Современные направления и технологии для робототехники

Робототехника – это сфера, объединяющая передовые достижения и разработки целого ряда научных дисциплин: электроники, радиотехники, механики, информатики и др.

Новые технологии для робототехники обеспечили процветание роботизированных механизмов в самых различных областях жизнедеятельности человека. Сегодня без роботов невозможно представить себе очень многие процессы, особенно в промышленности. Станки с ЧПУ, манипуляторы, автоматизированные производственные линии – не что иное как воплощение технологий робототехники.

С тех пор как человечество научилось подчинять рутинную и тяжелую работу компьютерным алгоритмам, применение роботов уже никого не удивляет. Сложные механические создания выполняют множество разнообразных задач в сфере медицины, банковского дела, развлечений и др.

При этом с каждым годом появляется все больше работы, которая подвластна искусственному интеллекту.

Далее поговорим об основных сферах применения роботов, преимуществах и недостатках глобальной роботизации, а также о технологиях, позволяющих повысить надежность и долговечность сложнейших механизмов.

Медицина

В настоящее время особенно активно развивается роботизированная хирургия. Медицинские роботы берут на себя многие функции, которые раньше выполнялись врачами-хирургами.

Благодаря кибернетическим технологиям современный человек может вернуть утраченную часть тела. Огромный прорыв в медицине произошел с тех пор как появились бионические протезы, которыми люди управляют при помощи собственной нервной системы.

Медицинские экзоскелеты представляют собой целые роботизированные костюмы, предназначенные для восполнения утраченных функций, увеличения силы мышц человека и расширения амплитуды движений за счет внешнего каркаса и приводящих частей.

Экзоскелеты применяются не только в медицине, но и в строительстве, промышленности, военной сфере. В этих областях используют силовые и разгрузочные способности экзоскелетов.

Современные достижения робототехники могут заменить даже сетчатку глаза. Специальное устройство показывает картинку из пикселей, пациент видит черно-белые очертания окружающих предметов и учится распознавать их благодаря специальным упражнениям.

Космос

Космороботы активно используются человеком в освоении просторов Вселенной. Роботизированные механизмы собирают образцы почвы и исследуют новые пространства в условиях, которые опасны для жизни человека: при повышенной радиации, экстремальных температурах и т.д.

В скором времени запланирован запуск российского космического робота на МКС – для технического обслуживания аппаратов и проведения работ в открытом космосе.

Системы безопасности

Роботизированные устройства со специальными датчиками позволяют оперативно обнаруживать пожароопасные ситуации и успешно предотвращать их.

Некоторые тренировочные военные базы используют роботов, имитирующих действия живого противника. Помимо этого, существуют разведывательные и боевые модели роботов.

Производство

В условиях высокой конкуренции на промышленном рынке предприятия стараются сделать свои производственные процессы максимально эффективными. И помогают им в этом современные роботизированные технологии.

Автоматизированные промышленные роботы применяются для сварки, укладки, покраски и прочих операций, требующих многократного повторения и высокой точности.

Чаще всего такие роботы представляют собой манипуляторы, напоминающие человеческую руку. Обычно эти универсальные устройства имеют несколько осей подвижности и фланец для закрепления рабочего инструмента.

Использование промышленных роботов значительно увеличивает производительность предприятий, в то время как человеческие ресурсы освобождаются для выполнений более важных задач.

Быт

Роботы гораздо ближе к людям, чем кажется. Многие из них достаточно давно и успешно используются в быту.

Самые распространенные бытовые роботы – это пылесосы, газонокосильщики, массажеры.

Все большей популярностью в последнее время пользуются «умные дома», в которые внедрена автоматизированная сеть, контролирующая электричество, водоснабжение, безопасность и другие системы.

Развлечения

Применение роботов в различных направлениях деятельности привело к их внедрению в сферу досуга. Сегодня на прилавках магазинов немало радиоуправляемых и интерактивных детских игрушек, которые умеют петь, танцевать, рассказывать сказки и даже летать.

Примечательно, что многие из таких игрушек востребованы и у взрослой части населения, однако девайсы, ориентированные на них, как правило, сложнее и дороже.

Один из самых популярных в мире роботов – англичанин Теспиан – создан специально для общения. Теспиан – отличный собеседник, он декламирует стихи и умеет разыгрывать театральные постановки, при этом уверенно жестикулирует и отображает смену эмоций на лице.

Вершина современных разработок – роботы гуманоидного типа, реалистичные андроиды, умеющие поддерживать беседу, анализировать информацию и даже шутить.

Сфера обслуживания

Для обслуживания клиентов в современных организациях используются промороботы. Они общаются с людьми, распознают лица и речь, делают фото, самостоятельно передвигаются, избегая препятствий.

Так называемые боты подключаются к любым внешним системам: базам данных, системам безопасности, сайтам и сервисам.

Сегодня роботы заменяют или дополняют «живых» сотрудников – гидов, консьержей, консультантов, промоутеров – в аэропортах, отделениях сотовой связи и банках, торговых и бизнес-центрах, ресторанах, музеях, жилых комплексах.

Плюсы и минусы роботизации

Мы перечислили лишь немногие сферы применения роботов в современном мире, при этом с каждым годом роботизация приобретает все больший масштаб.

Применение роботов в различных областях человеческой жизнедеятельности имеет как свои плюсы, так и минусы.

Преимущества роботизации:

• Экономия – использование роботов позволяет оптимизировать человеческие ресурсы и сэкономить деньги, выделяемые на оплату труда людей (при длительном использовании высокая стоимость механизмов окупается)
• Оптимизация труда – роботы могут выполнять тяжелую и рутинную работу, в то время как ценные «живые» кадры возьмут на себя более сложные аналитические задачи
• Качество выполняемой работы – действия роботов исключают человеческий фактор, иногда имеющий негативные последствия
• Скорость – темп работы роботов гораздо выше, так как им не требуется времени на отдых и принятие пищи
• Wow-эффект – новые технологии встречают с восторгом, роботы вызывают интерес и симпатию (особенно на публичных мероприятиях)

Одним из существенных недостатков роботизированных устройств является их хрупкость – как и любые другие сложные механизмы, роботы нуждаются в регулярном техническом обслуживании и ремонте. Чтобы необходимость в данных мероприятиях возникала как можно реже, важно использовать при их сборке максимально качественные материалы.

Среди прочих негативных моментов роботизации выделяют:

• Высокое энергопотребление: работоспособность механизмов полностью зависит от источников питания, а объемы потребления энергии очень велики
• Сокращение рабочих мест: замена людей роботами создает предпосылки безработицы
• Деградация: существует мнение, что высокие темпы роботизации современного общества и роста искусственного интеллекта мешают развитию человека, так как его мыслительные способности оказываются невостребованными

Несмотря на ряд спорных моментов, специалисты в области робототехники прогнозируют дальнейшую популяризацию роботов в промышленности, медицине, сфере транспорта, услуг и многих других отраслях.

Среди самых перспективных разработок последнего времени выделяют беспилотные автомобильные и авиационные системы, роботизированные устройства для решения логистических и медицинских задач.

Чтобы робототехника развивалась и дальше, необходима правильная постановка целей: наращивание производства роботов вместе с упрощением их применения, гармоничное соединение интеллектуальных и программных способностей устройств, которые могли бы обеспечить удовлетворение нужд общества без ущерба занятости людей.