Развитие автоматизации и робототехники в современном мире – тема научной статьи по экономике и бизнесу читайте бесплатно текст научно-исследовательской работы в электронной библиотеке КиберЛенинка

Развитие автоматизации и робототехники в современном мире – тема научной статьи по экономике и бизнесу читайте бесплатно текст научно-исследовательской работы в электронной библиотеке КиберЛенинка Лодки

Ассистенты и компаньоны

Роботы могут выступать в качестве компаньонов. Они сумеют оказать посильную помощь и скрасить одиночество, поддержать интересный и осмысленный разговор.

Роботы-помощники, как правило, внешне напоминают человека и способны выполнять несколько важных и полезных задач.

Благодаря использованию высокоточных технологий и искусственного интеллекта боты-компаньоны могут:

  • поднимать и опускать предметы;
  • общаться с детьми и даже домашними животными;
  • распознавать объекты и лица;
  • различать неодушевленные предметы;
  • искать запрашиваемую пользователем информацию в интернете;
  • отвечать на вопросы;
  • принимать самостоятельные решения.

Роботы могут быть хорошими собеседниками, оказывать посильную помощь людям с ограниченными возможностями. Их можно привлекать к выполнению простых, но трудоемких задач, например, принести напиток из холодильника, найти рецепт пирога или заказать пиццу при помощи сервиса доставки еды.

Достоинства и недостатки такого соседства

Внедрение современных технологий в различные области имеет свои плюсы и минусы.

К преимуществам относятся:

  1. Вау-эффект. Роботы часто привлекают повышенное внимание, что очень актуально для рекламной сферы.
  2. Экономия и оптимизация. Машины позволяют уменьшить расходы на производствах, упорядочить и упростить деятельность больших предприятий. Механизмы могут решать сложные аналитические задачи, выполнять тяжелую монотонную работу. Им не нужно платить зарплату, не берут больничный или декретный отпуск, не требуют отгулов.
  3. Качество и скорость. Кроме экономии ресурсов, механизация позволяет сократить время и оптимизировать выполнение любых задач. Роботизированной технике не требуется отдых, а результат ее деятельности будет более точным и качественным.

Недостатки роботизации:

  1. Техническое обслуживание. Механизмы нуждаются в поддержании рабочего состояния. Обслуживание и ремонт некоторых машин может быть достаточно дорогим. Высокоточная робототехника нуждается в регулярном обновлении, что увеличивает затраты на ее содержание.
  2. Энергопотребление. Все механизмы имеют свои источники питания. Объемы потребления энергетических ресурсов постоянно растут и могут стать причиной дефицита и удорожания использования машин.
  3. Потеря рабочих мест. Искусственный интеллект способен выполнять многие задачи, которые не под силу человеку. Замена кадров машинами может привести к резкому скачку безработицы.
  4. Деградация населения. Некоторые исследователи считают, что внедрение автоматизированных интеллектуальных систем может привести к снижению умственных способностей человечества.
  5. Правовые системы некоторых стран не готовы к автоматизации, государственные структуры зачастую имеют сложности в определении ответственных лиц за «действия» техники.
  6. Отсутствие условий для внедрения высоких технологий во все области жизни. Роботы нуждаются в наличии подготовленной инфраструктуры, к которой не готовы даже развитые страны. Для применения машин необходимо обеспечить безопасность их использования и взаимодействия с людьми.

Как роботы помогают людям в обычной жизни

Увеличение промышленного производства и технический прогресс постепенно привели к тому, что роботы в жизни человека присутствует практически везде. В индустриальной отрасли они незаменимы.

Области применения:

  1. Легкая и тяжелая промышленность. Роботы последнего поколения отличаются легкостью и подвижностью. Они занимаются склеиванием упаковок, сортировкой товаров, обработкой деревянных и металлических изделий.
  2. Медицина. Технику применяют для изготовления лекарств. С их помощью проводятся сложнейшие хирургические операции (робот daVinci), используют для наблюдения за пациентами.
  3. Выполнение бытовых задач. Роботов используют для чистки бассейнов, мытья окон, уборки придомовой территории. Они готовят и обрабатывают продукты, стригут газон, подметают и моют полы в доме.
  4. Социальная и развлекательная сферы. Нередко встречаются устройства не только функционально, но и внешне напоминающие человека. Благодаря внедрению искусственного интеллекта машины могут выражать эмоции, вести осмысленную беседу. Их используют в качестве нянек для детей и тяжелобольных (в качестве роботов телеприсутствия), для презентации товаров или услуг, консультирования посетителей, развлечения гостей, в интимной сфере.
  5. Военная служба. Техника применяется в оборонной промышленности. Например, существуют танки на ДУ, беспилотные летательные аппараты и роботы-разведчики.

Какие роботы присутствуют в повседневности

По назначению механизмы делятся на промышленные, военные, космические, медицинские, бытовые и исследовательские. Отличаются они размерами и набором функциональных возможностей. Машины уже неразрывно связаны с миром людей, и постепенно участие роботов в повседневной жизни человека занимает все большее место.

Смотрите про коптеры:  Бензиновые квадрокоптеры и мультикоптеры. Краткий обзор / Хабр

Манипуляторы и промышленные механизмы осуществляют деятельность на одном производстве рядом с людьми, существуют и полностью автоматизированные производства.

Автомобили с автономным управлением разрабатываются с целью передвижения без участия человека в управлении транспортом. Беспилотные такси перестали быть фантастикой. Эти изобретения уже проходят последние испытания.

Роботы применяются в сельском хозяйстве: они собирают урожай и готовят почву на небольших фермерских участках, пропалывают сорняки, высаживают и пересаживают растения

Беспилотные летательные аппараты осматривают территории и используются для составления географических и экономических карт, решают разведывательные задачи, применяются для нанесения ударов по вражеским целям.

Помощники на участке

Для работы в домашнем хозяйстве и на придомовой территории были разработаны специальные роботы-помощники.

Так, роботы-садоводы оснащены датчиками, которые анализируют состояние окружающей среды, влажности и кислотности почвы, при необходимости способны выполнять определенные действия без помощи человека. Их используют для полива, стрижки травы или уборки территории, а также для помощи внутри помещения. Они незаменимы в быту.

Наиболее востребованы роботы, предназначенные для:

  • стрижки газонов;
  • уборки снега;
  • чистки бассейнов.

Робо-няньки для детей

Роботы уже взяли на себя часть задач людей, важное место среди которых занимает уход за детьми. Ребенок требует постоянного присмотра, с этой целью были созданы роботы телеприсутствия, которые обеспечивают возможность оператору (в данном случае, родителю) постоянно видеть и слышать происходящее рядом с малышом, корректировать действия робота.

Как правило, такие роботы обеспечивают присмотр за детьми 3-8 лет. В списке «услуг»: чтение книг, просмотр детского фильма или мультика, обучающие беседы и, конечно же, игры.

Благодаря емкой батарее и простоте ее зарядки появилась возможность эксплуатировать таких роботов длительное время без перерыва.

Роботизированная нянька контролирует здоровье и состояние ребенка: он вовремя предупреждает об опасности, фотографирует и отсылает снимки родителям. Используя робота, взрослые могут заняться делами или отдохнуть.

Роботизированные игрушки

Игрушки, как правило, рассчитаны на детей от 3 лет и на взрослую аудиторию. Некоторые из них способны заменить живого друга.

Примеры роботов:

  • боты-андроиды, внешне напоминающие человека, которые могут шагать, танцевать, играть в футбол, а также взаимодействовать с другими роботами;
  • роботы на основе конструктора Lego Mindstorms  EV3;
  • боты-трансформеры, которые перевоплощаются в автомобили;
  • образовательные роботы – чтение рассказов и сказок, помощь в изучении языков помогают детям получать дополнительные знания;
  • роботы-животные, способные двигаться, издавать звуки, имитировать поведение зверей.

Уборщики в зданиях

Среди бытовых проблем особое место занимает повседневная уборка. Эту часть домашней работы частично могут выполнять и небольшие роботы, и большие модели. Очистка помещения чаще всего возлагается на робот-пылесос, который подметает и моет полы, очищает ковровые покрытия, натирает паркет.

Однако среди помощников есть и другие модели, которые могут поливать цветы и заниматься уборкой не только пола, но и других поверхностей. Существуют роботы для мытья окон и других вертикальных стеклянных поверхностей изнутри и снаружи.

Управление и контроль за такими механизмами осуществляется с помощью современных гаджетов: смартфонов, планшетов или других устройств, подключенных к интернету. С помощью Wi-Fi можно круглосуточно присматривать за действиями электронных бытовых помощников.

Удивительный мир робототехники и его многообещающее будущее

Как только мы сталкиваемся со словом «робот», мы склонны представлять себе металлическую конструкцию с руками и ногами, внешне похожими на человеческие, и которые бегают по поручениям за нашей помощью. Однако на самом деле это просто машина, управляемая извне или через встроенный в нее контроллер, и она необязательно должна быть похожа на человека.

Робот

Робототехника – это отрасль науки и техники, которая занимается проектированием, конструированием и эксплуатацией роботов, а также компьютерных систем для их управления, сенсорной обратной связи и обработки информации.

Хотя первые роботы были придуманы много лет назад, реальный потенциал полностью автономной робототехники был реализован во второй половине XX века.

Смотрите про коптеры:  Квадрокоптеры в Wi-Fi-сетях

Вы также можете прочитать: История робототехники

Применение робототехники

Основная цель робототехники заключалась в том, чтобы просто выполнять набор сложных задач, в основном на промышленных предприятиях, но теперь она распространилась на множество областей.

Сегодня мы можем выделить следующие сферы применения робототехники:

  • Военные роботы: Само собой разумеется, что военные операции сопряжены с высоким уровнем риска и, следовательно, имеет смысл использовать машины для спасения человеческих жизней. Существует множество разновидностей военных роботов, а именно БПЛА (беспилотные летательные аппараты, также известные как дроны), UGV (беспилотные наземные транспортные средства) и UUV (беспилотные подводные аппараты). Они используются для обнаружения террористов и проведения атак. Есть даже четвероногие роботы для переноски тяжелого оружия и боеприпасов.

Четвероногий военный робот

  • Образование: многие школы и институты используют роботов для обучения и вовлечения студентов в программы STEM (наука, технология, инженерия и математика). Студентам доступно множество наборов, с помощью которых они могут многое узнать о робототехнике. Не только это, но и детям с аутизмом и другими поведенческими расстройствами также удобнее взаимодействовать с роботами и получать знания по различным предметам.
  • Здравоохранение: Разрабатываются различные виды роботов, которые будут использоваться в больницах, чтобы помочь врачам и медсестрам в уходе за пациентами. Есть роботы, которые могут продезинфицировать место, позаботиться о потребностях пациентов и даже удалить нежелательные элементы из тела без хирургического вмешательства. Существует также робот по имени да Винчи, который помогает с точностью выполнять операции, которые сложно выполнить вручную.
  • Сельское хозяйство: на сельскохозяйственных полях используются малогабаритные роботы, оснащенные камерой и датчиками. Они перемещаются по полям и обнаруживают сорняки и другие виды инфекций. Датчики помогают наносить химические средства только на пораженные участки, тем самым защищая окружающую среду от выброса вредных химикатов в воздух.

Роботы в сельском хозяйстве

  • Производство: Очевидно, промышленные роботы широко используются на промышленных предприятиях. Такие факторы, как отрицательный прирост населения в некоторых странах, незаинтересованность молодых работников заниматься заводской работой и экономия времени при использовании роботизированного оборудования, определяют подъем интереса к промышленным роботам. Самая распространенная иллюстрация, которую можно здесь привести, – это автомобильные заводы, которые вместе с рабочими производят автомобили.

Роботы производят автомобили

  • Космос: несколько стран построили собственных космических роботов различных форм и размеров, чтобы исследовать космос. Некоторые из них не могут даже контролировать свой собственный вес на Земле, но эффективно работают в космосе с отличной ловкостью.

Марсоход в космосе

Применение промышленных роботов:

Промышленные роботы и выгоды их внедрения на производстве, актуальность робототехники

Виды и устройство промышленных роботов в современном производстве

Обеспечение безопасности применения промышленных роботов

Виды роботов

От тяжелых, металлических и проводных машин, известных как супер роботы, до крошечных автономных устройств, известных как наноботы, область робототехники была исследована в значительной степени. Ниже перечислены наиболее интересные виды роботов, которые были разработаны в последнее время.

Давайте посмотрим список некоторых интересных форм роботов:

Экзоскелеты: это технология, в которой электронный костюм для тела предлагает пользователю движение конечностей и увеличивает силу.

В первую очередь они используются в военных целях для подъема тяжелых грузов и для пациентов с травмами позвоночника.

Пример: Ekso Bionics разработала эксо-костюмы для всего тела, которые могут носить люди, пострадавшие от инсульта или травмы спинного мозга, чтобы снова встать на ноги.

Первоначально разработанные для солдат, эти костюмы также используются в различных реабилитационных клиниках для пациентов со слабостью нижних конечностей.

Экзоскелет для промышленности

Гуманоидные роботы: это роботы с телом, напоминающим человеческое, с головой, двумя руками, туловищем и двумя ногами.

Подкатегория гуманоидов известна как андроиды, которые внешне очень похожи на человека с точки зрения эстетики и могут имитировать человеческое поведение.

Пример: Атлас – один из самых продвинутых роботов-гуманоидов, разработанный компанией Boston Dynamics, принадлежащей Google.

Хотя это не андроид с человеческими кожей и выражениями лица, но он может делать много интересного. Он может ходить по снегу и восстанавливать равновесие, как и мы, открывать двери, поднимать ящики и даже ощущать предметы, лежащие перед ним.

Смотрите про коптеры:  How to Setup the MPU-9150 9-Axis Accelerometer, Gyro, & Compass with an Arduino

Atlas Boston Dynamics

Роботы-животные: робототехника, вдохновленная биологией, – это довольно новая категория робототехники, в которой естественные биологические характеристики живых существ воспроизводятся в виде моделей роботов, вдохновленных животными.

Наблюдаются такие черты животных, как то, как они прыгают, карабкаются, ходят или ползут, а затем предпринимаются попытки воспроизвести их в настройке машины.

Пример: существует робот по имени Cheetah, разработанный Boston Dynamics, который может скакать со скоростью более 45 км в час.

В Массачусетском технологическом институте разработан аналогичный робот с таким же названием, который может обнаруживать препятствия и перепрыгивать через них при беге со скоростью 20 км в час.

Робот-гепард

Роботы-спасатели. Одним из наиболее логичных и разумных способов использования роботов является их развертывание в ситуациях, связанных с ликвидацией последствий стихийных бедствий при проведении спасательных операций. Требуется много мужества, а также усилия, чтобы найти и спасти жертв во время человеческой или техногенной катастрофы.

Наноботы: эти крошечные устройства предназначены для выполнения повторяющихся задач с точностью до наноразмеров в несколько нанометров или меньше. Они применяются при сборке и обслуживании сложных систем или для создания устройств, машин и схем на атомарном или молекулярном уровне. Кроме того, в сфере здравоохранения наноботов используют для доставки лекарств, уничтожения раковых клеток и т. д.

Пример: группа физиков из Университета Майнца в Германии сконструировала самый маленький в мире двигатель из одного атома. Он преобразует тепловую энергию в движение в самом маленьком масштабе, который мы когда-либо видели.

Наноботы

Рой: робототехника роя очень похожа на имитацию группы насекомых или муравьев в виде крошечных устройств, которые ползают вместе и формируют определенные конструкции. Их можно использовать в таких областях, как сельское хозяйство, спасательные работы или военные операции.

Пример: Гарвардский университет разработал рой из 1024 крошечных роботов, которые могли создавать определенные образования, такие как алфавиты, пятиконечные звезды и другие сложные конструкции, без какого-либо центрального интеллекта.

Рой роботов

Заключение

Сегодня существует множество роботов различных форм, размеров и конструкций, но все они подвержены определенным проблемам.

Например, роботы, участвующие в специальных конкурсах робототехники, эффективно выполняли задачи, подобные людям, но у них не было надлежащей системы для восприятия окружающей среды, и они просто следовали инструкциям оператора.

Кроме того, существуют мини-роботы, такие как Darwin, разработанные ROBOTIS, которые довольно хорошо умеют ходить, играть в футбол и даже вставать после падения, но их нельзя использовать в приложениях, требующих физической силы. Также есть робот по имени Cozmo от Anki, который даже может выражать чувства и играть, но это просто робот для развлечения.

Задачи, возложенные на роботов, включают в себя вождение автомобиля, прогулку по неровной дороге, расчистку мусора, поворот клапанов, подключение шлангов, открытие дверей, просверливание дыры, подъем по лестнице… Хотя это легко для людей, то же самое для роботов чрезвычайно сложно.

Чтобы робот сделал всего один шаг, требуются сотни и тысячи строк кода. Кроме того, люди начали ходить после нескольких лет эволюции, и даже сейчас, когда рождается ребенок, требуется больше года, чтобы научиться ходить в совершенстве. Итак, существует еще много технических проблем и препятствий, которые необходимо преодолеть ученым и инженерам. 

Многие люди считают, что активная разработка и массовое внедрение роботов отнимут у людей множество рабочих мест. Однако Шерри Теркл, профессор Массачусетского технологического института, говорит, что роботы – это не заменители, а спутники людей, и их развитие скорее приведет к созданию дополнительных рабочих мест.

Еще одна проблема заключается в том, что нам нужно установить ограничение на характер задач, которые назначаются роботам. Логично использовать их в местах, которые слишком опасны для людей. Несомненно, технология всегда предлагала множество преимуществ и играет важную роль в нашей жизни, но не менее важно также определить пределы ее использования.

Оцените статью
Добавить комментарий

Adblock
detector