Датские ученые создали модульного робота

Оденсе – датский “город роботов”

Программа “Планета бизнеса” отправилась в Оденсе – третий по величине город Дании, который называют “городом роботов”. Его пример наглядно демонстрирует, как быстро развивается отрасль робототехники, и насколько эффективны ее изобретения.

Здесь еще 25 лет назад был создан настоящий кластер стартапов – центр, который оказывает стратегическую и финансовую поддержку молодым инновационным компаниям.

Миккель Кристофферсен, менеджер по развитию бизнеса, Odense Robotics:
Odense Robotics – это группа исследовательских компаний, стартапов и инвесторов. На сегодняшний день, в наших рядах более 100 компаний и более 2 600 сотрудников, работающих в сферах робототехники и автоматизации”.

Серж Ромби, euronews:
“Сейчас мы отправимся на предприятие, которое было создано прямо в этом центре стартапов”.

Этого маленького робота зовут Кубо. Он был задуман и изобретен здесь – в Дании. Его задача: научить детей от 3-х лет азам программирования, чтобы они понимали его язык, могли сочинять музыку, овладели базовыми математическими знаниями.

Томми Отцен, соучредитель компании Kubo Robot:
“Им нужны элементарные знания о кодировании информации и робототехнике. Ведь в будущем с роботами им предстоит работать”.

Обратите внимание

Кубо был изобретен двумя молодыми инженерами, недавними студентами. Они быстро поняли, как эффективно использовать возможности этой отрасли.

Томми Отцен, Kubo Robot:
“В ближайшие три месяца мы будем испытывать этого робота во всех датских школах. А во время летних каникул начнем продавать их по всей Европе”.

Благодаря Odense Robotics, это предприятие смогло быстро привлечь средства из фондов и разработать успешную бизнес-модель.

Томми Отцен, Kubo Robot:
“У этого кластера в Оденсе есть одна уникальная особенность. При поддержке его компаний, даже такое молодое предприятие, как наше, которое совсем не имеет опыта, может создать целую цепь поставок. То есть вместо года, мы потратили всего три месяца на создание такой цепи”.

Серж Ромби, euronews:
“Миккель, главная тенденция развития отрасли – роботы-помощники. Расскажите подробнее, пожалуйста, что они из себя представляют?”

Миккель Кристофферсен, Odense Robotics:
“Робот-помощник призван работать вместе с людьми. Он многофункционален и эффективен для автоматизации малых и средних компаний”.

Сегодня таких роботов насчитывается примерно 10 тыс. Но к 2025 г. это число может возрасти до 700 тыс.. Их производство – ключ к развитию промышленного сектора в Европе. Тем более, что многочисленные европейские фонды активно финансируют исследования в сферах инноваций и робототехники.

Серж Ромби, euronews:
“Миккель, сотни предпринимателей Европы мечтают интегрироваться в отрасль робототехники. Какой совет вы им дадите?”

Миккель Кристофферсен, Odense Robotics:
“Вы знаете, создать предприятие, основанное на робототехнике – вовсе не легко. Поэтому проще примкнуть к такому крастеру, как наш. В нем помогут разработать прототип и бизнес-план, а также найти инвесторов. Мы будем рады принять у себя любые европейские стартапы”.

Серж Ромби, euronews:
Спасибо вам, Миккель. Больше информации вы найдете на сайте программы “Планета бизнеса” и на нашей странице в соцсетях. До скорой встречи!

Источник: https://ru.euronews.com/2017/04/21/how-a-puzzle-based-educational-robot-was-born-in-denmark

Первые роботы и история развития робототехники

В массовом сознании слово «робот» ассоциируется в основном с научными достижениями и идеями 20-21 веков. Особенно часто этот термин мало разбирающийся в технических областях человек встречает в произведениях научной фантастики – романах Айзека Азимова, сериях фильмов «Терминатор», «Трансформеры» и т.д.

Более продвинутые из них еще могут припомнить советские «Луноходы», промышленные или медицинские аппараты, зверо- или человекоподобных роботов из рекламных роликов компании Boston Dynamics.

Однако, как и многие другие великие идеи человечества, концепция автоматизированных механизмов, способных самостоятельно выполнять различные операции, появилась гораздо раньше и прошла длительный путь своего развития.

Определение понятия

Прежде, чем говорить о том, какими были самые первые роботы, следует определить, что именно подразумевается под данным понятием. Это имеет важное значение для понимания развития данной технологии и ее уникальности.

Первое появление слова «робот» относится к 1920 году, когда чешский писатель Карел Чапек употребил его в фантастической пьесе «Rossumovi univerzální roboti (R.U.R)». Там оно обозначало искусственно созданного человека, чей труд использовался на тяжелых и опасных производствах взамен человеческого (robota в переводе с чешского – каторга).

И хотя в этом произведении роботы изготавливались на фабриках из выращенных органических тканей, само понятие впоследствии было популяризировано именно в отношении механических устройств.

Робота следует отличать от простых механизмов и автоматов. Это устройство обладает способностью к более тесному и комплексному взаимодействию с оператором и внешней средой.

Если простой автоматический механизм при выполнении определенного действия слепо следует заранее заложенному в нем алгоритму, то робот способен воспринимать внешние сигналы и в соответствии с ними адаптировать свои действия. Таким образом его взаимодействие с внешней средой становится более гибким, точным и универсальным.

Даже самые первые в мире роботы, о которых будет сказано далее, имели примитивные аналоги органов чувств, без которых это принципиальное отличие было бы невозможным.

У истоков: первые прообразы роботов

Однако история создания роботов тесно переплетается с развитием механики и логически из нее проистекает. Поэтому для ее понимания необходимо углубиться на несколько веков назад, а именно в эпоху античности, когда процветала колыбель наук – Древняя Греция.

В этой стране появились автоматические устройства, созданные для выполнения практических задач и развлечения. В качестве примера можно привести описанную Филоном Византийским механическую женщину-слугу, которая наливала из кувшина вино во вставленный в ее руку стакан.

Древнегреческий математик и изобретатель Архит Тарентский еще в 5 веке до н. э. изобрел деревянного голубя, который запускался в небо с помощью паровой катапульты.

Многие историки технологий считают, что первый робот в истории был создан именно в этот момент, хотя корректнее считать его прототипом крылатой ракеты или реактивного снаряда.

Читайте также:  Как устроены современные роботы?

Еще более сложное и грандиозное автоматическое устройство существовало в научной столице античного мира – великом городе Александрия. На расположенном здесь в начале нашей эры знаменитом Фаросском маяке были размещены величественные женские фигуры.

Они могли указывать направление ветра и движение небесных светил (Солнца и Луны), отсчитывать время и даже сигнализировать морякам об опасности во время шторма или тумана с помощью громкого трубного звука.

В древнегреческом городе Сиракузы на острове Сицилия жил великий греческий изобретатель и ученый Архимед, также прославившийся созданием автоматических механизмов. В частности, ему приписывается создание первого прообраза настоящего боевого робота.

Важно

Устройство под названием «коготь», устанавливаемое на крепостной стене, захватывало длинным крюком осаждавшие город римские корабли, поднимало их в воздух и переворачивало, стряхивая экипаж за борт.

Другой гениальный грек, Герон Александрийский, изобрел первый в истории программируемый автомат. Тележка, вывозившая на сцену механизированные марионетки, управлялась с помощью веревки и колышков.

Изменяя положение последних, Герон регулировал наматывание тросиков на независимые оси повозки, тем самым задавая ей траекторию движения.

Этот принцип в чем-то похож на перфорированные ленты и карты – средства записи и хранения информации, используемые в автоматических станках и ЭВМ вплоть до 80-х годов ХХ века.

История робототехники была бы неполной без достижений других государств того времени. Так, еще в конце 2 тысячелетия до н. э.

, задолго до древнегреческих механизмов, в Древнем Египте жрецы изготовили статую, которая поднятием руки указывала на наследника фараона во время религиозных церемоний.

А в Китае примерно в это же время местные мастера создавали первые прототипы роботов, приводимые в действие силой пороховых взрывов. Великий мудрец Лао-Цзы упоминал о механическом человеке, разработанном для императора на рубеже 1 и 2 тысячелетия до н. э.

И все же именно Древнюю Грецию можно считать родиной робототехники, потому как здесь были не просто построены многие автоматические устройства, но теоретизированы принципы их создания и функционирования.

«Роботы» Средневековья

Вопреки распространенному мнению, Средние века не были эпохой всеобщего упадка и технологического регресса. Наука, в том числе механика, хотя и с некоторой задержкой в первые века после падения античных держав, продолжала свое развитие.

Удивительно, но многие сложные устройства появились на свет благодаря силе, которая в массовом сознании ассоциируется только с мракобесием – а именно Церкви. В те времена католические монастыри были одним из центров научной и инженерной мысли.

В частности, легенды приписывают виднейшему ученому и теологу Альберту Великому создание «механической служанки», которая умела самостоятельно передвигаться и даже воспроизводить речь. Задокументированным, и, следовательно, более достоверным, выглядит свидетельство средневекового архитектора Виллара де Онекура (13 век н. э.

), который в своем труде описал зооморфные механизмы, а также фигуру ангела, поворачивающуюся вслед за движением солнца. К тому же 13 веку относится увеселительный сад в поместье графа Роберта II д’Артуа, заполненный автоматическими обезьянами, птицами и механизированными фонтанами.

Большое развитие механика получила в это время и на Востоке. Византия, практически не затронутая потрясениями Раннего Средневековья, славилась автоматонами, встречавшими иностранных гостей в императорском дворце.

Согласно свидетельствам, около царского трона были расположены два металлических льва, которые умели реветь и бить хвостами, а в кронах деревьев находились механизированные птицы, певшие и щебетавшие на разные голоса.

Совет

В мусульманских странах того времени механика и математика вышли на качественно новый уровень, благодаря чему их мастера создавали удивительные устройства. Так, братья Бану Муса в 9 веке н. э.

изобрели искусственного флейтиста, а видный ученый того времени Али ибн Халаф аль-Маради, живший в 11 веке, в своей «Книге тайн» описал около 30 сложных автоматонов.

Здесь же следует упомянуть и легенду о «железном мужике», созданном придворными мастерами Ивана Грозного.

Согласно ей, человекоподобный механический слуга при дворе русского царя подавал ему чашу с вином и кафтан, подметал пол, кланялся гостям и даже «побивал медведя».

Звучит фантастично, но следует учитывать, что эта легенда основана на письмах голландского купца Йохана Вема – человека крайне прагматичного и не склонного к фантазиям.

Леонардо да Винчи, будучи гением инженерной мысли, в своих зарисовках предложил схемы самых разных механизмов, одним из которых является фигура закованного в латы рыцаря, которая могла двигать руками и шеей, садиться и даже открывать рот.

Собранный образец демонстрировался изобретателем при дворе Людовика Сфорца, герцога Миланского, в 1495 году.

В 20 веке по сохранившимся чертежам была воспроизведена точная и функциональная копия этого устройства, сегодня хранящаяся в Миланском музее.

Новое время: золотой век автоматонов

Однако настоящую популярность и бурное развитие автоматические механизмы получили с началом эпохи Возрождения. Наука, вырвавшись из монополии Церкви, получила дополнительный импульс к развитию, в том числе за счет переосмысления достижения античных ученых. И на первую роль в новой волне старинной робототехники вышли часовщики.

Здесь стоит упомянуть о двух важных изобретениях, которые способствовали развитию технологии автоматонов – пружинному и маятниковому заводным механизмам. До этого подобные устройства приводились в движение гирями, что позволяло создавать только крупные и относительно несложные изделия.

Новые накопители энергии (пружина и маятник) стали настоящим прорывом в миниатюризации автоматических механизмов.

Особенно прославился на этом поприще мастер Жак де Вокансон, который жил в 18 веке – к слову, в детстве обучавшийся в иезуитской школе. Особенную популярность получили два его изобретения:

  • механическая утка, способная взмахивать крыльями, клевать зерно с руки и даже испражняться;
  • автоматический музыкант, умеющий наигрывать различные мелодии на флейте и свирели.
Читайте также:  Как остановить автономных роботов убийц?

Другим известным мастером был швейцарец Пьер Жаке Дро, живший в том же 18 веке и основавший знаменитую часовую компанию Jaquet Droz. В то время он прославился не только своими хронометрами, но и множеством сложнейших устройств, среди которых особенно известно три его творения:

  • «Писарь» – автоматическая фигура мальчика, содержащая около 4 000 деталей, была способна написать любой текст из 40 знаков, самостоятельно макая перо в чернильницу;
  • «Художник» – похожий автомат, только вместо текста наносивший на бумагу различные рисунки, например портреты людей, изображения животных и т. д.;
  • «Девушка-музыкант» – автомат в виде органистки, который умел наигрывать на небольшом органе 5 различных мелодий, при этом двигая головой и телом, а в конце выступления изящно кланяясь.

Отличительной чертой этих автоматонов была возможность их программировать, для чего использовались барабаны или диски с насечками, в которых была закодирована последовательность действий.

Поменяв их расположение, мастер мог заставить свои устройства написать различные тексты, сыграть другую мелодию и т. д.

И все же утверждать, что именно он создал первого робота, нельзя – его механизмы еще слишком мало взаимодействовали с внешней средой, а их функции были сугубо развлекательными.

Технология создания подобных устройств получила широкое распространение не только в Европе, но и мире. В конце 18 века в Японии была создана автоматическая девушка, способная стрелять из лука.

Обратите внимание

В Эрмитаже выставлены знаменитые часы с павлином, купленные Екатериной Великой в Британии.

Вклад российских мастеров здесь тоже есть – при перевозке в Россию механизм сильно повредился, но знаменитый изобретатель Кулибин смог полностью восстановить его.

Изготовление автоматонов развивалось по пути не только усложнения, но и миниатюризации устройств.

Если первые образцы таких механизмов занимали достаточно много места, то к 19 веку их часто умещали в карманные часы.

В основном это были сугубо развлекательные устройства, изготавливаемые для аристократов, передвижных цирков, выставок и т. д. Однако пройдет совсем немного времени, и автоматы начнут помогать людям.

Современный этап развития робототехники

Механические игрушки-автоматоны изготавливались часовщиками вплоть до начала 20 столетия. Их главным недостатком был сильно ограниченное время действия и слабость из-за особенностей пружинного заводного механизма.

Однако развитие технологии электричества дало человечеству новый источник энергии, которым можно было питать устройства гораздо более продолжительное время. В то же время начинаются и первые попытки заставить сложные механизмы работать на человека, заменяя его труд на производстве.

Уже в 1808 году французский ткач Жозеф Мари Жаккар изобрел ткацкий станок, программируемый с помощью перфокарт. Пока это был еще не робот – скорее, аналог современных автоматизированных линий.

Но именно в нем впервые в промышленности был реализован принцип программирования, на котором держится современная робототехника.

Параллельно совершенствовались и способы управления – в частности проводной и радиоволновой. В 1898 году Никола Тесла впервые продемонстрировал самоходную лодку, управляемую дистанционно с помощью радио. Одновременно вместо сложных механических приводов устройства начали обзаводиться более простыми, мощными и миниатюрными электрическими двигателями.

Уже к началу 20 века сформировались все условия, обусловившие создание первых роботов. Электрический ток стал не только источником питания, но и средством получения, передачи и обработки информации.

Сложно сказать, когда появился первый робот в современном понимании этого слова. Многие компании и отдельные разработчики тех времен вели работу в области создания подобных машин.

В 20-30-е годы прошлого века было разработано более 30 механизмов, соответствующих требованиям полноценной робототехники.

И все же считается, что человек, создавший первого действующего робота – американский инженер Рой Уэнсли из корпорации Westinghouse Electric Company.

Важно

Разработанный им в 1928 году механизм под названием «Герберт Телевокс» представлял собой человекоподобную машину, способную открывать двери и окна, отключать духовку, электродвигатели и т. д.

Важнейшим отличием этого изобретения от автоматонов являлось умение отвечать и реагировать на команды, подаваемые ему по телефону. При этом робот был не подключен к линии напрямую – он, подобно человеку, с помощью встроенного микрофона слушал приказания.

Из-за несовершенства технологий того времени эти команды представляли собой не обычную речь, а определенную последовательность гудков, писков, скрежетов и других звуков различной тональности.

Первенство Роя Уэсли оспаривает Макото Нисимура – японский ученый-биолог, создатель первого действующего робота в Японии (1929 год).

Этот управляемый по проводам антропоморфный механизм был способен по командам выполнять различные манипуляции руками, в частности писать.

Еще одним претендентом на роль родоначальника роботов был Эрик, разработанный в том же 1928 году британским военным Уильямом Ричардсом. Механизм мог не только двигать конечностями, но и «осмысленно» отвечать на ряд вопросов, при этом даже умудряясь отпускать шутки.

Однако эти и многие другие роботы предназначались для демонстрации научных достижений, но не для практической деятельности.

Возникновение робототехники в производстве или сельском хозяйстве произошло позже, потому как такая работа требовала качественно нового уровня технологий.

Хотя стоит отметить, что первый прообраз промышленного робота появился еще в 1898 году – это был созданный американским инженером Бэббитом манипулятор, с помощью которого выхватывались заготовки из раскаленной печи.

В 1948 году в США компанией General Electric был создан первый промышленный робот для работы на атомном реакторе.

Его особенностью было наличие обратной связи – оператор мог не только видеть его перемещение в рабочем пространстве, но и чувствовать силу, которую развивал захват манипулятора, что позволяло управлять механизмом более точно.

Совет

В середине 50-х годов американец Джордж Девол основал компанию Unimation, которая занималась выпуском первых серийных промышленных роботов, программируемых с помощью перфокарт.

Читайте также:  В супермаркетах протестировали автоматизированную систему учета товара

Уже к середине 60-х годов в развитых странах насчитывалось несколько десятков компаний, наладивших выпуск подобных машин. Особенно в этом преуспела Япония – закупив у «Юнимейшн» первые роботы в 1968 году, уже через 10 лет эта страна стала мировым лидером по выпуску собственных аналогов и оснащения ими производств.

https://www.youtube.com/watch?v=LzTio-wyahg

Сегодня роботы проникли практически во все сферы деятельности. Промышленность, научные исследования, энергетика, медицина, развлечения, военные действия и даже космос – современные автоматические или дистанционно контролируемые механизмы используются очень широко и даже постепенно вытесняют человеческий труд.

Развитие роботов идет по нескольким направлениям – улучшение механизмов и приводов, совершенствование алгоритмов, внедрение самообучающихся систем управления (слабого искусственного интеллекта), а также разработка новых интерфейсов «человек-компьютер».

Роботизация тесно переплетается с биотехнологиями и кибернетикой, результатом чего является создание кибернетических организмов (киборгов), функциональных бионических протезов, полностью автономных автомобилей, кораблей, космических и летательных аппаратов (в том числе военных).

Так наше общество незаметно для себя вошло в будущее, которое всего лишь век назад описал в своей пьесе Карл Чапек.

Источник: https://robo-sapiens.ru/stati/pervyie-robotyi-i-kratkaya-istoriya-razvitiya-robototehniki/

Модульного робота научили пользоваться подручными средствами

Tarik Tosun / YouTube

Американские инженеры научили модульного робота SMORES-EP использовать подручные материалы для выполнения задач. К примеру, он может собрать мост для преодоления широкого препятствия или поднести пандус к высокой стене и заехать по нему наверх, рассказывают авторы статьи, представленной на конференции ICRA 2018.

Обновлено: в октябре 2018 года статья опубликована в журнале Science Robotics.

Разработчики роботов нередко стремятся сделать их как можно более универсальными и обычно для этого стараются заложить в конструкцию, например, максимальную проходимость. Но есть и другой подход, более похожий на то, как действуют люди — для решения задачи можно использовать дополнительные материалы и инструменты.

Группа инженеров под руководством Марка Йима (Mark Yim) из Пенсильванского университета создала робота, который может использовать дополнительные объекты для выполнения сложных задач. За основу они взяли свою предыдущую разработку — робота SMORES-EP, состоящего из отдельных кубических модулей размером около восьми сантиметров.

Каждый модуль может передвигаться независимо за счет собственных моторов, а также может объединяться с другими через магнитные захваты.

Эти захваты состоят из постоянных магнитов, выдвигаемых с помощью соленоида, за счет чего энергия тратится только на выдвигание или втягивание магнитов и не тратится, когда два робомодуля соединены между собой.

Инженеры также разработали новый модуль, который приводится в движение и крепится к другим роботам таким же образом, но оборудован двумя камерами, закрепленными на 40-сантиметровой трубке. Кроме того, они создали два типа универсальных блоков — куб и пандус. Они также оснащены магнитными креплениями, поэтому робот может собирать их в большие конструкции.

Авторы показали, что робот может самостоятельно выполнять сложные задачи и планировать использование подручных средств. К примеру, во время одного из экспериментов его задача заключалась в том, чтобы найти в комнате шкаф с визуальным маркером, а затем исследовать два его нижних ящика.

Обратите внимание

Проблема задания заключается в том, что второй ящик находится слишком высоко, чтобы открыть его своими силами. Робот самостоятельно открыл первый ящик с помощью магнитов, а затем проанализировал обстановку и понял, что единственный способ открыть второй ящик — забраться на первый.

После этого он самостоятельно поднес к нему заезд из нескольких модулей, заехал по нему и открыл второй ящик.

Другая группа американских ученых создала роботов, помогающих друг другу преодолевать высокие для них препятствия — сначала один из них помогает другому взобраться наверх, а затем забравшийся подтягивает к себе оставшегося снизу робота.

Григорий Копиев

Источник: https://nplus1.ru/news/2018/06/01/robot

Созданы модульные роботы, способные самостоятельно объединяться в сложные, многофункциональные и самовосстанавливающиеся формирования

В не очень далеком будущем люди будут окружены роботами различных типов, которые взвалят на свои плечи выполнение рутинной, монотонной и неинтересной работы.

Некоторые из таких будущих роботов смогут перестраивать себя, менять свою форму и функциональность для лучшего соответствия условиям выполняемой в данный момент работы.

Некоторые из таких самоперестраиваемых роботов существуют и сегодня, у них имеется единая «нервная система», которая управляет каждым элементом конструкции по отдельности. Но в целом, управление такими роботами крайне сложно, да и в большинстве случаев такие роботы не отличаются особой ловкостью.

Решением проблемы создания многофункциональных роботов может стать создание малых автономных роботов, способных контролировать самих себя, выполнять простейшую работу и объединяться в сложные формирования, способные решать совместными усилиями уже намного более сложные задачи.

И недавно исследователи из университета Universite libre de Bruxelles создали экспериментальную группу миниатюрных роботов marXbot, способных контактировать друг с другом и объединяться в формирование, управляемого единым «мозгом».

Роль этого «мозга» выполняет один из роботов, который при помощи беспроводной связи Wi-Fi получает данные от других роботов группы и управляет ими, вырабатывая решения на основе данных о поставленной перед ними задаче.

Эта «разделяемая нервная система» имеет гибкую архитектуру, которая допускает ее динамическое расширение или сокращение при присоединении или отделении от нее дополнительных единиц. Большой «робот», работающий под управлением этой «нервной» системы, может даже излечить самого себя, отключив и удалив автономную единицу, которая функционирует неправильно или полностью вышла из строя.

Важно

Недостатком существующей системы миниатюрных роботов является то, что сейчас требуется программирование каждого отдельного робота для того, чтобы они смогли сформировать группу определенной конфигурации.

Но следующей целью, которую уже поставили ученые перед собой, станет снабжение этих роботов функциями обучения и самообучения, которые позволят группам с произвольным количеством роботов самостоятельно объединиться в конфигурацию, максимально подходящую для выполнения поставленной задачи.

И именно такая возможность позволит создать в будущем «умную» мебель, которая сможет менять форму, подстраиваясь под текущие потребности человека, роботов для переноски различных грузов и многое другое.

Источник: https://enginclub.ru/sozdany-modulnye-roboty-sposobnye-s/

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector