Как устроен робот: Книга: «Как устроен РОБОТ? Разбираем механизмы вместе с Лигой Роботов!» — Кравченко, Пак, Грабовская. Купить книгу, читать рецензии | ISBN 978-5-00116-502-6

Как устроены роботы. Часть 1

Интересное о роботах

Городской робот NASA имеет программно-управляемые камеры и датчики, которые позволяют ему работать автономно в разных условиях. URBIE исследует области, которые могут представлять потенциальную опасность для человека.

На самом базовом уровне, человеческие существа состоят из пяти основных компонентов:

— Структура тела
— Мышечная система для перемещения тела
— Сенсорная система, которая получает информацию о теле и окружающей среде
— Источник питания для активации мышц и датчиков
— Мозг, который обрабатывает информацию от сенсорной системы и управляет мышцами.

Конечно, у нас есть и несколько нематериальных атрибутов, таких как интеллект и мораль, но на чисто физическом уровне они также входят в приведенный выше список.

Робот состоит из тех же самых компонентов. Типичный робот имеет подвижную физическую структуру, какой-либо электродвигатель, сенсорную систему, блок питания и компьютерный «мозг», который управляет всеми этими элементами.

По существу, роботы – искусственная версия живой жизни, это машины, которые копируют поведение людей и животных.

В статье далее рассмотрены основные концепции и принципы работы робототехники.

Joseph Engelberger, пионер промышленной робототехники, однажды заметил: «Я не могу определить, что такое робот, но я узнаю его, когда увижу.» Если вы рассмотрите все разнообразные типы машин, которые люди называют роботами, можно заметить, что почти невозможно придумать для них всеобъемлющего определения. Есть различные мнения о том, что представляет собой робот.

Вы, наверное, слышали что-то о некоторых из этих известных роботов:

— R2D2 и C-3PO: интеллектуальные роботы в фильмах «Звездные войны»
— Sony AIBO: роботизированная собака, которая обучается через взаимодействие с человеком
— Honda ASIMO: робот, который может ходить на двух ногах, как человек
— Промышленные роботы: автоматизированные машины, которые работают на сборочных линиях

— Человекоподобные андроиды из «Star Trek»
— Battlebots: дистанционно управляемые бойцы
— Марсоходы NASA
— HAL: бортовой компьютер корабля в фильме Стэнли Кубрика «2001: Космическая одиссея»
— Робот-газонокосилка
— Робот в телесериале «Затерянные в космосе»
— Mindstorms: популярной комплект робототехники Лего.

Все эти системы считаются роботами. К этому приводит широкое толкование слова робот. Большинство робототехников (люди, которые конструируют роботов) используют более точное определение. Они отмечают, что роботы имеют перепрограммируемый «мозг» (компьютер), который управляет телом.

Согласно этому определению, роботы отличаются от других перемещающихся машин, таких как автомобили, наличием компьютерного управления. Сегодня многие автомобили имеют бортовой компьютер, но функции его ограничены. Вы контролируете большую часть элементов управления в автомобиле непосредственно через различные механические устройства. Роботы также отличаются от обычных компьютеров своей физической конструкцией — стандартные компьютеры не имеют связанного с ними физического тела.

В следующий раз мы рассмотрим основные компоненты, из которых состоят современные роботы.

Теги: Honda ASIMO, Joseph Engelberger, URBIE, Городской робот NASA, устройство роботов, элементы робототехники

Книга «Как устроен РОБОТ? Разбираем механизмы вместе с Лигой Роботов!»

• Книги
  • Художественная литература
  • Нехудожественная литература
  • Детская литература
  • Литература на иностранных языках
  • Путешествия. Хобби. Досуг
  • Книги по искусству
  • Биографии. Мемуары. Публицистика
  • Комиксы. Манга. Графические романы
  • Журналы
  • Печать по требованию
  • Книги с автографом
  • Книги в подарок
  • «Москва» рекомендует

  • Авторы • Серии • Издательства • Жанр

• Электронные книги
  • Русская классика
  • Детективы
  • Экономика
  • Журналы
  • Пособия
  • История
  • Политика
  • Биографии и мемуары
  • Публицистика
• Aудиокниги
  • Электронные аудиокниги
  • CD – диски
• Коллекционные издания
  • Зарубежная проза и поэзия
  • Русская проза и поэзия
  • Детская литература
  • История
  • Искусство
  • Энциклопедии
  • Кулинария. Виноделие
  • Религия, теология
  • Все тематики
• Антикварные книги
  • Детская литература
  • Собрания сочинений
  • Искусство
  • История России до 1917 года
  • Художественная литература. Зарубежная
  • Художественная литература. Русская
  • Все тематики
  • Предварительный заказ
  • Прием книг на комиссию
• Подарки
  • Книги в подарок
  • Авторские работы
  • Бизнес-подарки
  • Литературные подарки
  • Миниатюрные издания
  • Подарки детям
  • Подарочные ручки
  • Открытки
  • Календари
  • Все тематики подарков
  • Подарочные сертификаты
  • Подарочные наборы
  • Идеи подарков
• Канцтовары
  • Аксессуары делового человека
  • Необычная канцелярия
  • Бумажно-беловые принадлежности
  • Письменные принадлежности
  • Мелкоофисный товар
  • Для художников
• Услуги
  • Бонусная программа
  • Подарочные сертификаты
  • Доставка по всему миру
  • Корпоративное обслуживание
  • Vip-обслуживание
  • Услуги антикварно-букинистического отдела
  • Подбор и оформление подарков
  • Изготовление эксклюзивных изданий
  • Формирование семейной библиотеки

Расширенный поиск

Иллюстрации

Рекомендуем посмотреть

Риха С.

Моя самая красивая книга о кошках и собаках

625 ₽

690 ₽ в магазине

Купить

Кретова К.

Приключения мышонка Недо на Ладоге. Географические сказки

649 ₽

720 ₽ в магазине

Купить

Кретова К.

Антихрупкие. Женщины в истории России

688 ₽

760 ₽ в магазине

Купить

Дюваль С., Лабукари С.

Мальчики VS Девочки. Детские вопросы про стереотипы!

748 ₽

830 ₽ в магазине

Купить

Шлик А.

Один день в гостях у волшебницы. Первая книга маленькой чародейки

779 ₽

860 ₽ в магазине

Купить

Петрановская Л. В.

Что делать, если… в школе что-то идет не так?

672 ₽

810 ₽ в магазине

Купить

Почемуметр. Игра ума

307 ₽

370 ₽ в магазине

Купить

Талызина Н. К.

Альбом для развития мозга от нейропсихолога. Книга-тренажер

440 ₽

530 ₽ в магазине

Купить

Набор карточек «Попасть в историю». Игра в события прошлого

307 ₽

370 ₽ в магазине

Купить

Головоломки для тренировки мозга

299 ₽

360 ₽ в магазине

Купить

Логунова Е.

Буквальные столицы. Санкт-Петербург. Москва

747 ₽

900 ₽ в магазине

Купить

Лебединое озеро. Музыкальная книга

2 573 ₽

3 100 ₽ в магазине

Купить

Горева С.

Третьяков и Третьяковка

282 ₽

340 ₽ в магазине

Купить

Бутромеев В. П.

История Советского Союза для детей

1 287 ₽

1 550 ₽ в магазине

Купить

Набор карточек «Почемуметр-2». Игра ума

307 ₽

370 ₽ в магазине

Купить

Бутромеев В. П.

Всемирная история для детей

1 112 ₽

1 340 ₽ в магазине

Купить

Хааг Х.

Животные Африки в натуральную величину

780 ₽

910 ₽ в магазине

Купить

Логунова Е., Никольская А.

Занимательная мифология. Греческая, скандинавская, славянская

739 ₽

890 ₽ в магазине

Купить

Усачев А. А.

Прогулки по Третьяковской галерее: стихи.

619 ₽

730 ₽ в магазине

Купить

Антонов Б. А.

Иллюстрированная история России. От древности до современности

863 ₽

1 040 ₽ в магазине

Купить

Загрузить еще

Робототехника: факты (Научный путь: Общественное телевидение Айдахо)

• Дом
• Факты
• ссылки
• Игры
• Учителя
• Книги
• Глоссарий
• Видео

См. 10 самых популярных вопросов

Что такое роботы?

Слово «робот» происходит от чешского слова «robota», что означает «принудительная работа или труд». Сегодня мы используем слово «робот» для обозначения любой искусственной машины, которая может выполнять работу или выполнять другие задачи либо автоматически, либо с помощью дистанционного управления человеком. Некоторые роботы работают в соответствии с заранее запрограммированными инструкциями, в то время как другие должны иметь человека, постоянно отдающего команды. Робототехника — это наука и изучение роботов.

Что делают роботы?

Роботов иногда считают устройствами далекого будущего или чем-то из научной фантастики. Но правда в том, что сегодня роботы являются частью нашей жизни. На самом деле роботы окружают нас повсюду! Наш мир населен машинами, которые могут говорить с нами, слушать нас, выполнять просьбы и даже решать проблемы без конкретных указаний со стороны человека. Однако наиболее распространенное использование роботов заключается в том, что они выступают в качестве заменителей человеческого труда, выполняя работу, которую могут выполнять люди, но для которой роботы лучше подходят.

Представьте, что вы работаете на фабрике, и ваша работа заключается в том, чтобы затянуть один винт на тостере. И представьте, что вы проделывали это действие снова и снова, тостер за тостером, день за днем, недели, месяцы или годы. С такой работой лучше справляются роботы, чем люди. Сегодня большинство роботов используются для выполнения повторяющихся действий или работы, которая считается слишком опасной для человека. Робот идеально подходит для входа в здание, в котором может быть бомба. Роботы также используются на фабриках для создания таких вещей, как автомобили, шоколадные батончики и электроника. Роботы теперь используются в медицине, для военной тактики, для поиска объектов под водой и для исследования других планет. Роботизированные технологии помогли людям, потерявшим руки или ноги. Роботы — отличный инструмент для помощи человечеству.

Краткая история роботов

Роботы кажутся современным изобретением, но на самом деле данные свидетельствуют о том, что в Древней Греции и Риме автоматизация создавалась для всего, от игрушек до деталей для религиозных церемоний. Леонардо да Винчи набросал планы гуманоидного робота в конце 1400-х годов. Жак де Вокансон прославился в 18 веке своей автоматизированной человеческой фигурой, играющей на флейте, и уткой, которая могла махать крыльями. Эти ранние автоматы часто управлялись веревками, колесами, воздухом или водой.

Многие автоматизированные изобретения, которые могли вести себя подобно человеку, были задокументированы на протяжении всей истории. Большинство из них были созданы в основном для развлекательных целей. Писатели-фантасты с большим успехом писали о роботах во всевозможных ситуациях, а это означало, что роботы были частью повседневных разговоров и воображения. Электро, первый говорящий гуманоидный робот, построенный в 1939 году, мог произносить 700 слов и выполнять такие задачи, как надувание воздушных шаров. В 1956 году Джордж Девол и Джозеф Энгельбергер основали первую в мире компанию по производству роботов. К 19Роботы 60-х годов были внедрены на автомобильном заводе General Motors в Нью-Джерси для перемещения деталей автомобилей. Роботы продолжали развиваться, и теперь их можно найти в домах в качестве игрушек, пылесосов и программируемых домашних животных. Сегодня роботы являются частью многих аспектов промышленности, медицины, науки, освоения космоса, строительства, упаковки пищевых продуктов и даже используются для проведения хирургических операций. Ватсон, робот с искусственным интеллектом от IBM, победил игроков-людей в эпизоде ​​Jeopardy!. Есть социальные роботы с мимикой, беспилотные летательные аппараты (БПЛА), которые следят за ураганами, роботы-пчелы, помогающие опылять урожай, и многое другое. Наука о робототехнике будет продолжать развиваться способами, которые мы едва ли можем себе представить!

Так зачем использовать роботов?

Одна из причин, по которой используются роботы, заключается в том, что часто дешевле использовать их вместо людей. Роботы легче выполнять некоторые работы, а иногда использование роботов — единственный возможный способ выполнить некоторые задачи. Роботы могут исследовать бензобаки, глубоко под океаном или внутри вулканов. Они могут исследовать поверхность Марса, искать выживших после катастрофы или отправляться в опасные места, где существуют экстремальные температуры или загрязненная среда.

Роботы также могут делать одно и то же снова и снова, не скучая. Они могут сверлить, сваривать, красить, обращаться с опасными материалами, а в некоторых ситуациях роботы гораздо точнее человека ‐ которые могут сократить производственные затраты, ошибки или опасности. Роботы никогда не болеют, не нуждаются во сне, не нуждаются в еде, не нуждаются в выходных и, самое главное, они никогда не жалуются! Использование роботов имеет много преимуществ.

Части робота

В фильмах и комиксах роботы обычно выглядят и ведут себя как люди, общаются и делают то же, что и люди. Роботов, похожих на людей, называют роботами-гуманоидами. Но большинство роботов предназначены для конкретного промышленного использования и не похожи на людей.

Роботы могут быть изготовлены из различных материалов, включая металлы и пластмассы. Большинство роботов состоят из 3 основных частей:

1. Контроллер ‐ также известный как «мозг», которым управляет компьютерная программа. Часто программа очень детализирована, поскольку она дает команды для движущихся частей робота.


2. Механические части ‐ двигатели, поршни, захваты, колеса и шестерни, которые заставляют робота двигаться, захватывать, поворачиваться и подниматься. Эти части обычно питаются воздухом, водой или электричеством.


3. Датчики ‐ чтобы рассказать роботу о его окружении. Сенсоры позволяют роботу определять размеры, формы, расстояние между объектами, направление и другие отношения и свойства веществ. Многие роботы могут даже определить величину давления, необходимого для захвата предмета без его раздавливания.

Все эти части предназначены для совместной работы и управления работой робота. Помимо программирования роботов, чтобы они были максимально интеллектуальными, ученые также усердно работают над созданием роботов, которые могут выполнять ряд сложных движений, а также использовать различные датчики. Создание робота инженерами и учеными следует этапам процесса проектирования. Узнайте больше о процессе проектирования на сайте Science Trek Inventions.

Нанороботы

Нанороботы или нанороботы — это роботы, уменьшенные до микроскопических размеров, чтобы поместить их в очень маленькое пространство для выполнения определенной функции. В настоящее время наноботы все еще находятся в стадии разработки. Будущие нанороботы могут быть помещены в кровоток для выполнения хирургических процедур, которые слишком деликатны или слишком сложны для стандартной хирургии. Нанороботы могут бороться с бактериями, отслеживая и уничтожая каждую бактериальную клетку, или могут восстанавливать клетки отдельных органов в организме.

Представьте, если бы нанобот мог нацеливаться на раковые клетки и уничтожать их, не касаясь соседних здоровых клеток. Наноботы, вероятно, будут нести на борту лекарства и хирургические инструменты. Они должны были бы иметь возможность перемещаться по человеческому телу, а затем также находить выход. Нанороботы можно использовать и в других ситуациях. Крошечные механизмы и инструменты нанороботов могут позволить создавать объекты в мельчайших масштабах. Некоторые вещи, которые мы только воображаем в научной фантастике, однажды могут стать реальностью. Возможно, однажды вы станете ученым, работающим с нанороботами.

Роботы в космосе

Роботы особенно полезны при исследовании космоса, потому что, в отличие от людей-исследователей, они могут выживать в космосе в течение длительного периода времени и могут безопасно делать то, что люди не могут делать. Они могут быть созданы для выполнения вещей, которые были бы слишком рискованными или невозможными для астронавтов. Например, они могут выдерживать суровые условия, такие как экстремальные температуры на далеких планетах или высокий уровень радиации. Они могут собирать образцы, проводить измерения и отправлять фотографии на Землю.

Mars Rover — NASA

Роботизированные манипуляторы на космических кораблях, таких как Международная космическая станция, используются для перемещения крупных объектов в космосе. Марсоходы НАСА, такие как Curiosity или Perseverance, используются для исследования Марса. Постоянно разрабатываются новые роботы для освоения космоса. Складной робот под названием A-PUFFER был разработан для исследования районов Луны. BRUIE — это робот, предназначенный для исследования подледных поверхностей, таких как подземные океаны спутника Юпитера Европы. Робот под названием Hedgehog разрабатывается для исследования астероидов и комет.

Чтобы спроектировать и построить этих сложных роботов, требуется много людей. Инженеры-электрики разрабатывают схемы, инженеры-механики проектируют корпус или руку робота, а инженеры-компьютерщики разрабатывают системы программирования и связи. Возможно, когда-нибудь вы поможете изобрести новых роботов для исследования за пределами нашей планеты. Узнайте больше об использовании роботов в космосе.

Искусственный интеллект

Некоторые компьютеры и роботы были разработаны так, чтобы вести себя как человек. Машина с искусственным интеллектом — это машина, которая может воспринимать окружающую среду и соответствующим образом изменять свое поведение, используя подручные средства для решения проблем или достижения целей, для достижения которых она была запрограммирована. Программное обеспечение для распознавания лиц, сложное программное обеспечение для планирования или компьютерные игры, которые реагируют на действия игроков, — все это формы искусственного интеллекта. В настоящее время интеллект насекомых находится в центре внимания исследований и разработок, потому что насекомых и их поведение легче имитировать. Наноботы могут быть основаны на поведении насекомых, работающих вместе стаями для выполнения определенной функции.

Робот с искусственным интеллектом может выполнять простое решение проблем в процессе сбора фактов о ситуации, последующего сравнения этой информации с сохраненными данными, выполнения различных возможных действий и предсказания того, какое действие будет наиболее успешным. Одним из примеров такого рода машин являются шахматные роботы.

Другие виды роботов были разработаны с возможностью «обучения» различными способами. Некоторые роботы могут учиться, имитируя действия человека, и ученые научили их танцевать, демонстрируя танцевальные движения. Другие виды роботов могут научиться использовать информацию о предыдущих действиях для принятия будущих решений. Эти обучающиеся роботы распознают, достигло ли определенное действие (например, определенное перемещение ног) желаемого результата (обход препятствия). Робот сохраняет эту информацию и пытается выполнить успешное действие в следующий раз, когда столкнется с той же ситуацией. В других примерах робот, который наполняет коробку печеньем, может «подсчитать» количество печенья в коробке, или робот может определить интенсивность движения на улице, чтобы вычислить, когда менять свет. Эта наука находится на ранних стадиях, но разрабатываются роботы, которые могут принимать решения, чтобы подавать еду, переводить слова с одного языка на другой и получать информацию из внешних источников для решения проблем.

Ограничения робота

В отличие от фильмов, роботы не могут думать или принимать решения без участия человека; скорее, они являются инструментами, помогающими нам добиваться цели. Роботы — это машины с запрограммированными движениями, которые позволяют им двигаться в определенных направлениях или последовательностях. Искусственный интеллект позволил роботам обрабатывать информацию и учиться; электронные датчики позволяют им получать информацию об окружающей среде и выбирать действия на основе этой информации. Но они по-прежнему ограничены информацией, которую им дают, проблемами, которые им поручено решать, и функциями, на выполнение которых они запрограммированы. Важно помнить, что, поскольку люди являются источником интеллекта роботов, именно люди контролируют эти инструменты и решают, как их использовать для улучшения жизни людей.

Как работают роботы | Как работает

«» R2-D2 (слева) и C-3PO на премьере фильма «Звездные войны: Пробуждение силы» в 2015 году в Голливуде, Калифорния. Для многих людей эти две цифры представляют, как выглядят роботы. Фрейзер Харрисон / Getty Images

На самом базовом уровне человек состоит из пяти основных компонентов:

• Структура тела
• Система мышц, обеспечивающая движение структуры тела
• Сенсорная система, которая получает информацию о теле и окружающей среде
• Источник энергии для активации мышц и сенсоров
• Мозговая система, которая обрабатывает сенсорную информацию и сообщает мышцам, что делать

физический уровень, приведенный выше список покрывает его.

Реклама

Робот состоит из тех же компонентов. Базовый типичный робот имеет подвижную физическую структуру, какой-то двигатель, сенсорную систему, источник питания и компьютерный «мозг», который управляет всеми этими элементами. По сути, роботы — это созданные человеком версии жизни животных — это машины, которые копируют поведение людей и животных.

Джозеф Энгельбергер, пионер в области промышленной робототехники, однажды заметил: «Я не знаю, как определить его, но я узнаю его, когда вижу!» Если вы рассмотрите все различные машины, которые люди называют роботами, вы увидите, что почти невозможно дать исчерпывающее определение. У всех разное представление о том, что представляет собой робот.

Вы, наверное, слышали о некоторых из этих известных роботов:

• R2-D2 и C-3PO: умные, говорящие роботы с большим количеством индивидуальностей из фильмов «Звездные войны»
• AIBO от Sony: роботизированная собака, которая учится через взаимодействие с человеком
• ASIMO от Honda: робот, который может ходить на двух ногах, как человек
• Промышленные роботы: автоматизированные машины, работающие на сборочных линиях человек-андроид из «Звездного пути»
• BattleBots: дистанционно управляемые истребители из долгоиграющего телешоу
• Роботы для обезвреживания бомб
• Марсоходы НАСА
• HAL: Корабельный компьютер в фильме Стэнли Кубрика «2001: Космическая одиссея»
• Roomba: робот-пылесос от iRobot
• Робот из телесериала «Затерянные в космосе»
• MINDSTORMS: популярный набор робототехники LEGO

Все эти вещи считаются роботами, по крайней мере, некоторые люди.