Mange børn, der starter med konstruktionen af robotter, bliver så interesserede i dette, at de forbinder deres senere liv med teknisk kreativitet og programmering, gå ind i de tilsvarende specialer på universiteter og opnå et erhverv.
Hvordan er træning bygget op?
Klasserne er bygget fra simple til komplekse, og i selve klasserne designer og sammensætter de ikke bare robotter af dele, men udfører projekter: stift bekendtskab med teoretiske problemstillinger, sæt søgeopgaver, lær at arbejde i et team, diskutere og forsvare deres synspunkt. Robotten hjælper dig let og med glæde gennem denne vej: Materialet gives ikke i en tør og doseret form, men læres af børn gennem leg, kreativitet og at finde en løsning på et problem.
Det er rigtigt, hvor effektive klasser i en cirkel er, afhænger af læreren og hans metodisk støtte. Robotteknologi er så populær, at der er specielle teknikker, hvori den er gennemtænkt konstrueret Fra og Til.
Ved de første lektioner forsøger fyrene at finde ud af, hvordan det fungerer virkelige verden og af hvilke grunde fysiske love alt, hvad der omgiver os, eksisterer. Samtidig stifter eleverne bekendtskab med byggesættet, som de skal lave deres første robot ud fra.
Hvad får et barn ud af uddannelse?
Det materielle resultat af læring i en robotklub for børn er en robot skabt af barnet selv (normalt skal den demonteres, da designeren er klubbens ejendom; du kan købe den samme til dig selv; priserne starter fra 10 tusinde rubler). Nå, det uhåndgribelige resultat er barnets viden, færdigheder og interesse for videnskab og teknisk kreativitet.
Senere begynder børn at lære det grundlæggende i programmering.
Børns alder
Børn fra omkring 5 år til 15-17 år kan studere i robotklubber. Selvfølgelig er deres programmer anderledes.
Hvis vi taler om LEGO robotplatformen, så leger yngre børn (førskolebørn og folkeskoleelever) faktisk med det enkleste LEGO WeDo robotbyggesæt og lærer verdenen, lære at interagere med hinanden. Robottens dele er ret nemme at forbinde og ligner de dele af det traditionelle LEGO byggesæt, som mange førskolebørn har. Programmet til robotbevægelse, som eleverne laver, er også enkelt og er skrevet ud fra færdige "klodser" under vejledning af en lærer. Men deres robot viser sig at være en rigtig en.
Større børn bruger LEGO Mindstorms; det er mere komplekst med et andet fastgørelsesprincip. Denne konstruktør giver dig mulighed for at skabe mere kompleks model end i LEGO WeDo. Klasserne introducerer programmeringselementer i Scratch, C++ eller et visuelt programmeringssprog.
Både studerende og voksne er involveret i robotteknologi. Men de platforme og opgaver, som voksne sætter for sig selv, er anderledes end børns aktiviteter.
Hvad er en konstruktør
Byggesættene, som børn arbejder med i robotklubben omfatter:
- controller (dette er så at sige robottens hjerne);
- sensorer (infrarød, lyd, berøringssensorer osv.);
- dele, der giver bevægelse af modellen.
En computer er også nødvendig - der oprettes et program på den, i overensstemmelse med hvilken robotten vil handle. Børn er også forsynet med undervisningsmateriale om emnet for lektionen. Sensoren reagerer på stimulus, og robotten udfører den handling, som programmet foreskriver den - dette er essensen af modellens handlinger, som barnet skal samle ved slutningen af træningen.
LEGO byggesæt er praktiske, fordi de er nemme at købe (selvom de er ret dyre, fra 10 til 30 tusind rubler. For eksempel kan du købe et Mindstorms byggesæt i OZON.ru online-butikken), og de bruges i de fleste internationale robotkonkurrencer og konkurrencer. I de fleste robotklubber for børn kan eleverne bruge dette sæt gratis.
Andre platforme
LEGO er ikke den eneste platform, hvor robotteknologi bliver udforsket. Der er anden hardware: Fishertechnic, Arduino, Raspberry Pi, Multiplo. Inden du tilmelder dig en cirkel, skal du finde ud af, på hvilket grundlag træningen foregår der.
Robotikere repræsenterer en kombination af modsætninger. Som specialister er de dygtige til forviklingerne af deres specialisering. Som generalister er de i stand til at dække hele problemet i det omfang, deres omfattende videnbase tillader det. Vi præsenterer for din opmærksomhed interessant materiale om emnet færdigheder og evner, som en rigtig robotiker har brug for.
Og udover selve materialet er der også kommentarer fra en af vores roboteksperter, kuratoren for Jekaterinburg, Oleg Evsegneev.
Robotingeniører falder generelt i to kategorier: tænkere (teoretikere) og udførere (praktiserende). Det betyder, at robotister skal være anderledes god kombination to modsatrettede arbejdsstile. "Undersøgende" mennesker kan generelt lide at løse problemer ved at tænke, læse og studere. På den anden side kan praktiserende læger lide at løse problemer kun ved at få deres hænder så at sige snavsede.
Robotteknologi kræver en hårfin balance mellem intens udforskning og afslappet pause, det vil sige at arbejde videre rigtig udfordring. Den præsenterede liste indeholdt 25 professionelle færdigheder, grupperet i 10 færdigheder, der er vigtige for robotbyggere.
1. Systemtænkning
En projektleder bemærkede engang, at mange mennesker involveret i robotteknologi ender med at blive projektledere eller systemingeniører. Dette har særlig betydning, da robotter er meget komplekse systemer. En specialist, der arbejder med robotter, skal være en god mekaniker, elektronikingeniør, elektriker, programmør og endda have viden om psykologi og kognitiv aktivitet.
En god robotiker er i stand til at forstå og teoretisk begrunde, hvordan alle disse forskellige systemer interagerer sammen og harmonisk. Hvis en maskiningeniør med rimelighed kan sige: "det er ikke mit job, vi har brug for en programmør eller en elektriker," så skal en robotiker være velbevandret i alle disse discipliner.
Overhovedet, systemtænkning er vigtig færdighed for alle ingeniører. Vores verden er ét stort, superkomplekst system. Systemtekniske færdigheder hjælper til korrekt at forstå, hvad der er forbundet og hvordan i denne verden. Når du ved dette, kan du oprette effektive systemer kontrol over den virkelige verden.
2. Programmers tankegang
Programmering er en ret vigtig færdighed for en robotiker. Det er ligegyldigt, om du arbejder med kontrolsystemer på lavt niveau (kun ved at bruge MATLAB til at designe controllere), eller om du er datalog, der designer kognitive systemer på højt niveau. Robotingeniører kan være involveret i programmeringsarbejde på ethvert abstraktionsniveau. Den største forskel mellem almindelig programmering og robotprogrammering er, at robotisten interagerer med hardware, elektronik og rod i den virkelige verden.
Mere end 1.500 programmeringssprog bruges i dag. Selvom du naturligvis ikke behøver at lære dem alle, har en god robotiker en programmørs tankegang. Og de vil føle sig trygge ved at lære ethvert nyt sprog, hvis det pludselig er nødvendigt. Og her går vi glat videre til næste færdighed.
Kommentar af Oleg Evsegneev: Jeg vil tilføje, at skabelse af moderne robotter kræver kendskab til sprog på lavt, højt og endda ultrahøjt niveau. Mikrocontrollere skal fungere meget hurtigt og effektivt. For at opnå dette skal du dykke ned i computerens arkitektur, kende funktionerne ved at arbejde med hukommelse og protokoller på lavt niveau. En robots hjerte kan være tungt operativ system fx ROS. Her har du måske allerede brug for viden om OOP, evnen til at bruge seriøse pakker med computervision, navigation og maskinelæring. Til sidst, at skrive en robotgrænseflade på nettet og forbinde den til internettet, er det en god idé at lære scriptsprog, den samme python.
3. Selvlærende evne
Det er umuligt at vide alt om robotteknologi; der er altid noget ukendt, der skal undersøges, når behovet opstår, når det næste projekt skal implementeres. Selv efter at have modtaget videregående uddannelse i robotteknologi og flere års arbejde som kandidatstuderende, er mange lige begyndt at virkelig forstå det grundlæggende i robotteknologi.
Ønsket om konstant at lære noget nyt er en vigtig evne gennem hele din karriere. Derfor vil det at bruge læringsmetoder, der er effektive for dig personligt og have en god læseforståelse, hjælpe dig til hurtigt og nemt at få ny viden, når behovet opstår.
Kommentar af Oleg Evsegneev: Dette er en nøglefærdighed i enhver kreativ bestræbelse. Du kan bruge det til at opnå andre færdigheder
4. Matematik
Der er ikke mange grundlæggende færdigheder inden for robotteknologi. En sådan kernefærdighed er matematik. Du vil sandsynligvis finde det svært at få succes med robotteknologi uden ordentlig viden om i det mindste algebra, matematisk analyse og geometri. Dette skyldes, at på basis niveau robotteknologi er afhængig af evnen til at forstå og betjene abstrakte begreber, ofte repræsenteret som funktioner eller ligninger. Geometri er især vigtig for at forstå emner som kinematik og tekniske tegninger (som du sandsynligvis vil gøre meget af i løbet af din karriere, herunder nogle lavet på en serviet).
Kommentar af Oleg Evsegneev: En robots adfærd, dens reaktion på omgivende stimuli, dens evne til at lære - det er alt sammen matematik. Et simpelt eksempel. Moderne droner flyver godt takket være Kalman-filteret, et kraftfuldt matematisk værktøj til at forfine data om robottens position i rummet. Asimo robotten kan skelne genstande takket være neurale netværk. Selv en robotstøvsuger bruger kompleks matematik at bygge en rute rundt i rummet korrekt.
5. Fysik og anvendt matematik
Der er nogle mennesker (rene matematikere, for eksempel), der stræber efter at operere matematiske begreber uden reference til den virkelige verden. Robotskabere er ikke denne type person. Viden om fysik og anvendt matematik er vigtig i robotteknologi, fordi den virkelige verden aldrig er så nøjagtig som matematik. At kunne beslutte, hvornår en beregning er god nok til rent faktisk at arbejde med, er en nøglefærdighed for en robotingeniør. Hvilket bringer os glat til næste punkt.
Kommentar af Oleg Evsegneev: Spise godt eksempel– automatiske stationer til flyvning til andre planeter. Viden om fysik gør det muligt at beregne deres flyvnings bane så præcist, at enheden efter år og millioner af kilometer ender i den præcist specificerede position.
6. Analyse og valg af løsning
At være en god robotiker betyder konstant at tage tekniske beslutninger. Hvad skal man vælge til programmering - ROS eller et andet system? Hvor mange fingre skal den designede robot have? Hvilke sensorer skal jeg vælge at bruge? Robotics bruger mange løsninger, og blandt dem er der næsten ikke en enkelt korrekt.
Takket være den store videnbase, der bruges i robotteknologi, kan du muligvis finde bedre løsninger på visse problemer end eksperter fra mere specialiserede discipliner. Analyse og beslutningstagning er nødvendig for at udvinde maksimalt udbytte fra din løsning. Færdigheder analytisk tænkning giver dig mulighed for at analysere problemet med forskellige punkter vision, mens færdigheder kritisk tænkning vil hjælpe dig med at bruge logik og ræsonnement til at balancere styrkerne og svaghederne ved hver beslutning.
Hvad har en programmør, der arbejder på androider, fordybet i psykologi og adfærdsvidenskab, og en ingeniør, der skriver algoritmer til industrirobotter og studerer mekatronik og højere matematik, til fælles? Begge er involveret i robotteknologi - den mest efterspurgte industri i den nærmeste fremtid. Nu er robotteknologi i Rusland et upløyet felt: Behovet for forskellige robotter (industrielle, hjemlige, mobile, kampe, antropomorfe) er ret højt, og kun få virksomheder specialiserer sig i deres produktion. Look At Me lærte af eksperter, hvad du har brug for at vide om professionen robotteknologi, og hvad du skal begynde at lære i dag.
Eland Inbar om amerikanerens mangler
uddannelse og fordelene ved Lego-konstruktøren
“Skabelsen af robotter har to vigtige komponenter: ingeniørløsninger og hardware på den ene side og databehandling og software på den anden side. For at være robotiker skal du forstå og forstå begge problemer, da de er lige vigtige. Robotter er de samme computere, kun med motorer og sensorer. Tænk på dem som datalogi bragt til live. Under alle omstændigheder, for at forstå denne videnskab, bliver du nødt til at starte med softwareudvikling, hvilket betyder, at du bliver nødt til at lære programmeringssprog. For eksempel er Python bredt understøttet på tværs af mange platforme. ROS (Robotoperativsystem) vinder nu også popularitet, selvom deres skabere, Willow Garage, ikke længere eksisterer. For begyndere robotikere anbefaler jeg at købe LEGO EV3 eller Robotis Bioloid byggesæt til træning, de vil hjælpe dig med at dykke ned i detaljerne. Få selvtillid, når du arbejder med disse konstruktører, udvikle grundlæggende algoritmer (simpel navigation, greb osv.). Dette vil give dig en base. Så skal du helt sikkert få et job som praktikant hos en robotvirksomhed – de vil lære dig alt. Forresten, hvis du beslutter dig for at studere robotteknologi i amerikansk universitet, så husk, at der er fokus på maskinteknik, og du kan ikke glemme software.
Der er mange seje robotter nu, men ingen køber dem, fordi de ikke rigtig løser vigtige problemer
En dag vil du føle dig klar til at skabe din egen robot. Dette er både det nemmeste og det sværeste. Derfor råder jeg altid til at starte med nødvendigheden. Tag et reelt problem og lad din enhed løse det. Der er mange seje robotter derude lige nu, men ingen køber dem, fordi de faktisk ikke løser vigtige problemer. Samtidig er der mange problemer nu. Gør dem, og det vil føre dig til succes."
Vladimir Bely om hvorfor robotter
værd at skabe i menneskelig form
"Robotik er et meget bredt begreb, det omfatter udvikling af software og mobil software, og skabelsen af komplekse tekniske løsninger, programmering kunstig intelligens og design. Det er meget lovende retning ikke kun for ingeniører og programmører, men også for designere, marketingfolk og endda psykologer. Vi bor i interessant tid: Et helt nyt marked er ved at opstå for vores øjne, hvis produkter vil ændre vores liv. En lignende ting skete, da der for eksempel dukkede personlige computere op.
I dag arbejder mit team og jeg på at forbedre vores robotter. Vi gør dette for at gøre folks liv lettere og give dem mere tid til at kommunikere med deres familie og deres kære. Robotter bør erstatte os i rutinemæssigt og farligt arbejde, som det allerede er sket i mange typer produktion. Nu er det umuligt at forestille sig vores liv uden industrirobotter, der samler, svejser og sorterer forskellige produkter - de optimerer virksomheder og reducerer omkostninger og risici.
Udover industrirobotter findes der såkaldte biomorfe robotter - prototyper af dyr og insekter, som på grund af deres størrelse og andre egenskaber kan udføre særlige opgaver. Imidlertid er antropomorfe robotter, det vil sige ligner mennesker, den mest bekvemme udførelsesform for kunstig intelligens. Faktum er, at hele livet omkring os er skabt med en person i tankerne: hans højde, hans anatomiske træk. Derfor er det meget mere rentabelt at skabe en maskine, der er i stand til at bevæge sig og arbejde under de samme forhold som os, end at tilpasse f.eks. en robot på en bælteplatform eller på en hjulbase til menneskeliv. Det virkede også psykologisk faktor: folk har altid stræbt efter at skabe noget som dem selv.
Vi skal straks skabe en parallel verden, hvor robotter sameksisterer med mennesker
og blive deres assistenter
I dag er antropomorfe robotter stadig i sin begyndelse: Der er mange områder for brugen af sådanne robotter og endnu flere uløste problemer. Vores virksomhed forsøger at udvikle denne industri. Vi har specifikt lavet et økosystem, hvor softwareudviklere får mulighed for at lave applikationer til vores robotter, det vil sige, at vi faktisk har organiseret jobs for programmører. Derudover er det godt for forbrugeren. Ved at købe vores Alphabot-robot eller leje den, modtager han en bestemt maskine, som kan "tilpasses" til specifikke behov. Her kan vi drage en analogi med App butik. Vi køber en iPad, download nødvendige programmer og få en personlig enhed.
Men på nuværende tidspunkt kan folk stadig ikke vænne sig til tanken om, at robotter snart vil komme så tæt ind i vores liv som for eksempel tablets. Det er vigtigt at forstå, at vi ikke opfordrer til ødelæggelsen gamle verden, og skabe noget på dens ruiner. Ingen! Vi skal straks skabe en parallel verden, hvor robotter sameksisterer med mennesker og bliver deres assistenter. Vi opfordrer alle mennesker til at tilslutte sig denne ideologi og udvikle menneskehedens fremtid sammen.
Jeg tror ikke på maskinernes opstand, som mange frygter. Men du skal altid huske, at bag enhver maskine er der en person. Men man kan ikke være helt sikker på folk."
Sergey Melnikov om, hvordan man selvstændigt studerer robotteknologi og samler din første enhed
Sergey Melnikov
Udvikler automatiserede systemer, programmør, robotlærer, administrator af servodroid.ru
“Jeg begyndte at arbejde med robotter tilbage i skolen, da jeg blev tilmeldt amatørradioklubben. Der lærte jeg at lodde, forstå kredsløbsdesign og gøre enkelt tekniske strukturer. Da jeg lærte at læse elektroniske kredsløb, kom det til en simpel robot med et par lyssensorer og relæer, som den så og kunne flytte rundt på. Det mest interessante er at se, hvordan et stykke hardware, uden menneskelig hjælp, gør noget på egen hånd. Efter at jeg havde samlet min første omfangsrige enhed med en masse ledninger, dækket af lim og pakket ind i tape, blev jeg forelsket i robotteknologi.
I Sankt Petersborg læste jeg til programmør, men fortsatte samtidig med at arbejde med robotter. Jeg fordybede mig i specialet og tror på, at det er den bedste vej, og den kan alle følge.
Jeg specialiserer mig ikke kun i BEAM-robotik, men også i kompleks computersystemer, komplekser og selvfølgelig software. Jeg samarbejder fx med Beredskabsministeriet og arbejder med robotter til rednings- og opklaringsarbejde. Men for det meste er min yndlingsdel BEAM ("biologi, elektronik, æstetik, mekanik"). Det er her, det hele starter: med de enkleste robotter fra tilgængelige komponenter uden kompleks programmering. Når vi samler en BEAM-robot, forsøger vi at gribe opgaven an fra forskellige vinkler, også uden at have stort antal elektroniske komponenter og logiske kæder. Når vi samler en sådan robot, kan vi i sidste ende pege fingeren på en hvilken som helst del af den og fortælle alt om den fra A til Z. Fortæl os, hvordan signalet fra fotosensoren kommer, hvordan det behandles af mikrokredsløbet, og hvad der sker i ende. Vi kan altid i en kæde identificere årsagen til, at robotten ikke virker. Det her bedste base for nybegyndere.
Jeg er sikker på, at robotteknologi er et meget lovende aktivitetsområde. Det giver en person mulighed for at anvende næsten enhver af sin viden. At skabe en robot er som at male et billede med en loddekolbe i stedet for en pensel. Hver gang bliver man overrasket over, at man kan samle sådan en vidunderlig struktur, og det vigtigste er at finde en brug for den.”
Arbejder i krydsfeltet mellem kybernetik, psykologi og behaviorisme (videnskaben om adfærd), og en ingeniør, der komponerer algoritmer til industrielle robotkomplekser, blandt de vigtigste værktøjer er højere matematik og mekatronik, arbejder i den mest lovende industri i de kommende år - robotteknologi. Robotter har på trods af udtrykkets komparative nyhed længe været kendt for menneskeheden. Her er blot nogle få fakta fra historien om udviklingen af smarte mekanismer.
Jernmænd Henri Droz
Stadig i myter Det gamle Grækenland mekaniske slaver blev nævnt, skabt af Hefaistos til at udføre tunge og monotont arbejde. Og den første opfinder og udvikler af en humanoid robot var den legendariske Leonardo da Vinci. Detaljerede tegninger har overlevet den dag i dag. Italiensk geni, der beskriver en mekanisk ridder, der er i stand til at efterligne menneskelige bevægelser arme, ben, hoved.
Skabelsen af de første automatiske mekanismer med programstyring begyndte i slutningen af det 15. århundrede af europæiske urmagere. De mest succesrige på dette område var schweiziske specialister, far og søn Pierre-Jacques og Henri Droz. De skabte en hel serie ("skrivende dreng", "tegner", "musiker"), hvis kontrol var baseret på urmekanismer. Det var til ære for Henri Droz, at alle programmerbare humanoide automater senere begyndte at blive kaldt "androider".
I begyndelsen af programmering
Grundlaget for programmering af industrirobotter blev lagt i begyndelsen af det 19. århundrede i Frankrig. Det var her, de første programmer til automatiske tekstilmaskiner (spinding og vævning) blev udviklet. Napoleons hurtigt voksende hær havde et voldsomt behov for uniformer og dermed stoffer. Opfinder fra Lyon Joseph Jacquard foreslog en måde at hurtigt omkonfigurere væv til produktion forskellige typer Produkter. Ofte krævede denne procedure en enorm mængde tid, enorm indsats og opmærksomhed fra et helt team. Essensen af innovationen var at bruge papkort med perforerede huller. Nålene kommer ind i de afskårne steder, efter behov trådene blev flyttet. Skiftet af kort blev hurtigt udført af maskinoperatøren: et nyt hulkort - nyt program - ny type stof eller mønster. fransk udvikling blev prototypen på moderne automatiserede systemer, robotter med programmeringsevner.
Idéen foreslået af Jacquard blev entusiastisk brugt af mange opfindere i deres automatiske enheder:
- Leder af den statistiske afdeling S. N. Korsakov (Rusland, 1832) - i mekanismen til at sammenligne og analysere ideer.
- Matematiker Charles Babbage (England, 1834) - in analytisk motor til at løse en lang række matematiske problemer.
- Ingeniør (USA, 1890) - i en enhed til lagring og behandling af statistiske data (tabulator). For ordens skyld: i 1911 firmaet. Hollerith fik navnet IBM (International Business Machines).
Hulkort var det vigtigste lagringsmedie indtil 60'erne af forrige århundrede.
Intelligente maskiner skylder deres navn til en tjekkisk dramatiker. I stykket "R.U.R.", som blev udgivet i 1920, kaldte forfatteren en robot kunstig person, skabt til tunge og farlige produktionsområder (robota (tjekkisk) - hårdt arbejde). Hvad adskiller en robot fra mekanismer og automatiske enheder? I modsætning til sidstnævnte præsterer robotten ikke kun visse handlinger, blindt efter den fastlagte algoritme, men er også i stand til at interagere tættere med miljø og en person (operatør), tilpasse deres funktioner, når ydre signaler og forhold ændrer sig.
Det er almindeligt accepteret, at den første fungerende robot blev designet og implementeret i 1928 af den amerikanske ingeniør R. Wensley. Den humanoide "jernintellektuelle" hed Herbert Televox. Biologen Makoto Nishimura (Japan, 1929) og den engelske soldat William Richards (1928) gør også krav på pionerernes laurbær. De antropomorfe mekanismer skabt af opfinderne havde lignende funktionalitet: de var i stand til at bevæge deres lemmer og hoved, udføre stemme- og lydkommandoer og besvare enkle spørgsmål. Hovedformålet med enhederne var at demonstrere videnskabelige og tekniske resultater. Den næste runde i udviklingen af teknologi gjorde det muligt snart at skabe de første industrirobotter.
Generation efter generation
Robotudvikling er en kontinuerlig, trinvis proces. Til dato er tre forskellige generationer af "smarte" maskiner dukket op. Hver er kendetegnet ved visse indikatorer og anvendelsesområder.
Den første generation af robotter blev skabt til en snæver type aktivitet. Maskiner er kun i stand til at udføre en bestemt programmeret sekvens af operationer. Robotkontrolenheder, kredsløb og programmering eliminerer praktisk talt autonom drift og kræver oprettelse af et særligt teknologisk rum med det nødvendige ekstra udstyr og informations- og målesystemer.
Anden generations maskiner kaldes sensing eller adaptive. Robotprogrammering udføres under hensyntagen til et stort sæt eksterne og interne sensorer. Baseret på analysen af information, der kommer fra sensorer, udvikles de nødvendige kontrolhandlinger.
Og endelig er tredje generation intelligente robotter, der er i stand til:
- Opsummere og analysere information,
- Forbedre og selvlære, akkumulere færdigheder og viden,
- Genkend billeder og ændringer i situationen, og organiser i overensstemmelse hermed arbejdet i dit ledelsessystem.
Kunstig intelligens er baseret på algoritmer og software.
Generel klassifikation
På enhver repræsentativ moderne udstilling af robotter kan de mange "smarte" maskiner forbløffe ikke kun almindelige mennesker, men også specialister. Hvilke typer robotter findes der? Den mest generelle og meningsfulde klassificering blev foreslået af den sovjetiske videnskabsmand A.E. Kobrinsky.
Ud fra deres formål og funktioner opdeles robotter i produktion, industri og forskning. Den første, i overensstemmelse med arten af det udførte arbejde, kan være teknologisk, løft og transport, universel eller specialiseret. Forskning er designet til at studere områder og områder, der er farlige eller utilgængelige for mennesker ( plads, jordens indre og vulkaner, de dybe lag af verdenshavene).
Efter type kontrol kan vi skelne bioteknisk (kopiering, kommando, cyborg, interaktiv og automatisk), af princip - stift programmerbar, adaptiv og fleksibelt programmerbar. Hurtig udvikling moderne giver udviklere virtuelt ubegrænsede muligheder når man designer intelligente maskiner. Men fremragende kredsløbsdesign og konstruktiv løsning vil kun tjene som en dyr skal uden den passende software og algoritmiske support.
For at mikroprocessorens silicium kan overtage funktionerne i robottens hjerne, er det nødvendigt at "fylde" det tilsvarende program ind i krystallen. Almindelig menneskeligt sprog er ikke i stand til at give en klar formalisering af opgaver, nøjagtighed og pålidelighed af deres logiske vurdering. Derfor gives de nødvendige oplysninger i en bestemt form ved hjælp af robotprogrammeringssprog.
I overensstemmelse med de ledelsesopgaver, der løses, skelnes der mellem fire niveauer af et sådant specialskabt sprog:
- Det laveste niveau bruges til at styre aktuatorer i formen nøjagtige værdier lineær eller vinkelbevægelse af individuelle dele af det intelligente system,
- Manipulatorniveauet giver dig mulighed for generel ledelse hele systemet, positionering af robottens arbejdende krop i koordinatrummet,
- Operationsniveauet tjener til at danne arbejdsprogram, ved at angive rækkefølgen nødvendige handlinger at opnå et bestemt resultat.
- På højeste niveau - opgaver - angiver programmet uden detaljer, hvad der skal gøres.
Robotikere stræber efter at reducere programmeringsrobotter til at kommunikere med dem på overordnede sprog. Ideelt set stiller operatøren opgaven: "Saml motoren intern forbrænding bil" og forventer af robotten fuld implementering opgaver.
Sproglige nuancer
I moderne robotteknologi udvikler robotprogrammering sig langs to vektorer: robotorienteret og problemorienteret programmering.
De mest almindelige robot-orienterede sprog er AML og AL. Den første blev udviklet af IBM kun til at kontrollere intelligente mekanismer i sin egen produktion. Det andet er et produkt af specialister Stanford University(USA) - udvikler sig aktivt og har en betydelig indflydelse på dannelsen af nye sprog i denne klasse. En professionel kan nemt skelne sproget karaktertræk Pascal og Algol. Alle robotorienterede sprog beskriver en algoritme som en sekvens af handlinger af en "smart" mekanisme. I denne henseende viser programmet sig ofte at være meget besværligt og ubelejligt i praktisk implementering.
Ved programmering af robotter i problemorienterede sprog specificerer programmet ikke en sekvens af handlinger, men af mål eller mellempositioner for et objekt. Det mest populære sprog i dette segment er AUTOPASS-sproget (IBM), hvor arbejdsmiljøets tilstand er repræsenteret i form af grafer (hjørnepunkter - objekter, buer - forbindelser).
Robot træning
Nogen moderne robot er et lærende og adaptivt system. Alle nødvendige oplysninger, herunder viden og færdigheder, overføres til hende i læringsprocessen. Dette gøres både ved direkte at gemme de relevante data i processorhukommelsen (detaljeret programmering - prøveudtagning) og ved at bruge robottens sensorer (ved hjælp af visuel demonstration) - alle bevægelser og bevægelser af robottens mekanismer gemmes i hukommelsen og gengives derefter i arbejdscyklussen. Mens man lærer, genopbygger systemet sine parametre og struktur, former informationsmodel verden udenfor. Dette er hovedforskellen mellem robotter og automatiserede linjer, industrielle maskiner med en stiv struktur og andre traditionelle automatiseringsværktøjer. De anførte undervisningsmetoder har betydelige ulemper. For eksempel, når der tages prøver, kræver rekonfiguration noget tid og arbejde af en kvalificeret specialist.
Programmet til programmering af robotter præsenteret af Laboratory-udviklerne ser meget lovende ud informationsteknologier under Massachusetts teknologisk Institut(CSAIL MIT) på international konference industriel automation og robotteknologi ICRA-2017 (Singapore). C-LEARN platformen, de skabte, har fordelene ved begge metoder. Det giver robotten et bibliotek af elementære bevægelser med specificerede begrænsninger (for eksempel grebskraften for en manipulator i overensstemmelse med delens form og stivhed). Samtidig demonstrerer operatøren nøglebevægelser til robotten i et 3D-interface. Systemet, baseret på den tildelte opgave, danner en sekvens af operationer for at fuldføre arbejdscyklussen. C-LEARN giver dig mulighed for at omskrive et eksisterende program til en robot af et andet design. Operatøren kræver ikke indgående programmeringskendskab.
Robotik og kunstig intelligens
Eksperter fra Oxford University advarer om, at maskinteknologi vil erstatte mere end halvdelen af nutidens job i de næste to årtier. Faktisk har robotter længe arbejdet ikke kun i farlige og vanskelige områder. For eksempel har programmering markant fortrængt menneskelige mæglere på verdensbørser. Et par ord om kunstig intelligens.
I den gennemsnitlige persons hoveder er dette en antropomorf robot, der kan erstatte en person på mange områder af livet. Dette er til dels rigtigt, men i højere grad kunstig intelligens er en uafhængig gren af videnskab og teknologi, med hjælp computerprogrammer"modeltænkning" Homo sapiens", hans hjernes arbejde. På det nuværende udviklingstrin hjælper AI folk mere, underholder dem. Men ifølge eksperter kan yderligere fremskridt inden for robotteknologi og kunstig intelligens udgøre udfordringer for menneskeheden hele linjen moralske, etiske og juridiske spørgsmål.
På dette års robotmesse i Genève annoncerede verdens mest avancerede android, Sophia, at hun var ved at lære at være menneske. I oktober blev Sophia anerkendt som borger i Saudi-Arabien med fulde rettigheder for første gang i kunstig intelligenss historie. Den første svale?
Vigtigste tendenser inden for robotteknologi
Eksperter i den digitale industri fremhævede flere fremragende teknologiløsninger i 2017 Virtual reality. Robotics er heller ikke blevet udeladt. Retningen til at forbedre kontrollen af en kompleks robotmekanisme igennem virtuel hjelm(VR). Eksperter forudsiger efterspørgslen efter sådan teknologi i erhvervslivet og industrien. Sandsynlige scenarier bruger:
- Kontrol af ubemandet udstyr (lagergaffeltrucks og manipulatorer, droner, trailere),
- Udføre Medicinsk forskning og kirurgiske operationer,
- Udvikling af svært tilgængelige objekter og områder (havbund, polarområder). Derudover giver programmeringsrobotter dem mulighed for at arbejde selvstændigt.
En anden populær trend er tilsluttet bil. For nylig annoncerede repræsentanter for giganten Apple starten på udviklingen af deres egen "drone". Flere og flere virksomheder udtrykker deres interesse for at skabe maskiner, der selvstændigt kan bevæge sig ad ujævne veje og bevare last og udstyr.
Den stigende kompleksitet af robotprogrammeringsalgoritmer og maskinlæring stiller øgede krav til computerressourcer og dermed til hardware. Tilsyneladende ville den optimale løsning i dette tilfælde være at forbinde enheder til cloud-infrastrukturen.
Et vigtigt område er kognitiv robotteknologi. Den hurtige vækst i antallet af "smarte" maskiner tvinger udviklere til i stigende grad at tænke over, hvordan man lærer robotter at interagere harmonisk.