Робототехника

О, роботы! Современные роботы на любой вкус

В начале ХХ века инженеры нашли способ автоматизировать однообразные и опасные для человека задачи. Первых роботов — простые манипуляторы или «электронную руку» на самоходной тележке — использовали для взаимодействия с радиоактивными элементами. Затем философы и фантасты стали размышлять об этике человекоподобных роботов. А в середине ХХ века появились первые военные роботы — проекты их разработок преследовали конкретные задачи и имели очень серьезное финансирование.

О, роботы! Современные роботы на любой вкус

В определенном смысле, разработка любого современного учебного, развлекательного или бытового робота держится на трех «столбах» прошлого:

  • гений инженеров;
  • этика философов и фантастов;
  • ультимативность военных.

Три фантастических закона робототехники, придуманные писателем Айзеком Азимовым и редактором Джоном Кемпбелом:

  1. Робот не может оказать вред человеку или бездействием допустить, чтобы человек получил вред.
  2. Робот должен выполнять приказы человека, если только приказы не противоречат Первому Закону.
  3. Робот должен беспокоиться о собственной безопасности в мире, которая не противоречит Первому и Второму Законам.

Признаки робота — автоматичность и движение

Ключевые признаки роботов:

  1. Запрограммированная модель выполняет прямые команды человека или самостоятельно решает определенные задачи.
  2. Модель передвигается в пространстве или перемещает реальные предметы.

Например, металлический манипулятор на автоконвеере — робот. Марсоход, который анализирует почву и питает себя солнечными батареями — робот. Уменьшенная копия популярного дроида «Звездных войн» SPHERO R2-D2 WHITE — тоже робот. Даже квадрокоптер — частный случай робота, потому что он автоматически стабилизируется в воздухе и переносит видеокамеру.

Как вы думаете, домашний компьютер можно считать роботом?

Робот конструктор

Роботы конструкторы — это набор деталей, микросхем и датчиков, которые собирают в интерактивные игрушки. Они движутся, издают звуки, реагируют на внешний мир, выполняют команды владельца и программируются. Например, один из вариантов сборки ULTIMATE V2.0 ROBOT KIT самостоятельно наливает лимонад в стакан из бутылки!

Один из «предков» современных роботов конструкторов — набор Fischertechnik с 1980-х, который подключался к домашнему компьютеру.

Развивающие наборы покупают детям от 3 (под присмотром родителей) и до 16 лет. Эти игрушки — наглядное подтверждение пользы логики, математики, механики и электроники.

Робот конструктор — игра интересная и детям, и родителям. Скорее всего, мама или папа незаметно для себя увлекутся собиранием модели и проведут вместе с ребенком много времени за изучением, моделированием и программирования конструктора.

О, роботы! Современные роботы на любой вкус

Makeblock — популярный производитель роботов конструкторов. Конструкция деталей совместима с LEGO. Электроника работает на платформе Arduino (подмножество C/C++). Роботы питаются от пальчиковых батареек АА (хотя для сохранения среды лучше приобрести аккумулятор). Модели Makeblock мощностью 2,4 Гц используют в школах, кружках моделирования, программирования и робототехники.

Отдельного внимания заслуживает MAKEBLOCK XY-PLOTTER ROBOT KIT V2.0 — это плоттер, который «рисует» обычной ручкой (лайнером, карандашом) на бумаге. Плоттер может перенести любые контурные рисунки с компьютера при помощи программы mDraw или Benbox.

Руководят моделями голосом или движениями, пультом через инфракрасный порт или смартфоном через Bluetooth. Большинство моделей Makeblock оснащены ультразвуковым датчиком и датчиком прохождения по линии. Также бывают наборы с датчиками звука, света или температуры, гироскопами и потенциометрами.

Для смартфонов есть официальные приложения Makeblock. Они научат ребенка последовательности действий и алгоритмам, помогут усвоить базовый программный код. Есть и более функциональное приложение, но уже для персонального компьютера. Роботов программируют на базе графической программы SCRATCH. Производитель встроил в приложение понятные детям пошаговые уроки с постепенным повышением уровня сложности.

SCRATCH позволяет:

  • создавать программы из простых графических блоков;
  • создавать интерактивные проекты, в которых робот самостоятельно взаимодействует с миром;
  • тестировать, сохранять и улучшать собственные проекты;
  • перейти от графических блоков к коду, постепенно изучая полную версию ARDUINO, и подготовиться к программированию на C/C++.

Робот игрушка

Под роботами игрушками мы имеем в виду модели с электронной «начинкой» (а не только механикой), которые способны на автономные действия. Ребенок командует роботом игрушкой пультом, голосом или через приложение на смартфоне.

Почему-то большинство детей уверены, что робот должен быть человекоподобным. По меньшей мере, с головой и руками. И рынок предлагает устройства самых разных форм. Уже шла речь о копии дронов «Звездных войн». Есть гоночные цилиндры и умные шары. Есть самолеты, автомобили и лодки. Есть роботы похожие на промышленную технику.

Еще в XVII веке средствами механики пытались делать игрушки с имитацией интеллекта. В XX веке появились мультимедийные игрушки — они принадлежали компании Walt Disney. Один из первых серийных роботов игрушек — американский Teddy Ruxpin. Трудно поверить, но он появился в продаже еще в 1980 году. Несмотря на внешность мягкой игрушки, это настоящий робот со сложной (в то время) по электронной начинкой.

О, роботы! Современные роботы на любой вкус

В отличие от обычных игрушек, роботов оснащают процессором, памятью, двигателями и датчиками. Роботы работают от аккумуляторов или батареек. Некоторые модели выполняют более 100 функций:

  • движутся по сложным траекториям;
  • поддерживают равновесие;
  • реагируют на окружающий мир и взаимодействуют с ним;
  • проигрывают звуки и мелодии, подают световые сигналы.

Удивительно, но и в англо-, и в русскоязычном интернете большая путаница с определением и классификацией игрушечной электроники. Люди часто путают роботов игрушек с образовательными и развивающими моделям. Хотя, и здесь разница несколько размыта, так как при внимательном исследовании современного робота ребенок несомненно становится умнее.

«Крутые» модели взаимодействуют друг с другом, делают выводы из собственных действий, учатся новому и адаптируются под возможности владельца.

Согласно исследованию компании GfK Australia роботы входят в число самых популярных игрушек в мире.

Робот пылесос

Умный пылесос — робот, который позволяет очень занятым людям хоть немного побыть отчаянными лентяями. По крайней мере уборку пола он возьмет на себя.

О, роботы! Современные роботы на любой вкус

Опыт подсказывает, что определенная доля людей скептически относится к роботам пылесосам. Но практика показывает их удобство и эффективность. В первые циклы устройство собирает достаточно много мусора со всех уголков жилья, а затем заполняется пылью значительно медленнее. То есть, это воплощение золотого правила: «Порядок легче поддерживать, чем наводить». К тому же, техника, в отличие от человека, никогда не откажется от уборки с предлогом: «Не очень грязно, а я так устал».

Роботы пылесосы покупают бизнесмены, пожилые люди, молодые семьи, холостые мужчины, люди с болезнями или травмами, а также «собачники» или «кошатники».

В середине XVIII века Даниэль Хесс изобрел первый механический пылесос. Через 100 лет писатель фантаст Роберт Хайнлайн в романе «Дверь в лето» предсказал появление бытовых роботов уборщиков. И уже в 2002 году появился первый серийный робот пылесос.

Обычно автоматическую уборку настраивают на время, когда никого нет дома. Умный пылесос самостоятельно просчитывает траекторию так, чтобы охватить весь пол. Он втягивает пыль и мусор, а некоторые модели даже делают влажную очистку поверхности и обработку дезинфицирующим ультрафиолетом. Датчики предупреждают столкновения с препятствиями. А еще роботы пылесосы самостоятельно возвращаются в док-станцию ​​для подзарядки после завершения цикла уборки.

За один цикл (± 1,5 часа работы) умный пылесос неоднократно очищает каждый сантиметр пола. Благодаря маленькому размеру и щеткам, расположенным по краям корпуса, гаджет легко добирается под мебель и в углы.

Если надо чистить ковры, выбирайте модели мощностью от 60 Вт. Если помещение сильно загрязняется волосами, нитками или шерстью животных, приобретите пылесос с турбощёткой.

Почти каждый производитель пытается предложить дополнительные функции:

  • сканирование помещений;
  • голосовое управление;
  • ограничение территории уборки;
  • прямое управление со смартфона;
  • режимы очистки с различной мощностью и траекторией движения;
  • автоматическая настройка высоты пылесоса над уровнем пола;
  • инфракрасные датчики уровня пола.

Кстати, если пылесос останавливается перед черными ковриками (потому что считает их обрывом), заклейте нижние инфракрасные датчики рядом с колесами белой бумагой, но убедитесь, что гаджет не упадет на лестнице (если они есть в зоне уборки).

Ухаживать за небольшим роботом пылесосом легко. Проверяйте устройство каждые 3-4 цикла и при необходимости очищайте. Пылесборник и фильтры легко снимать. Если фильтр разорвется — в продаже есть новые. Датчики и колеса достаточно протирать раз в месяц.

Вместо послесловия

Любая информация о роботах довольно быстро устаревает. Если вы хотите найти информацию от авангарда отрасли — гуглите запросы «DARPA» (раздел минобороны США), «Cyberdyne» (японский производитель экзоскелетов) и «Fanuc» (японский производитель промышленной автоматической техники). Как правило инновации «спускаются» в коммерцию только после проверки и оптимизации военными или промышленными компаниями-гигантами.

Метки


Елена Фетисова

Интересуюсь гаджетами, выдаю в «печать» только то, что мне интересно, в надежде, что читатель разделит мою точку зрения. Пишу детальные обзоры и различные гайды высокотехнологичных устройств и интернет сервисов.

Лучшее, что у нас есть по данной теме:

Добавить комментарий

Войти с помощью: