Робототехника является прикладной наукой, направленной на создание автоматизированных механизмов, которые способны выполнять какие-либо действия без участия человека. В современном мире технические устройства используются практически во всех сферах от строительства и производства до обучения и медицины. В привычном понимании роботы появились во второй половине 20 века. Значимым толчком к развитию прикладной науки стала масштабная автоматизация производственных линий. При этом история роботов начинается значительно раньше – с Античных лет. До наших дней сохранились отдельные свидетельства о разработках технических устройств и сложных механизмов. Рассмотрим подробнее, как появилась робототехника, какие технологии влияют на развитие науки.
Исторические корни робототехники
Первые упоминания о механизмах, имеющих большое сходство с роботами, относятся ко временам Древней Греции и Древнего Египта. Приведем несколько интересных фактов:
- Архит Тарентский создал деревянный летательный аппарат (около 5 века до н.э.);
- Филон Византийский разработал механическую служанку, которая наполняла чашу вином (примерно 3 век до н.э.);
- на маяке острова Фарос были установлены две женские фигуры, которые самостоятельно освещались и поворачивались (около 3 века до н.э.).
Официально изобретателем первого робота в мире считается Леонардо Да Винчи. До наших дней сохранились чертежи ученого с детализированным изображением человекоподобного механизма, составленные в 1495 году. В дальнейшем делались неоднократные попытки по созданию самостоятельных механизмов, работающих по принципу роботов. Например, в Средние века собирались механические часы с перемещающимися фигурками.
Технические устройства с течением столетий становились все сложнее. В Германии появился первый роботизированный театр с движущимися фигурками. В 38 году 18 столетия Жак Де Вокансон собрал робота-флейтиста, который был официально представлен в Париже. Также ученый создавал механические игрушки в виде уток. Известно, что Альберт Великий в 18 веке изобрел прототип андроида. Человекоподобный механизм открывал дверь, реагируя на стук.
Этапы развития робототехники
Существенные изменения в развитии роботов произошли за последние 100 лет. Простые механические конструкции прошлого преобразовались в сложные устройства с множеством функций. Выделим несколько этапов в современной истории роботехники:- Поколение 0. Это устройства, которые создавали до 1950 года. Гидравлические и пневматические простые роботы не оснащались функциями вычисления.
- Первое поколение. В период с 1950 год по 1968 год создаются промышленные роботы с цифровым управлением. Это манипуляторы, использовавшиеся для выполнения конвейерных задач.
- Второе поколение. Роботы оснащаются сенсорами и датчиками. Устройства были способны реагировать на внешние факторы и подавать сигналы. К этому поколению относят роботы, производившиеся с 1960 до 1977 года.
- Третье поколение. Это устройства, разрабатывающиеся и по сей день. Ученые создают интеллектуальных роботов, которые выполняют сложные задачи. Сегодня существуют модели, внешне почти неотличимые от человека.
Эксперты в области робототехники прогнозируют в ближайшие годы появление четвертого поколения. Предполагается, что такие устройства будут обладать сильным интеллектом и творческими способностями.
Классификация роботов
Приведем классификацию современных роботов в виде таблицы:
|
Промышленные |
Это роботы, использующиеся на производствах. Автоматические устройства оснащаются манипуляторами и программируемым блоком. Выполняют технологические операции. |
|
Гуманоидные |
Человекоподобные роботы, имеющие голову, руки и ноги. Способны перемещаться, манипулировать предметами. Используются в медицине, научных исследованиях, при спасательных работах. Такие роботы также называют андроидами благодаря умению обучаться. |
|
Коллаборативные |
Это усовершенствованные автоматизированные роботы, которые выполняют работы совместно с человеком. Главным отличием от промышленных моделей является наличие сенсоров. За счет встроенной программы и датчиков робот определяет и учитывает присутствие человека. |
|
Сервисные и бытовые |
К этой категории относятся вспомогательные роботы, которые используются человеком в профессиональной деятельности и повседневной жизни. |
Технологии, влияющие на развитие
Современная история создания робототехники тесно соприкасается с техническим прогрессом и появлением новых технологий. На развитие науки оказали большое влияние кибернетика и бионика. Следует отметить важность совершенствования:- микропроцессоров и программируемых контроллеров;
- сенсорных устройств и различных датчиков;
- алгоритмов машинного обучения.
Важней составляющей роботехники стал искусственный интеллект.
Перспективы робототехники
Как предполагают ученые, роль роботов будет возрастать во многих сферах жизнедеятельности человека. Устройства будут создавать для индустрии развлечений, медицины, науки, образования, строительства. Развитие четвертого поколения будет сопровождаться:- миниатюризацией;
- развитием роевой роботехники с коллективным разумом;
- расширением сенсорных возможностей;
- совершенствованием алгоритмов взаимодействия робота с людьми.
Благодаря робототехнике будут создавать новые решения в промышленности. Основные технологические работы смогут выполнять автоматизированные механизмы, что облегчит многие задачи для человека. При этом ученые уделяют внимание этическим аспектам. Продумываются алгоритмы искусственного интеллекта, которые должны обеспечить безопасность развивающихся роботов. До сих пор в работе применяются принципы, сформулированные американским ученым Айзеком Азимовым. Суть их заключается в том, чтоб любое действие или бездействие робота не должно приносить вред людям.
Заключение
