Запчасти         12.07.2023   

Робототехника на пальцах. Что может делать робот

Разновидность робота, обычно изображаемого в кино и мультфильмах, с гуманоидными чертами и поведением, имеет мало общего с роботами, которые сконструированы в инженерных лабораториях по всему миру.

Это несоответствие объясняется двумя причинами: оптимальная форма для работы редко напоминает телосложение человека, а человеческое поведение слишком сложно для того, чтобы быть воплощенным в компьютерной программе, годной для управления действиями робота.

Тем не менее инженеры преуспели в разработке робота, который может подражать отдельным функциям человека. Как показано на иллюстрации, механические руки робота, называемые манипуляторами, могут держать и поворачивать предметы почти так же, как это делают руки человека. Электронные глаза позволяют роботу воспринимать окружающие предметы и взаимодействовать с ними.

Простая рука робота, называемая манипулятором, состоит из двух пальцев, которые открываются и закрываются, чтобы взять предмет. Манипулятор, соединенный с вращающимися суставами, может двигать предметы вверх и вниз и вращать их во всех направлениях. Электронный сенсор позволяет пальцам манипулятора регулировать силу сжатия.

Ученые-специалисты еще не создали полноценно функционирующего робота-гуманоида. Тем не менее специализированные роботы могут имитировать многие ограниченные человеческие функции.

Цифровое зрение

Глаз робота состоит из телевизионной камеры, которая фиксирует визуальные образы, и микропроцессора, преобразующего эти образы в электрические сигналы.

Когда глаз робота фокусируется на предмете (внизу), микропроцессор производит электрический образ (справа).

Душа робота

Вместо мозга роботом управляет компьютерная программа. Программа получает данные из сенсора, затем обрабатывает информацию, чтобы определить, как роботу следует на нее реагировать.

Ползать, а не бегать

Ученым еще предстоит создать настоящего мобильного робота. Колеса предоставляют роботам простейшую возможность передвижения, однако не подходят для роботов, которым приходится иметь дело с неровными поверхностями, например, с лестницей. Одним из возможных вариантов могут стать многоножки, которые помогут роботу сохранить устойчивость на неустойчивой поверхности.

Передвижение из точки А в точку Б казалось нам простым с детства. Мы, люди, делаем это каждый день, каждый час. Для робота, однако, навигация - особенно через единую среду, которая постоянно изменяется, или через среду, которую он раньше не видел - сложнейшая вещь. Во-первых, робот должен быть способен воспринимать окружающую среду, а также понимать все входящие данные.

Робототехники решают первую проблему, вооружая свои машины массивом датчиков, сканеров, камер и других высокотехнологичных инструментов, которые помогают роботам оценить свое окружение. Лазерные сканеры становятся все более популярными, хотя их нельзя использовать в водной среде из-за того, что свет серьезно искажается в воде. Технология сонара кажется жизнеспособной альтернативой для подводных роботов, но в наземных условиях она куда менее точна. Кроме того, «видеть» свой пейзаж роботу помогает система технического зрения, состоящая из набора интегрированных стереоскопических камер.

Собрать данные об окружающей среде - это только полдела. Куда более сложной задачей будет обработка этих данных и использование их для принятия решений. Многие разработчики управляют своими роботами, используя предопределенную карту или составляя ее на лету. В робототехнике это известно как SLAM - метод одновременной навигации и составления карты. Составление карты здесь означает то, как робот преобразует информацию, полученную датчиками, в определенную форму. Навигация же подразумевает то, как робот позиционирует себя относительно карты. На практике эти два процесса должны протекать одновременно, в форме «курицы и яйца», что выполнимо только при использовании мощных компьютеров и продвинутых алгоритмов, вычисляющих положение на основе вероятностей.

Продемонстрировать ловкость


Роботы собирают упаковки и детали на заводах и складах уже много лет. Но в таких ситуациях они, как правило, не встречаются с людьми и практически всегда работают с одинаковыми по форме объектами в относительно свободной среде. Жизнь такого робота на заводе скучна и заурядна. Если же робот хочет работать на дому или в больнице, для этого ему понадобится обладать продвинутым осязанием, способностью обнаруживать людей поблизости и безупречный вкус в плане выбора действий.

Этим навыкам робота крайне сложно обучить. Обычно ученые вообще не обучают роботов прикосновениям, программируя их на провал, если они вступают в контакт с другим объектом. Однако за последние пять лет или около того были достигнуты значительные успехи в совмещении податливых роботов и искусственной кожи. Податливость относится к уровню гибкости робота. Гибкие машины более податливы, жесткие - менее.

В 2013 году исследователи из Georgia Tech создали роботизированный манипулятор с пружинными суставами, которые позволяют манипулятору сгибаться и взаимодействовать с предметами, подобно человеческой руке. Затем они покрыли все это «кожей», способной распознавать давление или прикосновение. Некоторые виды кожи роботов содержат шестигранные микросхемы, каждая из которых оснащена инфракрасным сенсором, который регистрирует любое приближение ближе чем на сантиметр. Другие оснащаются электронными «отпечатками пальцев» - ребристой и шероховатой поверхностью, которая улучшает сцепление и облегчает обработку сигнала.

Объедините эти высокотехнологичные манипуляторы с продвинутой системой зрения - и вы получите робота, который может сделать нежный массаж или перебрать папку с документами, выбрав нужный из огромной коллекции.

Поддержать беседу


, один из основателей компьютерной науки, сделал в 1950 году смелый прогноз: однажды машины смогут говорить так свободно, что вы не сможете отличить их от людей. Увы, пока роботы (и даже Siri) не оправдали ожиданий Тьюринга. Все потому, что распознавание речи значительно отличается от обработки естественного языка - то, что делают наши мозги, извлекая смысл из слов и предложений в процессе беседы.

Первоначально ученые думали, что повторить это будет так же просто, как подключить правила грамматики к памяти машины. Но попытка запрограммировать грамматические примеры для каждого отдельного языка попросту провалилась. Даже определить значения отдельных слов оказалось весьма сложно (ведь есть такое явление, как омонимы - ключ от двери и ключ скрипичный, например). Люди научились определять значения этих слов в контексте, опираясь на свои умственные способности, развитые за многие годы эволюции, но разбить их снова на строгие правила, которые можно положить на код, оказалось просто невозможно.

В результате многие роботы сегодня обрабатывают язык, основываясь на статистике. Ученые скармливают им огромные тексты, известные как корпусы, а затем позволяют компьютерам разбивать длинные тексты на куски, чтобы выяснить, какие слова часто идут вместе и в каком порядке. Это позволяет роботу «учить» язык, основываясь на статистическом анализе.

Научиться новому


Представим, что кто-то, кто никогда не играл в гольф, решил научиться размахивать клюшкой. Он может прочитать книгу об этом, а затем попробовать или же наблюдать за тем, как практикуется известный гольфист, и потом попробовать самостоятельно. В любом случае освоить азы можно будет просто и быстро.

Робототехники сталкиваются с определенными проблемами, когда пытаются построить автономную машину, способную обучаться новым навыкам. Один из подходов, как в случае с гольфом, заключается в том, чтобы разбить активность на точные шаги, а затем запрограммировать их в мозге робота. Это предполагает, что каждый аспект активности нужно разделить, описать и закодировать, что не всегда-то и легко сделать. Существуют определенные аспекты в размахивании клюшкой для гольфа, которые и словами-то сложно описать. Например, взаимодействие запястья и локтя. Эти тонкие детали легче показать, чем описать.

За последние годы ученые добились определенного успеха в обучении роботов имитировать человека-оператора. Они называют это имитационным обучением, или обучением по демонстрации (методика LfD). Как они это делают? Вооружают машины массивами широкоугольных и масштабирующих камер. Это оборудование позволяет роботу «видеть» учителя, выполняющего определенные активные процессы. Обучающие алгоритмы обрабатывают эти данные для создания математической карты функций, которая объединяет визуальный ввод и желаемые действия. Конечно, роботы LfD должны уметь игнорировать определенные аспекты поведения своего учителя - вроде зуда или насморка - и справляться с похожими проблемами, которые рождаются из-за разницы в анатомии робота и человека.

Обманывать


Любопытное искусство обмана развивалось еще у животных, чтобы обойти конкурентов и не быть съеденным хищниками. На практике обман как искусство выживания может быть весьма и весьма эффективным механизмом самосохранения.

Роботам же научиться обманывать людей или других роботов может быть невероятно сложно (и, возможно, хорошо для нас с вами). Обман требует наличия воображения - способности формировать идеи или образы внешних объектов, не связанных с чувствами - а у машины его, как правило, нет. Они сильны в прямой обработке данных с датчиков, камер и сканеров, но не могут формировать концепции, которые выходят за пределы сенсорных данных.

С другой стороны, роботы будущего могут лучше разбираться в обмане. Ученые Georgia Tech смогли передать некоторые навыки обмана белок роботам в лаборатории. Сначала они изучали хитрых грызунов, которые защищают свои тайники с пищей, заманивая конкурентов в старые и неиспользуемые хранилища. Затем закодировали это поведение в простые правила и загрузили в мозги своих роботов. Машины смогли использовать эти алгоритмы для определения, когда обман может быть полезным в конкретной ситуации. Следовательно, могли обмануть своего компаньона, заманив его в другое место, в котором нет ничего ценного.

Предвидеть действия человека


В «Джетсонах» робот-горничная Рози была в состоянии поддерживать беседу, готовить еду, убирать и помогать Джорджу, Джейну, Джуди и Элрою. Чтобы понять качество сборки Рози, достаточно вспомнить один из начальных эпизодов: мистер Спейсли, босс Джорджа, приходит в дом Джетсонов на ужин. После трапезы он вынимает сигару и помещает ее в рот, а Рози бросается вперед с зажигалкой. Это простое действие представляет собой сложное поведение человека - умение предвидеть, что будет дальше, на основе того, что только что произошло.

Как и обман, предвосхищение человеческих действий требует от робота представления будущего состояния. Он должен быть в состоянии сказать: «Если я вижу, что человек делает А, значит, как я могу предположить на основе прошлого опыта, скорее всего, он сделает Б». В робототехнике этот пункт был крайне сложным, но люди делают определенный прогресс. Команда Корнелльского университета разработала автономного робота, который мог реагировать на основе того, как компаньон взаимодействует с объектами окружающей среды. Для этого он использует пару 3D-камер, чтобы получить изображение окружения. Затем алгоритм определяет ключевые объекты в комнате и выделяет их на фоне остальных. Затем, используя огромное количество информации, полученной в результате предыдущих тренировок, робот вырабатывает набор определенных ожиданий движений от персоны и объектов, которые она трогает. Робот делает выводы относительно того, что будет дальше, и действует соответственно.

Иногда Корнелльские роботы ошибаются, но довольно уверенно продвигаются вперед, в том числе и по мере того, как улучшаются технологии камер.

Координировать деятельность с другими роботами


Строительство единой крупномасштабной машины - даже андроида, если хотите - требует серьезных вложений времени, энергии и денег. Другой подход предполагает развертывание армии из более простых роботов, которые могут действовать вместе для достижения сложных задач.

Возникает ряд проблем. Робот, работающий в команде, должен уметь хорошо себя позиционировать в связи с товарищами и быть в состоянии эффективно общаться - с другими машинами и оператором-человеком. Для решения этих проблем ученые обратились к миру насекомых, которые используют сложное роевое поведение для поиска еды и решают задачи, которые приносят пользу всей колонии. Например, изучая муравьев, ученые поняли, что отдельные особи используют феромоны для связи друг с другом.

Роботы могут использовать эту же «феромонову логику», только полагаться на свет, а не на химические вещества, при общении. Работает это так: группа крошечных роботов рассредоточена в ограниченном пространстве. Сначала они исследуют эту область случайным образом, пока один не натыкается на световой след, оставленный другим ботом. Он знает, что нужно идти по следу, и идет, оставляя собственный след. По мере того как следы сливаются в один, все больше и больше роботов следуют друг за другом гуськом.

Самокопироваться


Господь сказал Адаму и Еве: «Плодитесь и размножайтесь, и наполняйте землю». Робот, который получил бы такую команду, почувствовал бы смущение или разочарование. Почему? Потому что он не способен размножаться. Одно дело построить робота, но совсем другое - создать робота, который сможет делать копии самого себя или регенерировать утраченные или поврежденные компоненты.

Что примечательно, роботы могут и не брать людей за пример репродуктивной модели. Возможно, вы заметили, что мы не делимся на две одинаковые части. Простейшие, однако, делают это постоянно. Родственники медуз - гидры - практикуют форму бесполого размножения, известную как бутонизацию: небольшой шарик отделяется от тела родителя, а затем отрывается, чтобы стать новым, генетически идентичным индивидуумом.

Ученые работают над роботами, которые смогут выполнять такую же простую процедуру клонирования. Многие из этих роботов построены из повторяющихся элементов, как правило кубов, которые сделаны по образу и подобию одного куба, а также содержат программу саморепликации. У кубиков есть магниты на поверхности, поэтому они могут присоединяться и отсоединяться от других кубов поблизости. Каждый кубик делится на две части по диагонали, поэтому каждая половина может существовать независимо. Весь же робот содержит несколько кубиков, собранных в определенную фигуру.

Действовать из принципа


Когда мы ежедневно общаемся с людьми, мы принимаем сотни решений. В каждом из них мы взвешиваем каждый наш выбор, определяя, что есть хорошо, а что есть плохо, честно и нечестно. Если бы роботы хотели быть похожи на нас, им нужно было бы понять этику.

Но как и в случае с языком, закодировать этическое поведение крайне сложно главным образом потому, что единого набора общепринятых этических принципов не существует. В разных странах существуют разные правила поведения и разные системы законов. Даже в отдельных культурах региональные различия могут повлиять на то, как люди оценивают и измеряют свои действия и действия окружающих. Попытка написать глобальную и подходящую всем роботам этику оказывается практически невозможной.

Именно поэтому ученые решили создавать роботов, ограничивая масштабы этической проблемы. Например, если машина будет работать в определенной среде - на кухне, скажем, или в палате пациента - у нее будет гораздо меньше правил поведения и меньше законов для принятия этически обоснованных решений. Для достижения этой цели инженеры-робототехники вводят основанный на этике выбор в алгоритм обучения машины. Выбор этот основывается на трех гибких критериях: к чему хорошему приведет действие, какой вред оно нанесет и мере справедливости. Используя этот тип искусственного интеллекта, ваш будущий домашний робот сможет точно определить, кто в семье должен мыть посуду, а кому достанется пульт от телевизора на ночь.

Чувствовать эмоции

«Вот мой секрет, он очень прост: зорко одно лишь сердце. Самого главного глазами не увидишь».

Если это замечание Лиса из «Маленького принца» Антуана де Сент-Экзюпери верно, то роботы не увидят самого прекрасного и лучшего в этом мире. В конце концов, они отлично зондируют мир вокруг, но не могут превращать сенсорные данные в конкретные эмоции. Они не могут увидеть улыбку любимого человека и почувствовать радость, или же зафиксировать гневную гримасу незнакомца и задрожать от страха.

Именно это, больше чем что-либо другое в нашем списке, отделяет человека от машины. Как научить робота влюбляться? Как запрограммировать разочарование, отвращение, удивление или жалость? Стоит ли вообще пытаться?

Некоторые думают, что стоит. Они считают, что роботы будущего будут совмещать когнитивные и эмоциональные системы, а значит, лучше работать, быстрее учиться и эффективнее взаимодействовать с людьми. Верьте или нет, прототипы таких роботов уже существуют, и они могут выражать ограниченный диапазон человеческих эмоций. Nao, робот, разработанный европейскими учеными, обладает эмоциональными качествами годовалого ребенка. Он может выражать счастье, злость, страх и гордость, сопровождая эмоции жестами. И это только начало.

Применение современных промышленных роботов увеличивает производительность оборудования и выпуск продукции, улучшает качество продукции, заменяет человека на монотонных и тяжелых работах, помогает экономить материалы и энергию. Кроме того, они обладают достаточной гибкостью, чтобы использовать их при выпуске продукции средними и малыми партиями, т. е. в той области, где традиционные средства автоматизации неприменимы. Мелкосерийная продукция имеет большой рынок. Исследования показывают, что подавляющее большинство деталей, закупаемых даже военными организациями, были выпущены партиями менее 100 штук, а в Великобритании согласно проведенным оценкам примерно 75 % всех металлических деталей выпускалось партиями менее 50 штук.

Роботы еще не обладают многими важнейшими качествами, присущими человеку, например не способны к разумному реагированию на непредвиденную обстановку и изменение рабочей среды, к самообучению на основе собственного опыта, использованию тонкой координации системы "рука - глаз". Роботы с захватами или подобные им применяются для выполнения манипуляционных операций, например при удалении заусенцев, литье, очистке слитков, ковке, термообработке, точном литье, обслуживании станков на погрузке-разгрузке, формовке, упаковке, размещении деталей в палеты и складировании.

Руки роботов вместо захватов могут оснащаться различными инструментами для выполнения работ, начиная с покраски распылением, нанесения клеевых и изоляционных покрытий и кончая сверлением, зенкованием, закручиванием гаек, шлифовкой, пескоструйной очисткой. Кроме того, роботы можно использовать для точечной и дуговой сварки, тепловой обработки и резания с помощью пламени или лазера, а также при очищении с помощью водяных струй. Следует отметить, что первоначальные иллюзии о возможности создать универсальный робот, способный выполнить почти любую работу - от сборки до точечной сварки, теперь в значительной степени развеяны. В настоящее время роботы приобретают специализацию, становясь покрасочными роботами, сварочными роботами, сборочными роботами и т. д.

Наконец, в отношении потенциальной замены рабочих "стальными воротничками" следует помнить, что робот может заменить только того, кто "работает, как робот". Однако недалеко то время, когда роботы смогут заменить людей не только на утомительной, повторяющейся или тяжелой работе, но и на работах, которые, как считалось раньше, требуют сноровки, приобретаемой с опытом. Поэтому вполне понятно, что у многих распространение роботов вызывает беспокойство в связи с возможным ростом безработицы.

С появлением сложных робототехнических устройств нельзя более утверждать, что роботы просто заменят людей на непривлекательных работах, однако человечеству грозит деградация, если оно, опасаясь безработицы, будет продолжать

Фантасты придумали роботов десятки лет назад, но умные металлические люди так и не появились на наших улицах. Воплощению мечты в реальность мешает многое. В том числе и сам человек

Неуниверсальные помощники

Симпатичные создания из новейших пластиков и сплавов, по мнению людей, должны выполнять тяжелую или скучную работу: ходить в магазин, мыть посуду, пылесосить, делать с детьми уроки и разговаривать с бабушкой о погоде. Если понадобится, они отнесут квитанции в банк и довезут хозяина до работы.

Каждое из этих действий само по себе не требует особых усилий, но вместе они отнимают массу времени, поэтому бытовые роботы должны быть универсальными.

«Сегодня в лабораториях есть роботы, которые умеют решать несколько задач параллельно, но, во-первых, в каждый момент они заняты только одной из них, а во-вторых, они самостоятельно не могут выбрать, какой из задач отдать предпочтение. Более того, роботы совсем не понимают, чего не нужно делать в конкретной ситуации» , — объясняет старший лектор Школы компьютерных наук в Бирмингеме, специалист в области искусственного интеллекта Ник Хоз .

Чтобы пропылесосить квартиру, роботу нужен один алгоритм, для похода в магазин — другой, и оба они должны быть прописаны в электронных «мозгах». Небольшое изменение параметров, если оно не задано изначально, например продуктовые секции в магазине поменяли местами, делает задачу неосуществимой. Машина выполняет только предустановленные команды и не может «сообразить», что в магазине, по сути, все осталось прежним. «Одно из решений проблемы — создать подобие социальной сети для роботов, куда они будут загружать данные, полученные в новых ситуациях, а остальные роботы смогут их скачать» , — говорит Ник.

Ограниченный ум

Другая черта, которую сценаристы будущего приписывают роботам наряду с универсальностью, — фантастический ум. С тех пор как созданный IBM компьютер Deep Blue обыграл одного из величайших шахматистов планеты Гарри Каспарова, многим кажется, что по части интеллекта машины превзошли людей. Суперкомпьютеры и процессоры в мобильных телефонах, выполняющие тысячи операций в секунду, подкрепляют эту уверенность. Но в действительности людям нечего бояться.

Nao оборудован процессором Intel Atom , как и простые нетбуки

Ум роботов ограничен так называемой проблемой значения. «Это колоссальная проблема робототехники , — говорит Хоз. — Роботы не понимают, что значит «цветок», или «небо», или что угодно. Хуже того, люди и сами не знают, что такое значение — они просто понимают его, и все» . Машина может выучить, что объект на четырех ножках с сиденьем и спинкой — это стул, но смысл понятия «стул» ей недоступен. Поэтому дизайнерский стул без ножек и с раздвоенной спинкой робот вряд ли опознает, притом что у человека никаких проблем с этим не возникнет.

«Люди создают огромные базы, куда записывают все возможные значения слов. Но это лишь частичное решение: если то, о чем вы говорите, есть в базе, робот вас поймет. А если слова там нет? Существует и другой подход, когда роботов обучают значению через опыт. Но опять-таки они выучат только значение тех понятий, с которыми столкнулись лично» , — рассказывает Ник Хоз.

СЛОЖНОСТИ
Почти, но не совсем...

Антропоморфность — коварная штука. Если робот сильно напоминает человека, но некоторые черты все же отличаются, люди начинают испытывать отвращение. Этот феномен получил название «зловещая долина» (uncanny valley ). Термин придумал в 1970 году японский специалист по робототехнике Масахиро Мори. Изначально реакцию отторжения объясняли особенностями человеческой психики, но в 2009 году ученые из Принстона показали, что обезьяны ведут себя точно так же. Это означает, что боязнь вроде бы таких же, но чуть-чуть непохожих на себя существ имеет серьезные эволюционные основания. Мозг воспринимает эти различия как признак нездоровья и стремится ограничить контакты с потенциально опасным объектом.

На фото: Симпатичные роботы совсем невысокие — их рост 58 см

Отсутствие желаний

Пожалуй, больше всего люди боятся, что однажды роботам надоест подчиняться человеку и они захватят мир. Перспектива маловероятна не только потому, что роботы не понимают смысла слов «захватить» и «мир». Намного более веская причина в том, что пока инженерам не удалось наделить роботов сознанием. Это трудноопределимое понятие дает людям свободу выбора и желания, в том числе и мирового господства.

«Пока мы не понимаем, как формируется сознание у людей, а значит, не можем воспроизвести его у роботов. На мой взгляд, дело в том, как именно связаны между собой различные отделы мозга. Если мы когда-нибудь разберемся в этом, то, возможно, сумеем повторить структуру мозга и снабдить роботов сознанием» , — полагает Хоз.

ПРАКТИКА
Больше — значит лучше

Многие действия, которые не требуют от человека усилий, для роботов оказываются невыполнимыми. Механическим существам трудно рассчитать силу захвата, когда они жмут руку или берут что-то хрупкое, они очень плохо ходят и совсем не умеют бегать. На ежегодном чемпионате по робофутболу RoboCup игроки передвигаются со скоростью около 3 м/с (10,8 км/ч), а у лучших футболистов вместо ног колеса или гусеницы.

Двуногим роботам очень сложно удерживать равновесие, при ходьбе процессор просчитывает каждый шаг, определяя, как именно распределить вес. Самыми устойчивыми в движении оказались роботы с четырьмя конечностями, например созданный компанией Boston Dynamics совместно с Лабораторией реактивного движения NASA «большой пес» , BigDog (на фото). Существо на гибких лапах умеет ходить по ровной земле, песку, снегу и неглубоким водоемам, забирается в горы и спускается с них и при этом тащит на «спине» до 150 килограммов веса. Повалить его на землю не так-то просто: на демонстрационных видео инженеры пинают робота ногами, но он все равно остается на четырех конечностях.

Машины, не понимающие значений слов и не имеющие сознания, не смогут заменить людей там, где нужно действовать не по шаблону, пусть даже и сложному. Например, хотя роботам неведом страх, они не боятся боли, могут существовать без кислорода и воды, выдерживать экстремальные температуры, — из них очень плохие космонавты. «Ту информацию, которую марсоход собирает три месяца, человек получил бы за три часа , — поясняет Ник. — Люди с Земли отсматривают телеметрию и посылают аппарату задание, сколько сантиметров проехать, к какому камню приблизиться, какой инструмент использовать. Человек принял бы все эти решения за доли секунды» . В среднем сигнал идет от Марса до Земли около 15 минут (и столько же обратно), но коммуникация не всегда возможна из-за помех. Поэтому «выхлоп» даже от короткого путешествия человека на Марс оказался бы в сотни раз больше нескольких роботизированных миссий, каждая из которых длилась годы. Рекордсмен среди марсианских долгожителей, ровер «Оппортьюнити», за более чем 10 лет на Красной планете проехал всего 40 километров.

Да, роботы хорошо считают, они сильны, выносливы и работают без перерывов на сон и еду. Но, как это ни парадоксально, из машин не выйдет универсальных помощников до тех пор, пока они не станут более человечными и не обзаведутся сознанием (или, возможно, душой).

Фото: Diomedia (x6), PAL Robotics SL (x2), DARPA

Самые удивительные роботы планеты собрались на этой неделе в центре столицы на Международном форуме "Мобильные роботы-2010", организованном при поддержке Министерства образования и науки РФ. В рамках форума во Дворце спорта сразятся роботы-сумоисты, свои способности продемонстрируют умные машины, объезжающие препятствия, сборщики урожая и уборщики мусора…

Со времен первого изобретателя робота Леонардо да Винчи прошло несколько столетий, и сегодня автоматизированные машины могут не только двигать руками и крутить головой, но и выражать чувства и, что самое поразительное, принимать решения. Многие из них настолько преуспели в своей работе, что с легкостью заменяют человека.

Космонавт

В сентябре 2010 года первый робот под именем Робонавт Второй приступит к выполнению своих обязанностей на борту шаттла Discovery. Уникальность этого устройства в том, что, будучи ловким и подвижным, он может с легкостью поднимать груз массой свыше 9 кг. В отличие от человека ему не нужен скафандр, а значит Робонавт может делать многое из того, что делают люди, но в вакууме и без специальной защиты, сообщает gzt.ru .

Домохозяйка

Одно из самых популярных направлений в роботостроении - создание помощников по хозяйству. Вообще, робот - это машина с антропоморфным поведением. Слово это впервые появилось в пьесе чешского писателя Карела Чапека "Р. У. Р", сам термин происходит от чешского robota - подневольный труд. Получается, что прислуживание людям - их основная задача. Вот и корейский Mahru-Z умеет наводить порядок в доме, загружать стиральную машину, подогревать пищу в микроволновке и приносить ее хозяину, пишет zhelezyaka.com .

Шахматист

В прошлом году российские ученые разработали робота-шахматиста. Трехпалым механическим щупом он самостоятельно передвигает фигуры по электрической шахматной доске. Разработчик Константин Костенюк рассказал, что робот уже обыграл нескольких именитых гроссмейстеров, но, по его мнению, нуждается в доработке, он, например, должен еще говорить и мыть посуду. Пока же устройство может всего-навсего одновременно играть с тремя соперниками и бесконечно сам с собой.

Робот-чемодан

Российские изобретатели говорят, что уже в следующем году в продаже появится робот-чемодан. Устройство будет само ездить за хозяином, точнее, за обладателем карточки-маяка. Оно преодолевает препятствия и учитывает особенности ландшафта, например, умеет останавливаться перед лестницами и замедляет ход по наклонной плоскости. Заряда аккумулятора хватает на 2 часа работы, выполнен он из ударопрочного и влагонепроницаемого материала, пишет robotronic.ru .

Ребенок

Перед тем, как решиться стать родителями, японские изобретатели советуют завести робота-симулятора ребенка. Называется он Yotaro и способен доставить все трудности, которые ждут молодых родителей. Он может выражать эмоции, в частности, умеет плакать водой.

Медсестра

Конечно, механизмы прежде всего призваны облегчить жизнь человеку. Ученые постоянно создают медицинских микророботов, способных проникать в организм человека, механизированные руки и т.д. А американские ученые, например, разработали прототип инвалидного кресла, которое может самостоятельно двигаться. Лазерные детекторы оценивают особенности ландшафта и прокладывают маршрут. В Японии в больницах уже трудятся механизированные медсестры и братья, а в будущем они еще и смогут носить больных на руках. Устройство весом до 180 кг с покрытым мягким материалом "руками" подхватит больного и, руководствуясь данными, получаемыми с сенсоров, перенесет пациента с места на места. Робот реагирует на голос и распознает лица.

Пациент

Роботы могут оказаться и тренажером. Например, стоматологическим. Внешне модель Hanako похожа на человека, пока начинающие медики "чинят" ей "зубы", она может изображать боль, закатывать глаза и пускать слюни. Кроме того, Hanako говорит "мне больно" и еще несколько стандартных фраз.

Морские санитары

На помощь экологам и океанологам приходят небольшие автономные роботы AUE (autonomous underwater explorers). Они могут работать "стаями" (по 5-6 машин размером с футбольный мяч и по 20 устройств поменьше), патрулируя морские глубины и собирая данные о состоянии воды, течениях, давлении, уровне загрязненности и т.д.

Фотомодель

Робот-модель разработали японские специалисты. Механическая девушка, в теле которой находится 30 моторчиков, может грациозно передвигаться по подиуму, принимать различные позы и выражать различные эмоции. Модель HRP-4C ростом 158 см весит 43 кг, пишет pinktentacle.com .

Учитель

Согласно футуристическим фильмам, в будущем роботы будут трудиться наравне с людьми во всех сферах деятельности. Так, в японской школе несколько лет назад успешно протестировали робота-учителя. Он владеет разными языками, может устраивать перекличку, давать задания и выражать эмоции.

Нюхач

Ученые учат роботов распознавать запахи. Например, сенсор модели Ubiko распознает запах дыма и пепла, затем устройство посылает сигнал на пульт охраны, которая уже принимает меры по ликвидации возгорания. Другой прибор с помощью инфракрасного спектрометра определяет химический состав продукта, его свежесть и состав.

Кухонный помощник

Первый робот-повар был сконструирован в 2006 г в Китае. Модель AIC-AI готовила самые разные блюда, конечно, китайской кухни. Она умеет жарить, парить, варить, кипятить, печь и т.д. А Robo Waiter 1 работал в гонконгском ресторане. Робот курсировал между столиками, принимал заказы и, конечно же, приносил заведению дополнительный доход.

Эморобот

По мере развития роботостроения модели становятся все более эмоциональными. Роботы-гуманоиды все больше и больше уподобляются человеку. Они могут не просто выполнять определенные функции, но и выражать восхищение, удивление, печаль, антипатию, радость и др. Улавливая с помощью камеры изменение в человеческом лице, робот соответствующим образом реагирует на них. В будущем его планируется использовать как сиделку.

Самый маленький

Самого маленького робота собрали в Японии в 1992 году. Длина механизма составила всего 1 см. А самым маленьким человекоподобным роботом является модель BeRobot высотой чуть более 15 см. Он может ходить, танцевать, отжиматься и владеет нехитрыми приемами восточной борьбы тай-чи. Управлять механизмом можно голосом или пультом.

Рыбы

Японский робот-рыба может незаметно для морских обитателей вести за ними наблюдение. Под силиконовой оболочкой, повторяющей внешний вид красного луциана, спрятана система балластов наподобие тех, что используются в подводных лодках для всплытия и погружения. В действие устройство приводится движениями хвостовой части.

Тараканы

А тараканороботы могут уничтожать популяции вредных насекомых. Ученые Франции, Бельгии и Швейцарии создали модель, которая выглядит как таракан, передвигается на колесиках, оснащено камерами и инфракрасными сенсорами. В будущем изобретатели намерены создать модели посерьезней, например, для управления овечьим стадом.

Помощник

Французская компания Robosoft недавно представила устройство под названием Kompai, предназначенное для помощи пожилым людям и людям с ограниченными возможностями. Kompai не только разговаривает и понимает речь, но и выполняет множество различных дел по дому. Кроме того, с помощью камеры, встроенной в робота, можно устанавливать связь с друзьями и знакомыми в Интернете.

Музыканты

Творчество тоже перестало быть прерогативой человека. Современные роботы умеют играть на музыкальных инструментах и писать картины. По данным Daily Mail , Модель WF-4RIV, придуманная специалистами университета Васседа, виртуозно играет на флейте, при этом она "прислушивается" к аудитории и музыкантам оркестра. Робот Haile, подобно живому барабанщику, подстраивается под звучащую мелодию и сам импровизирует. А созданная в Харбине четырехпалая рука играет на электронном органе.

Художник

Швейцарец Salvador DaBot с усами и в берете - робот, который рисует портреты. Сначала он делает снимок лица, а затем по специальному алгоритму делает рисунок. При этом он может "общаться".

Любитель пива

Изобретатели Австрии в 2004 году создали робота-алкоголика, пишет membrana.ru . Bar Bot сидит в баре, выискивая "жертву". Поймав на себе любопытный взгляд, он начинает просить монетку, а собрав необходимую сумму принимается крутиться вокруг своей оси, приговаривая: "Пожалуйста, одно пиво". Бармен вставляет банку пива в "руку". "Большое спасибо", - благодарит Bar Bot, и не спеша выливает напиток в напоминающий раковину "рот". Затем швыряет банку на пол, и процесс начинается снова.

Материал подготовлен интернет-редакцией www.rian.ru на основе информации РИА Новости и открытых источников