Robootika

Robootika kolm põhiseadust on reeglid, mille mõtles välja ulmekirjanik Isaac Asimov. Reeglid ilmusid esmakordselt 1942. aastal Asimovi lühijutus “Runaround”. Need kolm reeglit on järgmised:

1. Robot ei tohi oma tegevuse ega tegevusetusega inimesele kahju teha.
2. Robot peab alluma inimese antud käsule, kui see ei lähe vastuollu esimese seadusega.
3. Robot peab kaitsma oma olemasolu, kuni see ei ole vastuolus esimese või teise seadusega.

Peale nende kolme seaduse mõtles Asimov hiljem välja ka nullseaduse, mis on järgmine:

0. Robot ei tohi oma tegevuse või tegevusetusega inimkonnale kahju teha.

Основные законы для роботов:

1. Робот не может причинить вред человеку или своим бездействием допустить, чтобы человеку был причинён вред.
2. Робот должен повиноваться всем приказам, которые даёт человек, кроме тех случаев, когда эти приказы противоречат Первому Закону.
3. Робот должен заботиться о своей безопасности в той мере, в которой это не противоречит Первому или Второму Законам.

Они были сформулированы в рассказе «Хоровод», вышедшем в 1942 году

Позднее, в 1986 году, Азимов сформулировал так называемый нулевой закон:

     0. Робот не может причинить вред человечеству или своим бездействием допустить, чтобы человечеству был причинён вред.

1. robot – see on mehaaniline intelligentne seade, mis on võimeline iseseisvalt või välise abiga (inimese poolt) ülesandeid lahendama. Maailma esimene robot Unimate, mis võttis valuvormist kuumusest veel punaseid autode ukse käepidemeid, jahutas neid vedelikus ja suunas edasiseks töötlemiseks liinile.

2. Esimese põlvkonna robotid olid lihtsa ehitusega ning neil puudus
ümbrusetaju ehk andurid. Oma tööd suutsid nad teha vaid mittemuutuvates tingimustes.

Teine põlvkond. Teise põlvkonda kuuluvad robotid , mis suudavad andurite läbi
reageerida keskkonnas toimuvatele muutustele. Kuna robot suudab keskkonda tunnetada, siis
roboti efektiivsus oleneb suures osas tarkvarast, mis teda juhib.

Kolmas põlvkond. Kolmas põlvkond on veel väljatöötamisel. Kolmanda põlvkonna robotid
suudavad olukordi analüüsida ning õppida.

• nõudepesumasin – 2
• fikseeritud liikumisega – 1
• robotkäsi – 2
• automaatselt süttiv lamp – 2
• ise keeli õppiv robot – 3

3. Erinevalt väärarusaamadest pole
manipulaatorid robotid, kuna neid juhib vahetult inimene. Manipulaatorid pole võimelised
autonoomselt töötama.

4. Mehhatroonikal on palju rakendusi:
• Masin-nägemine
• Automaatika
• Andur-sensorsüsteemid
• Ekspertsüsteemid
• Autotööstuse rakendused
• Elektroonika jm tööstuse rakendused

5.
Robotiks võib pidada igasuguseid süsteeme, millel on andur, kontroller ja täitur.

6. suitsuandur

robot – autonoomne seade(tegutseb ilma inimese juhtimata), mis koosneb kontrollerist, andurist ja
täiturist.
robootika – tehnikateaduse ja tehnoloogia valdkond, mis tegeleb kõigega, mis on vajalik robotite
ehitamiseks: disain, konstrueerimine, algoritmide väljatöötamine, robotite valmistamine ja rakenduste
leidmine.
manipulaator – kaugjuhitav seade, mida kontrollib enamasti eemalt inimene. Manipulaatori ülesanne
on olla inimese meelte ja lihaste pikenduseks. See tähendab, et läbi manipulaatori saab kontrollija
informatsiooni väliskeskkonna kohta ja saab manipulaatori abiga keskkonda muuta. Keerulisemaid
manipulaatoreid on “pommirobot”.
mehhatroonika – interdistsiplinaarne tehnikateaduste haru, mis on ühendab endas mehaanika,
elektroonika, arvutitehnika, tarkvaratehnika, juhtimisteooria ja süsteemidisaini eesmärgiga jõuda välja
parema toote loomiseni. Mehhatroonika sõna pärineb prantsuse keelest ja kultuurist.
andur – seade, mis muudab füüsikalise suuruse (kaugus, temperatuur jne) elektrisignaaliks, mida on
parem edastada, töödelda ja võimendada.
täitur – seade mis teostab mingit operatsiooni, näiteks põhjustab liikumise
kontroller – väike arvuti, mida kasutatakse protsesside või masinate juhtimiseks. Selleks on
kontrollerile laaditud inimese koostatud programm.

Электричество — Форма энергии, обусловленная движением частиц материи

Электрическая цепь – совокупность устройств, элементов, предназначенных для протекания электрического тока, электромагнитные процессы в которых могут быть описаны с помощью понятий сила тока и напряжение.

Микроконтроллер можно сравнить с крошечным компьютером, который, помимо своей основной функции: выполнения инструкций, также имеет широкий набор встроенных в микросхему периферийных устройств и интерфейсов.

Основные элементы набора Arduino:

• Светодиод – Valgusdiood
• Кнопка – Nupp
• Пищалка – Piesosummer
• Фоторезистор – Fototakisti
• Резистор – Takisti
• Потенциометр – Potentsiomeeter
• Термодатчик – Temperatuuriandur
• Сервопривод – Servomootor
• Моторчик – Mootor
• LCD экран – Vedelkristallekraan

Referaat – Artur Suskevits

Робот-пылесосы – это инновационные устройства, которые значительно упрощают жизнь людей в уборке дома. Результат был достигнут благодаря длительным исследованиям и разработок в области робототехники и искусственного интеллекта. Стали популярны благодаря своей удобности и эффективности, а также их способность работать без присмотра владельца, позволяя ему освободить время для других задач. Устройства оснащены современными технологиями, которые позволяют им определять границы помещения, избегать препятствий и следовать за установленным маршрутом.

Принцип работы робота-пылесос: использование различных типов датчиков и сенсоров, которые помогают устройству определять положение в пространстве, а также обнаруживать препятствия и предотвращать столкновения. С помощью мощного вентилятора и щеток-роторов робот-пылесос собирает пыль и мусор с пола в специальный контейнер, который можно легко удалить и очистить.

Основная цель создания – автоматизация процесса уборки помещений.

Дальнейшая разработка роботов-пылесосов направлена на улучшение функциональности и эффективности устройств. Например: функции позволяющая мыть пол, система картографирования помещения, автоматическая зарядка, а также разрабатываются более компактные модели, которые могут проходить под мебелью и другими препятствиями.

Referaat – Yaroslav Yekasov

Atlas — человекоподобный робот компании Boston Dynamics. Робот Atlas создавался для выполнения различных поисково-спасательных задач.

Atlas — самый совершенный человекоподобный робот в плане возможностей, робот способен исполнять паркур, бежать с приличной скоростью, перепрыгивать и огибать препятствия. Он оснащен двумя системами видения — лазерным дальномером и стереокамерами, также имеет руки с возможностью мелкой моторики. Atlas может перемещаться по пересеченной местности и самостоятельно подниматься, используя свои руки и ноги. Atlas работает от батареи и приводится в действие гидравликой с 20 степенями свободы. Он оснащен RGB-камерами и датчиками глубины, которые обеспечивают ввод данных в его систему управления. Вычисления, необходимые для восприятия и оценки управления, выполняются на трех бортовых компьютерах. Последняя модель имеет рост 1,5 метра и весит 85 кг.

Referaat – Pavel Jegorov

Цель создания роботов-сапёров заключается в обезвреживании и устранении взрывоопасных устройств, таких как мин, бомбы, мины и другие подобные объекты, с минимальным риском для человеческой жизни.

Роботы-сапёры разрабатываются с целью: Безопасности людей, увеличения эффективности, снижения риска

Использование роботов сапёров-Роботы-сапёры используются в различных сферах и условиях, где существует потенциальная угроза взрывоопасных устройств, например: Военная область, гражданская оборона, спасательные операции, промышленные операции.

Дальнейшая разработка роботов-сапёров направлена на улучшение их функциональности, мобильности, автономности и безопасности. Например: Увеличение автономности, улучшение мобильности, улучшение сенсорных возможностей, улучшение защиты от взрывов.

Referaat – Egor Fedorenko

Складские роботы используются для автоматизации задач на складах. Способны перемещаться по складу, поднимать и перемещать товары, обрабатывать заказы и выполнять другие задачи. Они оснащены системами восприятия окружающей среды, чтобы избегать столкновений с препятствиями и другими роботами.

Цель создания складских роботов – это повышение эффективности и скорости работы на складах. Автоматизация задач на складе позволяет увеличить производительность, сократить время выполнения задач и снизить риски ошибок, связанных с человеческим фактором.

Используются на различных типах складов, включая склады грузоперевозчиков, розничные склады, склады для обработки заказов и многие другие.

Разработчики работают над созданием более эффективных и интеллектуальных роботов. Одним из направлений развития является использование машинного обучения и искусственного интеллекта для улучшения систем управления складскими роботами.

Referaat – Darja Miljukova

Целью создания AnBot: облегчить работу охранного персонала и решать возникшие проблемы людей, к примеру угроза жизни. Когда люди вокруг AnBot сталкиваются с угрозами безопасности, контрольный персонал робота может удаленно использовать электрически заряженный инструмент AnBot для борьбы с беспорядками. В зоне патрулирования AnBot люди также могут обратиться за помощью или нажать кнопку SOS на теле робота, чтобы уведомить полицию о проблеме.

Дальнейшая разработка: Создатели хотят улучшить возможность увеличения нагрузки на робота без потери безопастности и оптимизировать базу данных по распознанию нежелательных лиц в аэропорту и других местах.

Referaat – Maksym Miskevych

Робот-мойщик окон – устройство, предназначенное для автоматической мойки окон без необходимости участия человека.

Принцип работы: использовании вакуумной технологии, которая позволяет ему удерживаться на поверхности окна. После этого робот перемещается по окну, моет его и вытирает воду с помощью специальных щеток и встроенного мотора. Робот работает с помощью батареи и способен мыть окна на высотах до 15 метров.

Цель создания: облегчение жизни людей, которые живут в высотных зданиях или имеют большое количество окон, устройство позволяет избежать риска падения с высоты и повышает безопасность в процессе мойки окон.

Дальнейшая разработка: Увеличение мощности и скорости работы, увеличение высоты работы, улучшение дизайна и функциональности. В будущем планируется разработка роботов-мойщиков для мойки окон в условиях экстремальных температур и погодных условий.

Referaat – Jevgeni Martsinkevits

Робота-терапевт, призванн улучшить коммуникативные навыки у детей 5–13 лет.

Робот-помощник Pepper оборудован специальным сенсорным дисплеем и колесиками, которые позволяют ему свободно перемещаться по территории больницы. Он понимает устную речь на 20 различных языках и может по-разному беседовать с мужчинами, женщинами и детьми.

Рост равен 1.2 метра, а вес составляет 28 килограмм. Одного заряда аккумуляторных батарей хватит на 12 часов его непрерывной работы в условиях его средней нагрузки. Руки робота состоят из кистей с четко сформированными пальцами, запястья, локтя и плечевого сустава. Нижние конечности состоят из бедренного и коленного суставов, укрепленных на подвижной тележке.

На передней части робота установлен 10-дюймовый сенсорный дисплей, подключенный к компьютеру, работающему под управлением операционной системы NAOqiOS, которая, как и алгоритмы определения эмоций, является разработкой компании Aldebaran Robotics. К программно-аппаратной части робота Pepper прилагается комплект разработчика (SDK), при помощи которого программисты из сторонних организаций получат возможность объединения существующих «эмоциональных» технологий с собственными приложениями для этого робота.

Referaat – Martin Kemppi

Основные цели: осмотр подводной части судов, трубопроводов, подводных коммуникаций, исследование подводной флоры и фауны, сопровождение дайверов, визуальный контроль проведения работ, поисково-спасательные работы и осмотр потенциально опасных объектов без риска для жизни человека, АЭС, нефтедобывающая отрасль.

Восьмая модель, над которой в данный момент работают специалисты, будет близка к английскому аппарату «Фолькон» — это наиболее продаваемый аппарат следующего класса — массой 50-60 кг, мощностью до 2,5 КВатт, глубиной погружения 300 метров. 

Referaat – Oleksandr Bohatyrov

Автопилот в автомобилях Tesla — система автоматического вождения, позволяет автомобилю управляться на дороге без участия водителя. Он использует различные датчики, включая радары, камеры и ультразвуковые сенсоры. Автопилот в Tesla все еще не является полностью автономным. Водитель должен оставаться на месте за рулем и быть готовым взять контроль над автомобилем в любое время.

Плюсы автопилота в Tesla:

1. Безопасность
2. Удобство
3. Экономия времени

Минусы автопилота в Tesla:

1. Высокая цена
2. Ограничения использования
3. Не полностью автономный
4. Риски происшествий

Referaat – Deniss Gorjunov

Janken Robot — Может играть в игру «камень-ножницы-бумага» против человека и в другие игры тоже.
Он использует камеры и технологию искусственного интеллекта, чтобы отслеживать движения рук человека и реагировать соответствующим образом.

Целью было развитие области искусственного интеллекта и робототехники и использование этих технологий для создания новых возможностей.

Referaat – Maksim Tšepelevitš

Computex робот Zenbo – Можно использовать как развлекательный центр или контроллер для домашнего мультимедиа, кроме того, робот может стать хорошим собеседником. Способен передвигаться по дому самостоятельно с помощью больших колес однако подниматься по лестнице он не способен.

Referaat – Anton Buivol

Роботы-курьеры – роботы, способные доставлять еду в пределах городов. Принцип работы основан на использовании GPS и технологий машинного обучения для навигации по улицам и определения оптимального маршрута доставки. Роботы оснащены камерами и датчиками, которые позволяют им избегать препятствий на пути.

Цель создания заключалась в улучшении процесса доставки еды, сокращении времени и стоимости доставки, а также уменьшении количества автомобилей на дорогах.

Дальнейшая разработка направлена на увеличение дальности доставки и улучшение точности навигации и созданием новых моделей роботов-курьеров, способных доставлять более крупные товары.

Referaat – Arkadi Korotõts

Компании Milrem Robotics и InnoVfoam разрабатывают пожарных роботов для пенотушения, которые должны заменить людей в самых опасных ситуациях. Они могут дистанционно управляться пожарными, оснащаться различными видеокамерами, включая тепловизионные и инфракрасные, а также газовыми и химическими сенсорами. Отмечается, что пожарные стволы могут управляться отдельно от управления самим UGV, благодаря наличию на них собственных камер, поэтому устройство можно перемещать не прерывая наблюдения за огнем.

Максимальная грузоподъемность робота в 1200 кг и тяговое усилие в 21кН. Робот достаточно прочен для десантирования в зону лесных пожаров, а пожарные стволы могут выдавать воду и пену со скоростью до 20 тысяч литров в минуту.

Referaat – Anna Sohromova

Экзоскелет — это мобильный механизм, который работает при помощи системы электродвигателей, рычагов, гидравлики и других технологических решений. Предназначены для восполнения утраченных функций человека, а также для увеличения силы мышц и расширения амплитуды движений. Помогает без усилий подниматься и опускаться, нести тяжелые предметы манипуляторами-руками, поддерживать движение. Благодаря встроенным камерам с искусственным интеллектом экзоскелет обнаруживает и избегает препятствия.

Используют:

• Для строительства – обеспечивают перенос веса из одной части тела на другую при выполнении определенного типа работ. Это помогает снизить мышечное напряжение и повысить выносливость работников стройплощадок.
• Для армии – повышают мобильность и снижают утомляемость. Кроме того, она распределяет ортопедическую нагрузку так, чтобы не травмировался позвоночник.
• Аниматроники – Механизм, имитирующий движения живого существа в фильмах и тематических парках. Применяется в случаях, когда либо персонажа вообще никто не играет, либо задуманное действие слишком рискованно, чтобы использовать реальных актёров или животных.

Referaat – Ekaterina Mõsljajeva

Целью создания роботов компаньонов было найти “друзей” одиноким пожилым людям. Роботов создают чтобы подарить людям друга, также и для развития детей-аутистов. Роботы помогают детям с успеваемостью, развитием моторики и общения, разбавляют скучные дни людям и помогают психологам.

Считывают различными датчиками информацию, и реагируют судя по ней. Могут распознавать речь и ввести диалог, а некоторые роботы даже умеют распознавать выражение лица с помощью камеры. Некоторые роботы способны помогать с домашними делами, воспроизводить видео, напоминать принимать таблетки и т.д.

Referaat – Alexander Nadvornoi

Робот-Сварщик – с помощью высокоточных лазерных приборов может заниматься сваркой без наблюдения со стороны человека.

Робот-Транспортер – единая система конвейеров, для транспортировки материалов. Лазерный датчик, фиксирует местонахождение робота, с помощью высокоточного прибора и помогает лучше ориентироваться.

Buddy – может определять свое местонахождения, с помощью лазерного датчика и системы распознавания изображений, способен поднимать грузы весом до 30 кг, используется при проведении потолочных работ и панельной обшивки.

Referaat – Veronika Milovzorova

Erica – фотореалистичный робот-андроид. Робот-андроид представляет собой человекоподобного робота функционирующего благодаря синтетическому организму с электронной системой мозга. В теле робота могут быть различные органы настоящих людей, не уступающие ни по внешнему виду, ни по функциональности настоящим.

Эрика уже может вести разговоры на ряд простых тем. Большей естественности поведения способствуют его невербальные действия. Невербальная составляющая процесса общения работает и в обратную сторону. Робот, способен распознавать не только речевую информацию, но и основные невербальные «реплики» этого человека.

Referaat – Matvei Kulakovski

Робот пылесос – это пылесос, предназначенный для автоматической уборки помещений с минимальным участием человека. Он способен к самостоятельному ориентированию в пространстве.

В основном корпус девайса круглый до 40 см в диаметре, высотой от 7 см и выше. Вверху находится кнопка включения – при ее нажатии активируется автоматический режим уборки. Внутри – мотор, аккумулятор и контейнер, куда пылесос собирает пыль. Передняя часть корпуса оборудована бампером с эффектом амортизации для безопасного контакта с мебелью и предметами интерьера.

Дальнейшая разработка роботов пылесосов в первую очередь настроена на увеличение автономности работы устройства путем добавления более емких аккумуляторных батарей, также датчики и сенсоры станут более развитыми. Мощным станет процессор, что позволит обрабатывать задачи за считанные секунды. На практике это приведет к очень быстрому построению маршрута и моментальной ориентацией в пространстве.

Referaat – Aleksander Rogovski 

Военные наземные роботы и их примеры.

Задачи военных роботов:

• Подрыв техники
• Разведка
• Введение боя
• Разминирование территории
• Транспортировка
• Создание укреплёных позиций

Пример безвредных военных роботов и их задачи:

• Вездеход-ТМ3, КБ ПА: Видео и аудио разведка, разминирования объекта
• Мобильный робот «ВАРАН»: Видео и аудио разведка, разминирования объекта, доставка снаряжения
• RoBattle, Israel Aerospace Industries (IAI): охрана местности, выполнение отвлекающих маневров или разведка
• MGTR (micro tactical ground robot), Roboteam: разведка
• Hunter WOLF, HDT global: Транспортировка

Пример боевых военных роботов и их задачи:

• THeMIS, Milrem Robotics: Поддержка пехоты и разведка
• Type-x, Milrem Robotics: Поддержка пехоты и разведка
• Волк-2: Поддержка пехоты и разведка (отслеживает до 6 целей, самостоятельно наводит оружие, сопровождает и поражает цели в автоматическом и полуавтоматическом режимах)
• SGR-1, samsung: Охрана границ (установлен на границе с Северной Кореей. Решение на открытие огня принимает оператор, которому робот посылает сведения о замеченных им подозрительных ситуациях)

Referaat – Maksim Artjomov

AIBO – это серия собак-роботов, разработанных Sony. Создан с целью служить человеку как домашнее животное. Может ходить, играть со своим мячиком или косточкой, сидеть, лежать и даже самостоятельно подзаряжаться. Для выражения своих эмоций он использует иллюминацию, хвост, уши, звуки. Также может различать и реагировать на его голос и лицо. Используя компьютер и беспроводную связь можно видеть то, что видит AIBO и посылать ему команды.

Робот создан для того, чтобы быть другом и при необходимости заменить живого пса, за которым не придется так сильно ухаживать. Единственным минусом можно считать высокую цену.