Современные роботы-гуманоиды являются одним из самых впечатляющих достижений инженерии и технологий. Они способны воспроизводить движения и действия человека и применяются в широком спектре областей:
- Медицина — манипуляторы роботов оснащены огромным количеством всевозможных сенсоров, благодаря чему они способны выполнять точные и сложные операции в несколько раз лучше, чем опытные хирурги (Da Vinci Surgical System);
- Образование — это покажется вам удивительным, но исследования показывают, что дети больше доверяют роботам, нежели людям (статья "When is it right for a robot to be wrong? Children trust a robot over a human in a selective trust task" в научном журнале ScienceDirect), поэтому с недавних пор в восточных странах роботам-гуманоидам дали возможность обучать детей программированию — их интерактивные способности делают процесс обучения более увлекательным и эффективным.
- Научные исследования — роботы могут выполнять работы в среде, непригодной для безопасного нахождения в ней человека.
- Аварийно-спасательные работы — по той же причине, что я описал выше, многие гуманоидные роботы были спроектированы для проведения опасных спасательных операций.
Но прежде, чем удивляться возможностям роботов-гуманоидов, давайте вначале разберёмся, как именно они устроены. Эти машины, как правило, состоят из нескольких основных компонентов: приводов и сенсоров, скелета и мозга (он же система управления).
Начнем с внешнего вида.
Кажется, что роботы-гуманоиды весят очень много, но на самом деле это не так — инженеры, наоборот, стараются сделать их максимально лёгкими и прочными. Если бы робот весил чрезмерно много, то пострадала бы его автономность, так как приводам, приводящим робота-гуманоида в движение, требовалось бы намного больше мощности и энергии. На изображении выше вы видите самые популярные модели гуманоидных роботов. Как вы думаете, какой у них вес? На втором изображении галереи вы сможете это узнать. Так вот, вес аккумулятора у робота T-HR3 от компании Toyota (стоит в середине ряда) составляет всего 10 % от его веса и равен 7,5 килограмма. Заряда батареи хватает на 30 минут автономной работы. И всё это благодаря тому, что его каркас был изготовлен из алюминиевых сплавов и углепластика. Из-за этого вес гуманоидного робота равен весу среднестатистического мужчины.
Под каркасом робота скрываются механизмы,
отвечающие за движение его конечностей — приводы и электромоторы. Приводы могут быть гидравлическими, пневматическими или электрическими, и чаще всего в конструкции робота используются сразу все типы приводов. Всё зависит от того, насколько робот должен быть автономным и в каких условиях он был создан. Например, роботы-гуманоиды, используемые в глубоководных экспедициях, почти всегда подключены к источнику питания. Так как OceanOne приходится работать на глубине при высоком давлении, то инженеров в первую очередь волновала прочность металла и безотказность работы манипуляторов робота. В OceanOne используются гидравлические системы, так как они способны работать под высоким давлением и обеспечивают большую мощность и точный контроль движения. OceanOne используют для исследования затонувших кораблей.
Мозг робота-гуманоида
Центральный процессор робота обрабатывает информацию с установленных в него сенсоров (датчики давления, микрофоны, гироскопы, камеры и т. п. — оснащение напрямую зависит от задач, под которые проектировался робот-гуманоид), таким образом, машина получает сведения об окружающей её обстановке и может корректно управлять приводами, приводя себя в движение. Если человек перемещается неосознанно и делает всё это на уровне рефлексов, то вот каждый шаг робота — это последствия обработки целого массива данных. Для сложных задач может использоваться искусственный интеллект, который помогает роботу адаптироваться к новым условиям: неровный пол, какие-то прутья, торчащие из стен и требующие от робота аккуратного "маневрирования". Наличие искусственного интеллекта позволяет роботам-гуманоидам обучаться — именно поэтому в интернете можно частенько увидеть видеоролики, где роботы бегают на беговых дорожках или инженеры пытаются их толкнуть, или отобрать какие-то коробки и т. п. Всё это делается для того, чтобы машинное обучение позволило сформировать правила поведения робота в тех или иных нетипичных ситуациях.
С развитием искусственного интеллекта и внедрением его в роботов-гуманоидов можно ожидать, что в будущем андроиды станут неотъемлемой частью нашей повседневной жизни — они смогут выполнять как рутинную работу по дому, так и принимать участие в спасательных операциях, которые сейчас кажутся слишком опасными для жизни человека… либо учёные изобретут какой-нибудь Скайнет и восстанут машины из пепла ядерного огня.
А что вы думаете обо всём этом? Свои интересные комментарии оставляйте под этой статьёй — я все их читаю и с радостью ознакомлюсь с вашим мнением!
Поблагодарить меня за работу можно подпиской, комментарием под публикацией, или просто поделитесь этим материалом со своими друзьями | надеюсь, что данный материал вам понравился. Всем добра! #РоботыВНауке