Robovision – робот, который умеет визуально оценивать обстановку

Домашний охранный робот на базе шагающего движителя

псевдографом. Ребра такого графа будут иметь кратность, которая будет представлять количество цитирующих ссылок.

Использование теории графов в области данной темы необходимо для рационального хранения информации о публикационных коллаборациях, поскольку одним из способов хранения графа является создание матрицы смежности.

При организации хранения графа в виде матрицы смежности вершин будет получена квадратная несимметричная матрица с ненулевыми элементами на главной диагонали. Каждый элемент матрицы представлен в виде структуры, которая содержит поле кратности ребра и одномерный массив со структурированными элементами, подробная структура которых будет рассмотрена при дальнейшем исследовании.

Список использованной литературы:

1. Логунова, О С. Результаты анализа публикационной активности профессорско-преподавательского состава ФГБОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова» / О.С. Логунова, А.В. Леднов, В.В. Королева // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. – 2014. – № 3 (47). – С. 78-87.

Обратите внимание

2. Логунова, О.С. Динамика показателей публикационной активности профессорско-преподавательского состава ФГБОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова» / О.С. Логунова, Л.Г. Егорова, В.В. Королева // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. – 2015. – №3. – С. 101-112.

3. Логунова О.С. Управление деятельностью профессорско-преподавательского состава: моделирование и прогнозирование показателей рейтинговой системы / О.С. Логунова, Е.А. Ильина, В.В. Королева, А.У. Ахметова // Вестник ВГУИТ. – 2016. – № 3. – С. 1-3.

4. Харари Ф. Теория графов / Ф. Харари. – М.: Мир. – 1973. – 300с.

5. Оре О. Терия графов / О. Оре. – М.: Наука. – 1980. – 336с.

© Арефьева Д.Я., 2017

УДК 531.8

П.М. Близнец

ведущий инженер НИИСМ МГТУ им. Н.Э. Баумана В.И. Рубцов

к.т.н, доцент кафедры «Специальная робототехника и мехатроника»

МГТУ им. Н.Э. Баумана К.В. Коновалов студент 2 курса магистратуры факультета СМ МГТУ им. Н.Э. Баумана И.А. Бошляков студент 2 курса магистратуры факультета СМ МГТУ им. Н.Э. Баумана г. Москва, Российская Федерация Е-mail: kafsm7@sm.bmstu.ru

ДОМАШНИЙ ОХРАННЫЙ РОБОТ НА БАЗЕ ШАГАЮЩЕГО ДВИЖИТЕЛЯ

Аннотация

Проведён анализ существующих шасси домашних роботов. Предложена уникальная конструкция

_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «СИМВОЛ НАУКИ» № 03-2/2017 ISSN 2410-700Х_

шагающего робота, позиционируемый как сервисный робот для работ по дому. Сформирована структура домашнего робота. Определен набор функций робота-охранника на базе шагающего движителя.

Ключевые слова

Домашний робот, четвероногий шагающий движитель, робот-охранник, кинематическая модель, структура домашнего робота.

Введение

Современные технологии за последние несколько лет сделали огромный прорыв в робототехнике. Данная сфера продолжает активно развиваться и удивлять новыми интересными решениями в области сервисных роботов. Сегодня человеком созданы различные модели роботов, заменяющие его в различных сферах деятельности: охрана, обслуживание, управление информацией и т.д.

Однако данные устройства всегда ассоциировались с далеким будущим, а сегодня некоторые модели можно легко купить. В ближайшие десятилетия всё более совершенные роботы станут незаменимыми помощниками людей и смогут взять на себя обеспечение значительной части бытовых задач. Современная жизнь городского жителя невероятно насыщена, в которой всегда не хватает свободного времени.

Важно

Помочь обывателю можно переложив часть повседневных обязанностей на роботов по дому. Робот может принести оставленный сотовый телефон, напомнить о запланированной встрече, или охранять вашу квартиру. Целью данной работы является разработка робота-охранника.

Предлагается использовать единый тип шасси для перемещения в среде, приспособленной для обитания человека: здания с узкими проходами, резкими поворотами, и т.д.

Постановка задачи

Целью исследования является разработка робота-охранника, предназначенного для работ по дому. Для этого необходимо выбрать шасси для перемещения в жилых помещениях, состоящих из одной или нескольких смежных комнат с отдельным наружным выходом, составляющую отдельную часть дома. Сформировать функциональную структуру, состав датчиков и комплекс специального оборудования для робота.

Анализ рынка домашних роботов

Проведем анализ рынка домашних роботов с целью выявления шасси, которое может эффективно использоваться в квартире.

К роботам для дома можно отнести роботов, которые, помогают людям в офисах, домах и садовых участках. В таких роботах встроены сенсоры, которые могут обнаружить любое препятствие, и помогают роботам свободно передвигаться, не на, что не натыкаясь. Например, домашний робот-уборщик «Assistant Robot» [1] (рис. 1а).

Он способен складывать в стиральную машину вещи для стирки, подметать и мыть полы, вытирать пыль с горизонтальных поверхностей, ничего не разбивая, двигать мебель, а также убирать посуду со стола и загружать грязную посуду в посудомоечную машину. Машина самообучающаяся и способна учиться на собственных ошибках.

Робот-помощник «Robovie» (рис. 1б) не только может возить в магазине тележку с продуктами, но и подскажет какие из них надо купить [2]. При этом с роботом можно даже посоветоваться. Домашний робот «Papero» (рис.

1в) следит за кондиционированием воздуха и отоплением в помещении, открывает окна, ориентируясь на погоду [3].

а б в

Рисунок 1 – а) Робот-уборщик IRT, б) Робот-помощник Робови, в) робот Papero

_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «СИМВОЛ НАУКИ» № 03-2/2017 ISSN 2410-700Х_

Робот – секретарь «Wakamaru» (рис. 2) при помощи колесиков передвигается по офису и напоминает людям о запланированных встречах и переговорах [4].

Рисунок 2 – Робот-секретарь «Вакамару»

Робот Пеппер (Pepper) — антропоморфный робот (рис. 3) разработан в Японии компанией Aldebaran Robotics [5]. Это социальный робот, который может стать другом своему владельцу. Он не умеет прибираться в квартире или готовить на кухне, но зато поддержит несложный разговор и выполнит простейшие поручения.

Если вы рассмеялись, он будет знать, что вы в хорошем настроении. Если вы хмуритесь — Пеппер поймет, что что-то беспокоит вас. Робот знает такие эмоции как радость, удивление, гнев, сомнения и грусть. Он способен анализировать выражение лица, язык тела и слова человека. На основе этого он угадывает настроение и адаптируется к нему.

Например, он будет пытаться развеселить вас, играя любимую песню.

Рисунок 3 -Робот Пеппер (Pepper)

Совет

Очень часто конструкторы роботов для дома проектируя роботов, уделяют большое внимание их функционалу и забывают про один очень важный фактор – проходимость. Шасси рассмотренных выше роботов имеют низкую проходимость и перемещаются только на равной поверхности.

Такие роботы с успехом могут использоваться на различные рода выставках, что собственно и происходит. Для домашнего робота, осуществляющего движение по квартире, такие шасси не подойдут.

Рассмотрим различные варианты движителей для домашнего робота в том числе и нестандартные.

Выбор типа движителя

Традиционные типы движителей (колесные или гусеничные) плохо подходят для жилых помещений. Их движения функционально ограничены и могут быть опасны.

Гусеничный движитель можно сразу исключить из соображений безопасности, если в квартире есть дети или домашние животные. Колесный вариант тоже имеет принципиальные недостатки. Оставленая ребенком на полу игрушка или лежащий на полу шнур питания будет препятствием для таких роботов. Трудности могут возникнуть при передвижении по лестнице.

_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «СИМВОЛ НАУКИ» № 03-2/2017 ISSN 2410-700Х_

Природа не создала колеса просто потому, что система рычагов более приспособлена для передвижения по естественному грунту. Среда обитания человека приспособлена к шагающему типу движителей.

Для домашних роботов Близнецом П.М. был предложен следующий вариант шагающего шасси (см. рис. 4), с расположением ног как у млекопитающих (билатеральная симметрия). При этом нога имеет две степени подвижности:

– сгибания-разгибания бедра;

– отведения-приведения коленного сустава.

Основой изобретения является конструкции биоподобного робота [6].

Основание стола

N.

Рисунок 4 – Модель шагающей платформы

Обоснуем выбор. Опорные элементы шагающего робота имеют значительно большую зону возможных контактов с поверхностью передвижения по сравнению с колесом или гусеницей. Следует отметить, что кинематика шагающего робота позволяет существенно уменьшить возможность потери проходимости, будет более маневренной, сможет проходить по сильно пересеченной местности.

Обратите внимание

Целесообразно использовать в шагающем шасси четыре ноги, т.к. двуногие (антропоморфные) роботы (рис. 5 а) — дороги, требуют более сложной системы управление. а существующие образцы обладают низкой скоростью передвижения. Три ноги (рис.

5б) лучше, чем две, но их недостаточно для организации перемещений приемлемых для целей домашнего робота ввиду конструктивных ограничений устойчивости. Шестиногие роботы (рис.

5в) — гексаподы и роботы с еще большим количеством ног имеют высокую проходимость, которая не является необходимой в помещении, но при этом тратят больше энергии на перемещение, имеют большую массу, требую большой расход материалов и как следствие более высокую стоимость при одинаковых габаритах.

Предлагаемое решение отличается от известного четырехногого робота BigDog компании Boston Dynamics разрабатывавшегося по заказу вооруженных сил США [7], более простой кинематической конструкцией ног ввиду отсутствия коленного сустава.

5а 56 5в

Рисунок 5 – Пример шагающих платформ

_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «СИМВОЛ НАУКИ» № 03-2/2017 ISSN 2410-700Х_

Кинематическая конструкция может обеспечить необходимые функциональные возможности движителя домашнего робота и имеет значительные конструктивные преимущества над известными решениями.

Так 4-х ногая шагающая платформа состоит из наименьшего числа компонентов, платформа может перемещаться в режиме движения “галоп”. Конструкция обладает повышенной устойчивостью, т.к.

платформа может занимать большое количество статически устойчивых положений, например, когда манипуляторы каждой конечности максимально вытянуты вдоль одной из осей и перпендикулярны полу.

Дизайн, конструкция и материал платформы не наносят повреждения людям и окружающей среде в процессе движения. Шасси платформы может осуществлять изменение направление движения без разворота самого шасси (даже в противоположную сторону), а также производить точную ориентацию корпуса по тангажу, крену и дифференту в пространстве.

Задачи, решаемые бытовым роботом-охранником

Важно

Бытовой робот — это сложная система, которая имеет ряд подсистем. Рассмотрим общую функционально структурную схему робототехнического комплекса (рис. 6), приведенную в методическом пособии [8].

Согласно схеме, основными элементами робототехнического комплекса являются: ходовая часть, система управления движением и комплекс специального оборудования.

На ее основе были составлены функциональные схемы для исследуемого бытового робота-охранника на базе предлагаемого шагающего движителя.

( Мобильность ^ ^ Интеллект ^ f Боеспособность”)

Транспортный робот

“Искусственный”

специального оборудования

родовая часть

Малогабаритное

Шасси легкой категории по массе

Шасси средней категории по массе

Система управлением движением

Картографическая база знаний, схема действий

Система оценки дорожной обстановки и планирование движения

Система технического зрения ближней зоны

Навигационная система и Система топопривязки

Исполнительные системы СУД

Системы связи СУД

Координаты сектора “ответственности”,информацион ные признаки целей

Система оценки обстановки принятия решений

Система технического зрения дальней зоны

Система ориентации и топопривязки

Исполнительные системы СУО

Система связи СУО

Рисунок 6 – Функционально структурная схема робототехнического робота

Робот-охранник. Робот предназначен для охраны жилых помещений. Движение осуществляется автоматически без участия человека.

Функциональное назначение: видеонаблюдение, детекция движения, слежение за объектом, движение за объектом, оповещение о тревоге, патрулирование, распознавание хозяина, удаленное видеонаблюдение, режим ручного управления. Функционально структурная схема робота представлена на рис. 7.

Рассмотрим режимы подробнее. Режим видеонаблюдения осуществляет непрерывную запись видео с системы панорамного видеонаблюдения. Видеонаблюдение производится в режиме движения и стационарном режиме, что также повышает незаметность робота. Запись видео со всех камер охранного робота производится в течение всего времени как на встроенный накопитель, так и облачное хранилище

Читайте также:  Стэнфордские ученые создали нейрокомпьютер, работа которого подражает работе головного мозга

_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «СИМВОЛ НАУКИ» № 03-2/2017 ISSN 2410-700Х_

используя Wi-Fi сеть.

Система панорамного видео наблюдения состоит из четырех камер, расположенных таким образом, чтобы обеспечить круговой обзор.

Каждая камера снабжена светодиодами инфракрасной подсветки для работы в ночное время, датчиком освещенности для калибровки систем обработки информации с камер и датчиком присутствия (инфракрасный приемник), реагирующим на все малейшее движения в секторе ответственности.

Режим детекции движения реагирует на различного рода проявления движения в зонах действия системы панорамного видео наблюдения из неподвижного состояния. Обработку информации с камеры и датчиков движения осуществляет система распознавания движения. В ночное время автоматически включаются светодиоды инфракрасной подсветки.

Четыре встроенных микрофона, расположенных по бортам робота, позволяют обнаружить объект движения при подозрительном шуме – чуть различимый шёпот или тихий звук шагов, находящийся вне зоны системы панорамного видео наблюдения.

Совет

После обнаружения движения, робот активирует режим оповещения о тревоге, информируя своего хозяина о событии посредством средств интернет коммуникации (смс, электронная почта).

Режим слежения за объектом включает в себя детекцию движения. Для слежения за объектом используется поворотная камера системы визуального позиционирования. Выделив объект система распознавания движения осуществляет масштабирование объекта и разворот камеры в направлении объекта движения до выхода его из зоны видимости из стационарного состояния.

В состав системы визуального позиционирования входит камера на гиростабилизированной платформе для компенсации тряски в процессе движения и ультразвуковой датчик. Камера имеет зум и поворотный механизм осуществляющий поворот объектива в двух плоскостях.

Режим движения за объектом включает в себя режим слежения за объектом.

Используя план помещений, данные полученные от камер и ультразвукового датчика, входящий в состав системы визуального позиционирования, робот-охранник определяет свое собственное положение и положение выделенного объекта.

В процессе наблюдения за объектом вычисляется его вектор движения в системе координат связанной с роботом, по которому робот-охранник начинает движение до тех пор, пока объект не покинет зону видимости.

В режиме патрулирования робот автономно двигается по заранее заданному маршруту под контролем системы управления движением с автоматическим обходом препятствий и возращением на заданную траекторию. Путь движения задается однократным проходом робота под управлением хозяина.

В состав системы видео вождения входит две камеры: курсовая камера на гиростабилизированной платформе и камера опорной проходимости.

Любое движение, обнаруженное системой распознавания движения на охраняемой территории, повлечет наведение камеры системы визуального позиционирования и оповещение о тревоге.

Обратите внимание

В состав системы управления движением входят силомоментные датчики расположенные в каждом звене необходимые для реализации обратных связей, датчики давления, установленные в каждой стопе для получения информации об контакте с поверхностью и величине давления. В процессе движения задействуется подсистема стабилизации движения для работы, которой необходим 3-х осевой гироскоп, и акселерометр вмонтированный в корпус робота.

Режим распознавания хозяина осуществляет детекцию лиц. Если появляется человек в зоне видимости робота-охранника, предпринимается попытка распознавания его лица. В случае успешного распознавания, лицо сравнивается с базой данных лиц, заложенной заранее. Если объект идентифицирован, робот не предпринимает никаких действий. В противном случае активируется режим оповещение о тревоге.

Режимы удаленного видеонаблюдения и режим ручного управления позволяют в любое время подключится к роботу посредством Wi-Fi для просмотра видео с камер в режиме реального времени и переместить робота в заданную позицию жилого помещения.

Рисунок 7 – Функционально структурная схема бытового робота-охранника

Заключение

Проведён анализ существующих шасси домашних роботов. Предложена уникальная конструкция шагающего робота, позиционируемый как сервисный робот для работ по дому. Сформирована структура домашнего робота. Определен набор функций робота-охранника на базе шагающего движителя. Список использованной литературы:

Источник: https://cyberleninka.ru/article/n/domashniy-ohrannyy-robot-na-baze-shagayuschego-dvizhitelya

Robovision: австралийские ученые разрабатывают роботов, обладающих способностью визуального восприятия окружающего мира

19:56

Московский цифровой форум оконфузился, еще не начавшись

19:44

Вместо внимания презрение: неадекват Белковский и его новая больная фантазия

15:16

The Hill (США): может быть, Роберт Мюллер, на самом деле, расследует сговор с участием Украины?

15:15

Россия готова возобновить работу с Индией по истребителю пятого поколения

15:15

Упавшие в море ракеты С-400 уже ищут США и Великобритания

15:14

Коротко по Венесуэле. 25.02.2019

15:13

Государственные испытания модернизированного танка Т-90М находятся на завершающей стадии

15:13

Модернизированный танк Т-80БВМ с усиленной защитой

15:10

Украина опять рвется в Керченский пролив

15:09

В Британии готовятся к разрушению политической системы накануне “дня Б”

15:08

О выборах в Молдавии

15:08

Fox News (США): Россия заплатит высокую цену за нарушения договора о контроле над вооружениями

15:07

Не святые угодники

15:02

Парасюк зрадил майдан

15:01

Firefly Aerospace получит стартовую площадку на мысе Канаверал

15:01

Певица Maruv ради участия в “Евровидении” готова отказаться от гастролей в РФ

15:00

Эстонский провал: абсурдная речь президента страны

14:59

Странная новость: россиянин через суд потребовал с Дмитрия Медведева миллион из-за повышения пенсионного возраста

14:58

Какая прекрасная мебель останется в этих полях! Поляки украли мой багаж

14:54

Сомалийский казус: “failed state” и система безопасности

14:52

Лавров: Россия не позволит США разговаривать с собой как с учеником

14:52

Индия и Пакистан: диалог невозможен?

14:51

ВКС России начали громить позиции боевиков в Сирии

14:50

Евросоюз задумался о переносе Brexit на 2021 год

14:48

Российская супер-подлодка может обладать уникальными возможностями

14:47

«Украинский вопрос»: Как Венгрия оказалась смелее России!

14:46

А война сама будет решать, начинаться ей или нет

14:45

Макаревичи и невменяемость

14:43

«Главное — Порошенко воюет с Россией». Во что верят политические украинцы

14:41

Социальная часть послания Президента: конкретные меры по улучшению жизни или популизм?

14:37

Венесуэла: г**но оказалось жидким…

14:33

«Хаябуса-2» впервые коснулся астероида

14:33

Стеклянная горка на небоскребе

14:30

Как «лицо эстонской армии» превратилось в «агента ГРУ»

14:28

О модернизации танкового парка США

14:28

«Приземлить» парочку F-35: почему США не решаются на вторжение в Венесуэлу

14:25

США. Толерантность, которой на самом деле нет

14:25

Алита

14:20

Опозорившийся на весь мир «Дональд Кук» пришвартовался в порту Одессы

14:14

Вейпы и электронные сигареты подведут под «антитабачный закон»

14:13

Почему Памела Андерсон обратилась к Владимиру Путину

14:10

За скобками Послания, или Недостающий комментарий

14:09

Командир ополчения раскрыл неизвестные факты “Крымской весны”

14:07

Гастрономическая истерика русофоба

14:06

Мастер агитации

Источник: https://tehnowar.ru/17220-robovision-avstraliyskie-uchenye-razrabatyvayut-robotov-obladayuschih-sposobnostyu-vizualnogo-vospriyatiya-okruzhayuschego-mira.html

Компьютерное зрение

О значимости компьютеров в нашей жизни говорить уже бессмысленно – она очевидна любому. Но это – капля в море по сравнению с их ролью в скором будущем.

И важнейшим барьером, который вот-вот будет взят, являются системы компьютерного зрения, которые смогут распознавать практически произвольные объекты, попавшие в поле зрения камеры, позиционировать их в 3х-мерном пространстве, и выдавать информацию о реальном мире примерно в таком формате, в каком сегодня она хранится в 3х-мерных играх – в виде набора объектов с указанными типами, размерами, координатами в пространстве, скоростями движения, и т.п.

Чтобы понять, как это будет сделано, обсудим сначала проблемы современных систем, работающих в этой области.

Когда речь идет о распознавании чего-либо компьютером, то первый вопрос, который возникает – это формальные критерии, некая формула, в которую можно подставить значения яркости пикселей в какой-то области, вычислить некоторое значение, и если получился, скажем, 0 – то выдать “объект не найден”, а если 1 – то “объект найден”.

Такого рода критерий несложно ввести, если нам нужно найти, допустим, светлую точку на темном фоне. Сложнее, если нужно найти геометрическую фигуру заданной формы. И практически невозможно, если речь идет о каком-то сложном объекте (например, для лица такую формулу человек написать не может).

Рассмотрим подробнее, как это происходит на примере нескольких видео:

Вот в этом видео каждый распознаваемый объект должен находиться на прямоугольном белом листе бумаги.

Если присмотреться внимательно, то распознавание происходит только тогда, когда белый прямоугольник окружен темным фоном, и не работает, если это условие нарушено.

Тут все ясно – написать алгоритм, который находит такие объекты, действительно несложно. А дальше нужно просто сопоставить изображение, полученное с камеры, с изображением в базе – это вообще элементарно.

Вот еще одна система похожего типа, только еще более простая:

Тут может возникнуть ощущение, что система “видит” этого человека. Но… Всмотритесь внимательно в фон: он абсолютно неподвижный и светлый.

Важно

Достаточно запомнить, как этот фон выглядит, “вычесть” его из видеопотока, отфильтровать шум, обвести все что отличается малиновой линией – и мы получим как раз систему такого типа. Абсолютно ничего сложного, задача на день-два работы.

На похожих принципах работают системы, отслеживающие маркеры (маркер – это специальная контрастная, иногда цветная картинка, для которой создателям удалось придумать надежный алгоритм распознавания).

Однако есть системы, которые на первый взгляд мало чем отличаются от описанных выше, но при этом обладают куда большим потенциалом.

Они также начинают свою работу с выделения простых элементов, но они не пытаются найти такой элемент, который сразу “накроет” объект целиком.

Вместо этого, они распознают специфические конфигурации этих элементов, и именно по их расположению определяют, где находится тот или иной объект. Классикой в этой области уже стал SIFT (Scale-Invariant Feature Transform):

Хотя и он не лишен ряда недостатков – пожалуй, главным является то, что ключевые элементы, на которые он опирается, достаточно неустойчивы, и могут существенно искажаться при съемке на камеры разного типа. Это несложно заметить, поискав в сети ролики, демонстрирующие SIFT – действительно хороших среди них немного.

Есть несколько альтернативных подходов к выделению ключевых признаков, над одним из них работает и ваш покорный слуга:

На этом видео мы выделяем только прямые линии и круги – и довольно неплохо, должен заметить.

Совет

Ролику уже полгода, сейчас мы продвинулись дальше, и умеем столь же качественно находить произвольные кривые 2го порядка, но по ряду соображений соответствующее видео появится в сети позднее.

И, конечно, подобная система мало чего стоит без распознавания конфигурации этих кривых – но, я думаю, мы через некоторое время справимся.

Итак, системы компьютерного зрения в ближайшее время перейдут в качественно другое состояние – они станут универсальными (т.е. не заточенными под распознавание узкого класса объектов), и по своим способностям приблизятся к человеческому зрению. К чему это приведет?

Конечно же, к мировому госп… э… то есть, к значительному увеличению способностей роботов. Наконец-то появится практический смысл в этих сложных, но на сегодняшний день бесполезных в обычной жизни, андроидах.

Когда робот будет способен визуально оценивать окружающую обстановку, его функциональность станет действительно значительной – он сможет без контроля человека выполнять “простые задания” (простые с человеческой точки зрения, но никак не с точки зрения современного разработчика роботов).

Системы, заменяющие водителя, смогут действительно заменить водителей (заодно существенно вырастет пропускная способность дорог, т.к. они все смогут координировать свои действия – хотя конечно это не за один день произойдет). “Умный дом” сможет стать и правда умным …

Читайте также:  Руководители компаний предпочитают роботов

ну, или, по крайней мере, убедительно сделать такой вид. И я уверен, что самого главного я сейчас не назвал – но в данном случае фраза “поживем – увидим” вполне годится. Уже скоро 🙂

P.S. вот тут лежит моя небольшая публичная лекция на эту тему, на русском: http://www.youtube.com/watch?v=Cl81eX18PAk

Источник: http://trendclub.ru/6482

Robovision: австралийские ученые разрабатывают роботов, обладающих способностью визуального восприятия окружающего мира

Группа исследователей-робототехников из университета Квинсленда, Австралия, занимается сейчас разработкой ряда роботов, которые будут обладать не просто способностью различать объекты на изображениях, получаемых их камерами, а визуально воспринимать окружающий мир, делая это почти таким же образом, как это делают люди.

И первые такие роботы, снабженные функциями зрительно-моторной координации движений и способные обрабатывать всевозможные визуальные образы, уже скоро смогут работать рядом с людьми, взяв на себя выполнение даже самых сложных задач.

“Способность восприятия сложной окружающей среды делает наших роботов совершенно отличными от всего того, что было сделано ранее” – рассказывает профессор Питер Корк (Peter Corke), директор австралийского Центра робо-видения (Australian Centre for Robotic Vision), – “Новые возможности позволят роботам выйти за пределы стен промышленных предприятий и внедриться в самые различные области деятельности человека. И Бакстер является авангардом этой новой волны роботов, обладающих возможностью восприятия окружающего мира”.

В настоящее время робот по имени Бакстер (Baxter) способен различать все основные цвета и выполнять простые задачи, такие, как сбор спелых овощей и фруктов.

“Но реальный мир намного сложнее, нежели сейчас может воспринимать наш робот, и роботу необходимо научиться делать это как человек, который взглянув на изображение, может интерпретировать то, что находится на изображении” – рассказывает Питер Корк, – “Технология компьютерного восприятия пока находится еще в “младенческом” возрасте, тем не менее, когда-нибудь мы или наши последователи доведут ее до ума”.”Термин восприятие подразумевает намного большее, нежели простая обработка изображений с целью выявления объектов на нем. Восприятие – это очень сложный процесс, плотно связанный с памятью и действиями, который может дать роботу понимание того, как, где и зачем им требуется выполнить определенные действия, в которых задействованы видимые им объекты. Кроме этого, восприятие должно обеспечивать быструю и непрерывную обратную связь для контроля всех выполняемых действий”.

Кроме робота Бакстер исследователи разрабатывают еще целый ряд роботов, способных в какой-то мере воспринимать окружающий мир.

Обратите внимание

Один из этих роботов, Agbot II, может осматривать, опылять и собирать урожай различных сельскохозяйственных культур.

Другие роботы стараются воспринять окружающую среду через составление подробнейших трехмерных карт, используя которые роботы могут передвигаться по помещениям, избегая препятствий и даже водить игрушечные автомобили.

В будущем такие роботы смогут самостоятельно объединяться в команды, учитывать погодные условия, принимать самостоятельные решения и взаимодействовать с другими устройствами, которыми управляют живые люди.

Принимая все это во внимание, профессор Корк прокомментировал некоторые предостережения о том, что высокоинтеллектуальные роботы и автоматические системы представляют собой угрозу для человечества: “Появление роботов, обладающих интеллектом начального уровня и индивидуальными чертами, можно ожидать минимум через 10-20 лет.

А злые умные роботы, которых мы часто видим в научно-фантастических фильмах, гуманоидной формы, быстрые, умные и обладающие высоким интеллектом – это вообще пока лишь предмет фантастической беллетристики”.

Понравился наш сайт? Присоединяйтесь или подпишитесь (на почту будут приходить уведомления о новых темах) на наш канал в МирТесен!

1

Показы: 1 Охват: 0 Прочтений: 0

Источник: http://emc2.mirtesen.ru/blog/43309935690/Robovision:-avstraliyskie-uchenyie-razrabatyivayut-robotov,-obla

Роботы, прокладывающие путь к созданию искусственного человека – Мир прогнозов

Пока мы пока можем создавать андроидов – гуманоидных роботов , неотличимых от биологических людей, но это не означает, что мы не будем пытаться. Представляем вам десять роботов, которые существуют в реальности и которые прокладывают путь к достижению этой желаемой футуристической вехи.

Для того, чтобы создать «идеального» человекоподобного робота, машине необходимо иметь три качества: ей нужно двигаться, выглядеть и действовать как человек. Пока нет ни одного робота, отвечающего всем этим условиям, и мы пока что довольно далеки от наступления зловещей долины андроидов.

Тем не менее существуют роботы, отвечающие хотя бы одному или паре этих критериев. Что довольно неплохо. В конце концов, робототехники могут объединить свой опыт и произвести первое поколение сверхреалистичных гуманоидов. Роботы, о которых речь пойдет ниже, приближают нас к этой заветной цели.

PETMAN

 Робот PETMAN разработан Boston Dynamics (с помощью Министерства обороны США). Он очень реалистичный робот-гуманоид, использующийся для тестирования защитной одежды.

Датчики, находящиеся в искусственной коже робота способны обнаруживать любые химические вещества, которые просачиваются через костюм, и его высокотехнологичная кожа имитирует физиологию человека внутри костюма, производит пот и регулирует температуру.

В конечном итоге этот костюм станут носить работники экстренных служб, поэтому PETMAN’а тестируют в самых суровых условиях. Новая усовершенствованная модель робота способна самостоятельно балансировать и свободно ходить, двигаться и тому подобное. Это  очень реалистичный и интересный робот, но при этом довольно пугающий.

Джунко Чихира

Трехъязычного андроида под названием Джунко Чихира разрабатывает компания Toshiba. В отличие от PETMAN и некоторых роботов в нашей подборке, это не самый гибкий андроид в мире, но она имеет невероятные навыки взаимодействия, а кроме того умеет делать выражение лица довольно похожее на человеческое.

в настоящее время она работает на набережной Токио в информационном туристическом центре, где встречает посетителей на английском, японском и китайском языках.
Джунко Чихира включает технологию синтеза речи компании Toshiba, позволяющую ей общаться на трех языках.

Ее разработчикам хотелось бы снабдить ее технологией распознавания речи позднее в этом году, чтобы она смогла отвечать на вопросы туристов. Сефйчас единственный способ общения с ней —это при помощи клавиатуры.

Двуногий робот SCHAFT

Источник: http://www.MirPrognozov.ru/prognosis/science/robotyi,-prokladyivayushhie-put-k-sozdaniyu-iskusstvennogo-cheloveka/

Аналитический обзор на тему «интеллектуальные» роботы – часть 1

Первый закон робототехники гласит: «Робот не может

причинить вред человеку или своим бездействием

допустить, чтобы человеку был причинен вред».

(А. Азимов)

РОБОТ – автоматическое устройство, предназначенное для осуществления производственных и других операций, обычно выполняемых человеком. Робот может иметь, какой угодно размер или форму, и работать в каком угодно режиме. Для описания автоматических устройств-роботов, не имеющих внешнего сходства с человеком, часто используется термин “автомат”.

После впечатляющих успехов, достигнутых во второй половине двадцатого века при успешном внедрении промышленных роботов в процесс автоматизированного производства различной продукции, в настоящее время можно говорить о переносе центра научных исследований в область создания автономных роботов. Здесь нужно упомянуть космических роботов для изучения поверхности небесных тел Солнечной системы, роботов для подводных исследований. В ходе борьбы с терроризмом возникла острая необходимость в роботах, предназначенных для разминирования подозрительных предметов в местах скопления людей. Нужны «умные» роботы, которые могут без помощи оператора тушить пожары, самостоятельно передвигаться по заранее неизвестной пересеченной местности, выполнять спасательные операции во время стихийных бедствий, технологических аварий и т.п.

Такие роботы должны быть не просто телеуправляемыми механизмами, а иметь систему управления с элементами искусственного интеллекта.

Интеллектуальной системой в технике называют системы, которые работают не по жестко заданной программе (циклограмме), а принимают решение на основе заложенных в них правил, таким образом способные к самообучению, самостоятельному анализу окружающей обстановки и принятию решений. Например, правил, регламентирующих обход препятствий на пути.

Дело в том, что задачи, которые человек решает, даже не задумываясь (например, обход стула на пути к двери), для технической реализации могут оказаться достаточно сложными. Для решения именно этих задач предлагается использовать интеллектуальные подходы.

Важно

С 1960-х годов управляемые компьютерами устройства используются для обработки радиоактивных материалов и опасных, утомительных или рутинных технических работ.

Применения роботов исчисляются уже сотнями, и этот перечень продолжает расти.

Бионика (применение принципов и структур живой природы к искусственным системам) породила такие роботы, как электронный стимулятор сердца, искусственные сердце и почка, протезы.

В последнее время появились роботы, оснащенные упрощенными формами зрения и ощущения; они имеют память и могут принимать простые решения.

В будущем роботы будут работать в домах, на заводах, в лабораториях, больницах и т.д. Каким бы ни был их внешний вид, роботы будут выполнять все больше и больше функций живых организмов.

Конечным результатом в этом направлении станет АНДРОИД – робот, подобный человеку по виду и действиям.

”Возможно ли существование роботов? И если, да, так ли нам это нужно? Механические устройства с пружинами, разными приспособлениями и храповиками, конечно, могут заставить похожие на людей машины действовать похоже на людей, но суть хорошего робота заключается в его способностях думать – причем так, чтобы он мог быть полезным без постоянного надзора со стороны человека.

Роботам не нужно быть слишком умными, чтобы быть достаточно умными. Если робот сможет исполнять простые приказы и делать работу по дому, то есть управлять несложными машинами вроде кухонного комбайна, – иными словами, эффективно заниматься однообразной работой, – нас это полностью удовлетворит.

Тот, кто учится у машины, будет одновременно и учить ее. Люди, которые с удовольствием занимаются интересующими их вопросами, склонны думать, наблюдать, размышлять, ставить эксперименты и время от времени изобретать нечто новое, неизвестное до них”.

А.Азимов

С давних пор люди живут надеждой сделать человека более совершенным. Во-первых, развитием его физических способностей. Вспомним, например, о древнегреческих  Олимпийских играх.

Во-вторых, применением приспособлений, позволяющих воспользоваться энергией внешних источников: ветром, течением воды, излучением солнца, электричеством и т. д.

Совет

Понимая слабость человеческого организма, они пытались создать подобие человека, но из менее нежного и уязвимого материала.

Изобретения Архимеда, Аристотеля и Герона Александрийского было достаточно для того, чтобы первый робот появился более 2 000 лет тому назад. Именно тогда же и появился термин «андроид» и уже создавались сложные автоматы.

Например, римский поэт Клавдий упоминает об автомате, изготовленном Архимедом (около 287 – 212 до н. э.). Он имел форму стеклянного шара с изображением небесного свода, на котором воспроизводилось движение всех известных в то время небесных светил.

Шар вращался непрерывно сам.

В средние века уровень развития индийской, китайской, арабской механики был весьма высок. Например, в 1206 г. механик араб ал-Джазари в «Книге о познании хитроумных механических приспособлений» объяснил принципы устройства разных автоматов.

Но особенно интересен период, называемый эпохой Возрождения, когда математику, механику и астрономию, как и в «античные» времена, стали относить к разряду благородных наук. Благоприятные условия для возрождения традиций античной механики создались в Италии. Там работали многие инженеры Возрождения.

Наиболее известен Леонардо Да Винчи (1452 – 1519), приложивший усилия к разработке применимых к нуждам общества механизмов. В процессе их усовершенствования он искал также путь к снижению трудоемкости современных ему технологий.

Читайте также:  Cybathalon 2016 - аналог олимпийских игр для людей-киборгов

Рукописи Леонардо да Винчи содержат массу замыслов и идей, ряд из которых был реализован только через 250 лет после смерти. Это автоматическая прядильная машина, устройство для стрижки овец, машинка для изготовления иголок.

Автоматы, измеряющие время, были первыми автоматами, созданными для практических целей. Известно, что механические часы появились ещё в VI в. нашей эры. В XI в. их совершенствование привело к появлению циферблата и часовой стрелки.

Обратите внимание

Вершиной мастерства часовщиков явилось создание механизмов, позволяющих имитировать некоторые движения людей и животных.

Этим механизмам придавали внешний вид живых существ, а с помощью множества рычагов, шестеренок, барабанов со штырями, пружин осуществлялись движения.

В XVIII веке было построено много механических кукол. Лучшие из них вошли в историю. К ним относятся автоматы французского механика Жака де Вокансона (1709 – 1782): флейтист, который играл 12 различных пьес и по-настоящему дул во флейту, а тоном звучания управлял с помощью пальцев; бронзовая утка, поражавшая современников тем, что она выполняла в точности все движения птицы[Егоров, 1990].

Известные игрушки были построены отцом и сыном Пьером и Анри Дро – швейцарами. Были созданы часы, механизм которых приводил в действие целую сцену с большим числом движущихся фигур. С большим искусством они мастерили человекоподобные устройства, способные выполнять разнообразные действия.

Особенно известна одна из кукол – писец; ее можно было даже запрограммировать таким образом, чтобы она писала любой текст, правда, не более чем 40 букв. Также они изобрели и построили еще и музыкантшу.

Музыкантша играла на фисгармонии, ударяя пальцами по клавишам; играя, она поворачивала голову и следила глазами за положением рук, и грудь ее поднималась и опускалась, как будто она дышала. [Артоболевский, 1977]

В 1827 г. на Невском проспекте в Петербурге Антоном Макаровичем Гамулецким был открыт «Храм очарований, или механический, физический и оптический кабинет». Чудеса в этом храме начинались прямо на лестнице.

Над ее верхней площадкой парила позолоченная фигура женщины с валторной в руке, и, если кто-нибудь входил на площадку лестницы, она подносила инструмент к губам и начинала играть, шевеля пальцами естественным образом.

У входа в зал стояли механические слуги, которые кланялись входившему. В зале стоял волшебный диван. Если кто-нибудь садился на него, то открывалась боковая дверь, звучала музыка, слуга-автомат выносил поднос с напитками и ставил его на стол перед гостями.

Важно

Во всех помещениях храма происходили чудеса: лаяли механические собаки, ползала неживая змея, черная кошка выгибала спину и терлась о ноги посетителей[Егоров, 1990].

В XX веке люди начали активно использовать электричество и электронику для построения, в том числе и человекоподобных игрушек (андроидов).

В 1929 г. на радиовыставке в Париже демонстрировалась электрическая собака. Когда ее освещали, она начинала двигаться на свет и лаять. Если лампочку отводили в сторону, не переставая освещать собаку, последняя поворачивалась и продолжала лаять, двигаясь к источнику света.

Робот англичанина Дениса Уестона, снабженный телевизионной системой, радиоприемником и радиопередатчиком для дистанционного управления, выполняет до 180 команд, прогуливает по улице ребенка в коляске, не ошибаясь в маршруте.

В 1966 г. преподаватель техникума Б. Н. Гришин из г. Калуги создал автоматического робота-секретаря «АРС». Такой робот отвечает на телефонные звонки, в определенное время включает телевизор, радиоприемник, следит за освещением, поддерживает определенную температуру в квартире, встречает гостей, предлагая прохладительные напитки.

К 1946 г. на электротехническом факультете Пенсильванского университета США была запущена первая ЭВМ, названная ЭНИАК. Построенная на 18 тысяч электронных ламп, она занимала большое помещение площадью около 200 квадратных метров, весила около 30 тонн и требовала 175 киловатт энергии.[Егоров, 1990]

На первом этапе развития современной робототехники роботы представляли собой простые, легко перестраиваемые автоматические манипуляторы, работающие по жесткой программе.

Операции он выполнял только при неизменных, заранее заданных положениях оборудования. Он не в состоянии оценить изменение обстановки и принять соответствующее решение.

Таких роботов относят к роботам первого поколения.

Идея создания робота, способного иметь различные чувства, первоначально была выдвинута в 1956 г. американским кибернетиком К. Шенноном, работающим в Массачусетском технологическом институте. Аспирант института Г.

Эрнст предложил реализовать эту идею и сконструировал руку-манипулятор, которая способна воспринимать различный ощущения. В качестве управляющей системы он использовал ЭВМ.

Совет

Рука Эрнста собирала разбросанные по поверхности стола кубики и укладывала их в ящик.

Роботы, оснащенные комплексом сенсорных средств, позволяющих получать информацию об изменяющихся свойствах внешней среды, относят к роботам второго поколения.

Такие роботы, способные иметь различные чувства, могут выполнять различные операции в условиях заранее неизвестных изменений окружающей обстановки, приспосабливаться к ним. Функции оператора сводятся к оценке обстановки, принятию общего решения и выдаче роботу целевых указаний на языке команд.

При этом последовательность работы исполнительных устройств робот выбирает сам, непрерывно адаптируясь к окружающей среде и к своему внутреннему состоянию.

Дальнейшее развитие робототехники шло путем усовершенствования функциональных возможностей роботов за счет внедрения систем управления на базе микро ЭВМ, использования средств очувствления.

С 1960 г. по 1970 г. создавались так называемые интегральные роботы, содержащие манипуляторы, управляющие ЭВМ, различные средства очувствления и общения с человеком-оператором. Такие роботы относятся к роботам третьего поколения.

Роль человека в управлении ими сводиться лишь к принципиальному анализу обстановки, принятию решений, носящих обобщенный характер, и выдаче целевых указаний.

Роботы третьего поколения обладают высокими информационными возможностями, достаточными для реализации самостоятельного пространственного перемещения. Они могут планировать свои действия.

Обратите внимание

Одним из первых роботов такого типа стал робот «Шейки» Стенфордского исследовательского института (США, 1969 г.).

Этот робот был снабжен телевизионной камерой, приводами колес и управлялся с помощью ЭВМ, обмен информацией, с которого осуществлялся по радио. Он мог действовать в помещениях, где находилось лишь несколько недеформируемых предметов простейшей формы.

Робот обеспечивал выполнение задания, даже если оно было сформулировано в самом общем виде голосом человека-оператора. [Соловьева, 2000]

Рис 1. Mind map “история развития роботов”

Рис 2. Mind map “классификация роботов”

Источник: http://kavayii.blogspot.com/2010/03/1.html

10 навыков, которыми никогда не будут обладать роботы

Роботизация происходит уже давно. Традиционно автоматизировались низкооплачиваемые и неквалифицированные виды деятельности, что улучшало экономическое положение людей в целом. Сегодня ситуация изменилась.

Согласно исследованию профессора Массачусетского технологического института Дэвида Отора (David H.

Autor), компьютеризация происходит в профессиях среднего уровня, и именно в этом сегменте исчезает больше всего рабочих мест.

Алгоритмы уже научились писать новости и даже художественные книги, диагностировать болезни и водить машины. Разные прогнозы пугают нас перспективами остаться без работы.

Но паниковать не стоит. Роботизация не только уничтожает рабочие места, но и создаёт новые профессии. Кроме того, меняется характер деятельности человека. Чтобы оставаться конкурентноспособным на рынке труда, нужно обратить внимание на навыки, которые будут востребованы в условиях автоматизации.

1. Комплексное решение проблем

В будущем важно будет не просто производить тот или иной объём работ. Экологические, этические и социальные вопросы становятся всё более актуальными с каждым годом, и ответить на них сможет только человек. Умение ставить задачи и условия для команд людей и роботов с учётом комплексного анализа ситуации и различных типов проблем в любой сфере деятельности будет одним из главных навыков.

2. Критическое мышление

Объективная и глубокая оценка важна при принятии решений. Искусственный интеллект может помогать людям анализировать данные, но делать окончательные выводы и составлять план действий остаётся прерогативой человека. Чтобы преуспеть в этом, необходимо развивать критическое мышление.

3. Креативность

Роботы чаще выполняют рутинные операции и сложные вычисления, что открывает людям простор для творчества. Решение креативных задач не только востребовано на рынке, но и приносит удовлетворение от выполнения. А творческое мышление всё-таки недоступно для машин.

4. Управление людьми

В каждой компании необходимы мотивирующие лидеры, создающие лояльность в команде. Для работы с людьми нужно обладать эмпатией, интуицией и отличными коммуникативными навыками. Всё это роботы освоить не в состоянии.

5. Координирование

Коллаборация — залог успеха в мире будущего. Для создания инновационных продуктов и достижения целей команды должны работать вместе. Иногда к ним будут присоединяться роботы.

Но за человеком останется роль координатора совместной деятельности, ведь в условиях высокого темпа работы и большой конкуренции важно быстро реагировать на непредсказуемые ситуации и принимать нестандартные решения.

6. Эмоциональный интеллект

Этот тип интеллекта включает в себя знания и навыки, относящиеся к пониманию самого себя, социальным взаимодействиям и управлению отношениями. Его развитие положительно повлияет на все сферы жизни, в том числе на профессиональную деятельность.

Знание своих сильных и слабых сторон поможет в навигации на рынке труда. А такие навыки, как умение убеждать и создавать комфортную атмосферу, крайне актуальны в современном мире.

7. Рассудительность и принятие решений

Эти навыки связаны с критическим мышлением и эмоциональным интеллектом. Быть рациональным и одновременно прислушиваться к своим эмоциям может только человек. Нужно учиться совмещать эти два навыка и не бояться принимать ответственные решения.

8. Ориентация на услуги

Конечно, часть рынка услуг уже автоматизирована. Но в некоторых профессиях просто необходимо уметь предвосхищать запросы людей, распознавать и удовлетворять их потребности. Несмотря на то, что роботы и компьютерные программы учатся общению, человеку несвойственно по-настоящему доверять им. Здесь важна живая коммуникация, которая по определению недоступна автоматизации.

9. Переговоры

В ведении переговоров важно не просто настаивать на своём, но искать креативные способы получить выгоду для всех заинтересованных сторон. С развитием глобализации и технологических средств коммуникации всё более востребованными будут люди, способные наладить общение и провести успешное согласование для тех или иных проектов.

10. Познавательная гибкость

Развивая гибкость мышления, человек учится подстраиваться под условия окружающей среды и менять образ своих суждений. Этот навык крайне важен для работы в условиях неопределённости. Нужно не бояться перемен, быть открытым к различным культурам и точкам зрения и быстро реагировать на смену ситуации. И главное — не переставать учиться новому.

Взаимовыгодное существование с роботами, а не конкуренция за рабочие места — так выглядит светлое будущее. Чтобы оно наступило, люди должны понять свои сильные стороны, развивать их и оставить для машин то, что те действительно могут выполнять эффективнее.

Источник: https://Lifehacker.ru/10-things-that-robots-cant-do/

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector