981 году. Урада занимался ремонтом сломанного робота на заводе в Кавасаки в Японии. Не сумев полностью отключить его, робот толкнул его в шлифовальный станок, что привело его смерти.