Робот является автоматическим устройством. Он действует по заложенной в него программе. Робот сделан по подобию живого организма и получает информацию от сенсоров (датчиков). Впервые слово робот ввел в употребление чешский писатель Карел Чапек и его брат Йозеф в 1920 году для пьесы «Россумские универсальные роботы». Означает оно подневольный труд и происходит от чешского слова «robota» или «robot».
Ранее в переводе на русский язык оно звучало как «роботарь», но в наше время мы его уже практически не услышим.
Для чего нужны роботы?
Робот нужен для того, чтобы заменить человека в тяжелых производственных или опасных условиях. Робот работает по заложенной в него программе, на основе получения информации от внешних устройств – сенсоров или по другому датчиков. Фактически любой робот копирует живые организмы и органы чувств людей, животных. То есть использует принципы такой прикладной науки как бионика.
Могут работать автономно или управляться оператором, то есть человеком, который отдает команды. В промышленности обычно используются стационарные роботы, которые совсем не похожи на людей. Это различного вида
- станки
- производственные линии
- манипуляторы и прочее.
Роботы, похожие на людей, называются андроидами. Сейчас их больше используют как бытовые игрушки или как помощника по дому с очень ограниченным функционалом.
Какие бывают типы роботов:
Промышленные роботы
– выполняют различные производственные задачи. Всегда есть устройство управления – контроллер, может включать в себя манипулятор, сервопривод, различные сенсоры, пневмоцилиндры и многое другое. Все зависит от того, что делают на этом производстве. Например — склады, логистика здесь требуются конвейеры, штабелеры и т.д. Выполняют различные технологические операции, перемещение предметов, обработку материалов.
Медицинские роботы
– наиболее известный хирургический робот «Да Винчи». Он управляется несколькими операторами хирургами. При его помощи проводят высокоточные операции. По своей сути это управляемый манипулятор. Обычно медицинские роботы совсем не похожи на людей. Также есть роботы, которые выполняют отдельные функции, например, массаж или внутривенные инъекции, терапевтические функции и прочее. Для более точечных операций идет разработка нано-роботов. Они смогут вводиться внутрь человеческого организма.
Бытовые роботы
– облегчают жизнь человеку. Это роботы, выполняющие функции секретаря, уборки помещений, роботы животные. Например робот-собачка, способная выполнять некоторые команды, роботы-пылесосы и другие.
Робот, которые обеспечивают безопасность.
— широко используются силовыми структурами. Это системы контроля доступом, автоматические устройства пожаротушения. МЧС и полиция используют беспилотники-дроны, подводных роботов для предотвращения пожаров и глубоководных работ.
Боевые роботы
Являются как правило дистанционно управляемыми и предназначены для замены человека в особо опасных и боевых ситуациях. Это роботы-минеры, роботы-саперы, роботы разведчики. Автономные боевые роботы пока находятся в стадии разработки.
Роботы учёные
– постепенно начинают использоваться для научных исследований и разработок. Для них используют все более совершенные алгоритмы управления. Роботы уже в состоянии проводить научные эксперименты, опыты, анализировать различные процессы, делать прогнозы и выдвигать теории. Эти роботы могут работать без перерыва, у них нет амбиций, они не могут обманывать и утаивать информацию. Также роботы лишены субъективной оценки своей работы.
Робот учитель
– может выполнять многие задачи, которые выполняет современный учитель. Он может читать вслух, общаться на многих языках, выдавать задания. Но пока не может распознавать эмоции человека, думать, как человек. Такой робот-учитель лишен индивидуального подхода к учащимся. У него сложности с мотивацией учеников и управлением классом.
Мы видим что различных типов роботов достаточно много и тому что такое робот можно дать много определений. Но пока у всех роботов отсутствует эмоциональная составляющая, пока это только управляемые программируемые механизмы. Этот перечень роботов далеко не полный. Каждый тип роботов также подразделяется на множество видов. С каждым годом мир роботов становится все больше и разнообразнее.
Робототехника завоевывает сегодня все большие отрасли промышленности и все плотнее внедряется в различные сферы человеческой жизни. И если раньше роботы могли выполнять роль человека, замещая его на заводах, где часто требуются однообразные действия при конвейерном производстве, например при производстве автомобилей, то теперь наступили времена, когда роботы способны оказаться и в каждом доме, чтобы помогать человеку решать насущные задачи, и способствовать экономии наших времени и сил.
Бытовые роботы, предназначенные для помощи человеку в его повседневной жизни, набирают все большую популярность, что вовсе не удивительно, ведь разнообразие роботов растет с каждым годом. Уже сегодня это и пылесосы, и газонокосилки, и мойщики окон, и чистильщики бассейнов, и даже снегоуборочные роботы.
Кстати, еще в 2007 году Билл Гейтс обратил внимание на значительный потенциал данного технологического направления, опубликовав статью «Робот в каждом доме», где он отразил перспективы, которые откроются обществу, благодаря внедрению бытовых роботов.
Предметом данной статьи будет краткий обзор набирающих популярность типов бытовых роботов. Мы рассмотрим несколько роботов, предназначенных для различных бытовых применений, посмотрим как они работают, что могут, как их нужно использовать, и насколько легко с ними обращаться.
Поскольку робот-пылесос является устройством автономным, то он обязательно оснащен не только аккумулятором, но и камерой, помогающей ему ориентироваться в помещении, чтобы два раза не убирать одно и то же место.
Робот просто предварительно выстраивает оптимальную карту уборки, опираясь на данные с камеры, затем приступает непосредственно к уборке, по окончании которой возвращается на место старта, связанное с зарядным устройством.
На борту пылесоса имеются все необходимые датчики (включая гироскоп), позволяющие прибору измерять расстояние до препятствия, оценивать высоту основания мебели над полом (сможет ли он под нее заехать), фиксировать столкновение, определять наличие на месте пылесборника и т.д. Интеллектуальная электроника позволяет роботу нормально ориентироваться среди мебели и стен в процессе работы.
Пылесборник компактен, и располагается недалеко от щеток. Для движения робот использует два колеса, при помощи которых он может поворачивать. Две направляющие щетки заметают мусор в направлении турбощетки, которая в свою очередь направляет мусор в пылесборник, где всасывающее устройство окончательно захватывает мусор. Питается все это оборудование от емкостью в несколько ампер-часов.
Благодаря наличию гироскопа, робот-пылесос всегда «знает» угол своего наклона, и поэтому вероятность того, что он застрянет исключается. Единственный недостаток таких роботов-пылесосов — малая сила всасывания. Они подойдут для уборки гладких напольных покрытий, таких как линолеум или ламинат, но с уборкой сильно загрязненного коврового покрытия справятся вряд ли.
В любом случае, робот-пылесос способен сильно облегчить нашу жизнь. Человеку уже не придется каждый раз, когда он увидит на полу пыль, бежать за веником, чтобы подмести. Достаточно запрограммировать робота на регулярную уборку, и он будет самостоятельно осуществлять профилактику по всей квартире, по дому или даже офису.
Есть два типа роботов для мойки окон. Первый тип — робот из двух частей, в одной из которых находится управляющая электроника, а в другой — чистящий механизм. Две части крепятся к оконному стеклу с разных сторон, и держатся на нем за счет постоянных магнитов.
Сначала робот задает себе карту для работы, предварительно доезжая до каждого из краев стекла, измеряя таким образом размер поверхности которая должна быть вымыта, затем начинает мыть ее, двигаясь зигзагом.
В качестве инструментов для мытья служат четыре подушечки из микрофибры, а перемещение достигается благодаря взаимодействию постоянных магнитов и управляющего модуля.
В центре между подушечками расположено отверстие, из которого подается моющее средство. Питается устройство от встроенного литиевого аккумулятора. Человеку достаточно запустить аппарат, и он сам все сделает, используя предварительно заправленное в специальный резервуар моющее средство.
Второй тип робота-мойщика окон — робот с креплением вакуумными присосками. Такой робот имеет только один и только рабочий модуль для одной стороны окна.
Робот по сути протирает стекло, перемещаясь влево и вправо по его поверхности, без использования вращающихся подушечек. Здесь используется сменная салфетка, которую необходимо предварительно смочить моющим средством вручную.
Робот питается от сети, хотя и выполняет работу автономно, стоит его включить и установить на стекло. Есть резервный аккумулятор на случай отключения электричества в доме. Пользователю остается установить робота на стекло и включить его.
Принцип работы данных роботов заключается в следующем. Первым делом прокладывают кабель-ограничитель, по которому течет постоянный ток, и который определяет собой границу рабочей зоны робота-газонокосилки. Такая автономная газонокосилка оснащена всеми необходимыми датчиками, включая датчики препятствий, как и у роботов-пылесосов, чтобы газонокосилка могла бы объехать дерево, бордюр или клумбу.
Кабель-ограничитель необходим для того, чтобы газонокосилка не упала в водоем или не стала бы пытаться косить камни садовой дорожки, тем самым нанося себе вред. Кабелем ограждают периметр, клумбы, каменные дорожки, водоемы.
В процессе работы газонокосилка хаотично движется по площади в пределах периметра, срезая ножами траву. Некоторые модели двигаются не хаотично, а по спирали или зигзагом, это зависит от производителя.
Параметры роботов-газонокосилок отличаются. В первую очередь — шириной захвата. Согласитесь, при ширине захвата в 56 см, по сравнению с 24 см, дело пойдет и будет завершено быстрее. Мощность также имеет значение.
Газонокосилка мощностью 500 ватт и с шириной захвата в 56 см гораздо быстрее пройдет ту же площадь, что 100 ваттная модель. Аккумулятор здесь, безусловно определяет площадь, которую сможет обслужить робот на одной подзарядке. Есть роботы-газонокосилки, рассчитанные на 4 сотки, а есть — на все 30 соток.
Имеется ли в комплекте база для подзарядки, чтобы газонокосилка могла самостоятельно подъехать, подзарядиться и продолжить работу? На это потребителю необходимо обратить внимание при выборе модели, иначе придется самостоятельно носить робота на подзарядку, что не всегда удобно.
Если есть зарядная базовая станция, то человек сможет запрограммировать газонокосилку на весь сезон и не беспокоиться о графике выполнения работ по стрижке газона.
Робот имеет шнур питания и пару колес для перемещения по дну и по стенкам бассейна. В зависимости от длины провода нормируется размер бассейна, с которым сможет справиться робот. Щетки робота вращаются независимо от колес, и легко удаляют слизь и грязь, направляя ее через фильтр.
Вода вместе с грязью всасывается в фильтрующий отсек робота, затем вода выбрасывается обратно в бассейн, а грязь оседает на фильтре. Фильтр потом нужно будет просто вытащить и промыть под водой.
Робот для чистки бассейна сначала очищает дно, затем движется по стенкам, присасываясь к ним. Так, 70% времени уходит на чистку дна, а 30% - на чистку стен бассейна. Типичный бассейн площадью дна 28 кв.м. средний робот очистит за 2-3 часа.
Несмотря на то, что вода проходит через фильтр робота, всасываясь его насосом, хозяину бассейна необходимо будет как всегда использовать систему очистки воды бассейна, робот не заменит ее собой, он только очистит поверхности, но не саму воду. Тем не менее, робот избавит своего хозяина не только от необходимости чистить бассейн вручную, но и от надобности наблюдать за процессом чистки.
Наконец, робот-снегоуборщик, - актуальнейшее для наших широт решение. Вместо того, чтобы размахивать лопатой там, где не может проехать габаритная снегоуборочная техника, поможет снегоуборочный робот. Управление роботом осуществляется со смартфона по wi-fi, и выглядит это как интерактивная игра.
Поднимать и опускать ковш, перемещаться на гусеницах назад и вперед, разворачиваться, - все это может делать робот, которым оператор управляет удаленно, даже находясь дома в тепле за компьютером.
Глазами робота является видеокамера, через которую пользователь может оценивать обстановку, чтобы затем направлять робота для выполнения снегоуборочных работ.
Емкий аккумулятор, заряженный от розетки, позволит осуществлять уборку снега в течение нескольких часов без необходимости таскать снег вручную, особенно если речь идет об уборке больших территорий, вблизи строений, куда снегоуборочная техника проехать просто не может.
Как видите, ассортимент бытовых роботов сегодня довольно широк, и каждый человек наверняка найдет среди доступных сегодня на рынке именно то, что облегчит быт именно ему. Кому-то нужно регулярно чистить летний приусадебный бассейн, а кто-то замучился зимой чистить снег.
Каждый имеющий в доме животных задумается о приобретении робота-пылесоса, некоторые из которых с животными отлично ладят. Живете в районе с сильно загрязненным воздухом и окна часто становятся пыльными — робот поможет вам вымыть окна. Что уж говорить о роботе-газонокосилке, который позволит своему хозяину заниматься другими более важными делами или просто отдыхать, пока газоном занимается робот.
Андрей Повный
Машины на службе у человека? Когда-то об этом только мечтали, а сегодня мы даже не замечаем того многообразия роботов, которое нас окружает. Роботы-слуги, роботы- няньки, роботы-игрушки. Первый раз я собрал робота из конструктора «Лего», и тогда задумался: «А что такое робот? Откуда появилось само это слово?» Оказывается, так называют «высокоорганизованную техническую систему, которая может самостоятельно решать поставленные перед ней задачи».
Роботы сегодня стали близкими друзьями жизни человека. Их изготавливают на заводе. Роботы выполняют ту работу, которую нельзя делать людям (связано с радиацией или с температурой и. т. п.). Они исследуют планеты в космосе, и постепенно проникают и в дома людей, пока в основном в качестве безобидных игрушек. Однако развитие роботов не останавливается ни на минуту, и наиболее интересной задачей является создание роботов - игрушек, о чем и рассказано в моем реферате. Через игру ребенок познает мир.
Разработчики роботов – игрушек для детей уже добились серьезных успехов в этой области.
Робототехника постоянно находится в развитии. То, что сегодня нам кажется новым, совершенным, интересным, завтра может устареть.
Я понимаю, что только начал изучать эту науку, поэтому мне необходимо постоянно углублять и совершенствовать свои знания, чтобы в будущем применить их, создавая своего робота- игрушку.
2. 1 Из истории.
Робот, управляемая компьютером машина, способная заменять человека при выполнении (как правило, повторяющихся) операций с целью повышения производительности. Часто используются на работах в опасных для жизни условиях (повышение радиации, температуры и т. п.), а также при относительной недоступности человеком (под водой или в космосе). Обычно работают по определенной, заранее заданной программе. Возможно также дистанционное управление роботом.
Впервые слово робот было сказано в 1921 году в Чехии. Талантливый писатель Карел Чапек пишет пьесу о роботах. Писатель убеждает что не надо бояться того, что роботы подчинят себе людей.
Однако первое упоминания об этих интеллектуальных машинах было ещё в середине III тыс. до н. э. , когда египтяне изобрели идею думающих машин: внутри статуй прячутся жрецы, чтобы давать предсказания и советы.
Чертежи робота, которого мы привыкли видеть, были сделаны в 1495 году Леонардо да Винчи. Именно он разрабатывает детальный проект механического человека, способного двигать руками и поворачивать голову. Механизм выглядит как бронированный рыцарь.
К сожалению, истории не известно пытался ли да Винчи сконструировать этого робота.
Первые достоверные достижения в этой области зарегистрированы в 18 веке. В то время на пике популярности были домашние куклы. Эти механические устройства представил широкой публике, французский ученый Жаком де Викасон, на примере куклы – музыканта. Она могла воспроизводить на флейте 12 разнообразных мелодий. Какое-то время спустя к флейте присоединились бубен и барабан, что позволило механически организовать подобие настоящего оркестра.
Но Ж. де Викасон не остановился на достигнутом и удивил публику следующим уникальным и поразительным для тех времен изобретением - механической улиткой, которая была способна на несколько разных действий (передвижение, взмахи крыльями, кряканье, вращение головой).
Современная робототехника, известная, сегодня, всему миру робототехника четко сформировалась лишь к 50-м годам прошлого века, когда Дж. Диро и Дж. Энжилбергером был сконструирован робот Ultimat, представляющий собой гигантский механизм похожий на человеческую руку.
Также проходят и спортивные соревнования среди роботов, к примеру, РобоКап - это чемпионат мира среди роботов по футболу. 1-ый РобоКап1997 прошёл не очень роботы плохо пасовали, а некоторые даже забивали мяч в собственные ворота. Но с каждым годом технологий растут и РобоКап становится всё популярнее. Также проводятся олимпийские игры среди роботов.
2. 2 Какие бывают роботы.
Принято различать три вида роботов: программные, управляемые человеком и интеллектуальные, действующие самостоятельно независимо от человека.
Простейший робот - это манипулятор с дистанционным управлением, имеющий одну или две «руки», ограниченную зону действия, закреплен на неподвижном или
Полуподвижном основании. Манипуляторы встречаются в медицине при проведении операций, на атомных станциях, для различных исследований морских глубин и космоса.
Другой вид роботов, более сложных, предназначенных для выполнения различных заданий, определяемых заложенной в них программой. Как правило, программа может быть выполнена в цикле (т. е. повторяется через равные промежутки времени) для того чтобы робот выполнял одни и те же повторяющиеся операции без остановки. В другом случае программа выполняется однократно, и после завершения заменяется другой. Примером использования таких роботов могут служить автоматы по разливу и упаковке бутылок, развешиванию, фасовке или упаковке пакетированных продуктов или товаров.
Третья группа роботов - интеллектуальные роботы, воспринимающие внешние изменения с помощью различных датчиков, имеющие блок управления.
В своем реферате я хочу рассказать о роботах- игрушках.
Встречаются следующие виды роботов- игрушек: робособаки, робозавры, дроиды, конструкторы, андроиды и т. д.
Роботы-игрушки - это вид механической игрушки, которые можно запрограммировать и играть с ними.
Робособаки - это всем известные нам четвероногие друзья. Они играют в разные игры, например в футбол. Самая знаменитая собака " Sony Aibo PC " - эта собака понравится каждому ребёнку.
Робозавры. Динозавры возвращаются! Это древние рептилии, которые вымерли уже стали роботами. Динозавры бывают и добрые как, например Pleo это детёныш камарозавра. Pleo знает, когда надо подзаряжаться он сам идёт к зарядке ему достаточно попросить хозяина о том чтобы вставить в его провод.
Дроиды. Все знают знаменитых "Звёздных воинов". Изобретатели разработали нового робота - дроида R2-D2. В зависимости от модели, комплектации и фирмы производителя, цена на робот разнится на порядок: от 200 до 2500 долларов. А последняя модель ещё не добралась до России. В неё входят: видеопроектор, DVD, FM-радио, динамики мощностью 20W, разъемами для подключения к внешнему телевизору, LCD-панели, акустики и т д.
Андроиды - это роботы, которые похожи на человека, т. е. они, могут делать то, что умеет делать человек. Есть Андроид, который похож на Элвиса Пресли: он одет, поет и танцует как Элвис Пресли и такого же размера, как он. Этот робот так и называется:
Конструкторы. Компания Lego производит не только знакомые всем обычные блочные конструкторы, но и конструкторы-роботы. Как, например: Лего Маиндштормс (о нём поподробнее я расскажу в следующей части реферата).
2. 3 О моём роботе.
У меня есть робот "Lego Mindstorms NXT". Эта современная детская игрушка прошла серьезные испытания специалистами - разработчиками и может решать любые поставленные перед ней, даже взрослые задачи. Также при тестировании активное участие принимали военные. Поэтому можно сказать, что конструктор Mindstorms NXT тестировали в реальных военных условиях.
Мой робот имеет 4 базовые модели. Самая первая - это учебная модель, вторая - погрузчик, третья - скорпион и четвертая - модель, которую я вам продемонстрирую - это "человек", называется Alpha Rex .
У робота есть интеллектуальный блок, в нем содержится вся информация. Программирование осуществляется с обычного персонального компьютера под управлением Windows. Когда все готово либо через USB порт, либо через Bluetooth, программу передаю на робота. Так же мой робот имеет три сервомотора. С помощью этих моторов робот может передвигаться и совершать какие-то действия. Робот имеет 4 датчика. Первый датчик или сенсор - это тач-сенсор. С помощью него у робота появляется первый орган чувств - осязание. Следующий датчик - саунд-сенсор, звуковой сенсор. Робот воспринимает звуки, у него появляется слух. Так же есть ультрасоник - сенсор. Внешне это похоже на глаза робота, а на самом деле - датчик предназначен для того чтобы измерять расстояние. Последний сенсор - лайт - сенсор. Вот этот сенсор и имитирует еще один орган чувств - зрение. Таким образом, робот различает цвета, реагирует на голосовые команды, чувствует прикосновения.
Для того, чтобы написать программу требуется изобразить последовательность иконок, которые демонстрируют то или иное действие. Элементарные настройки инстинктивно понятны и графически оформлены, что дает возможность программировать робота достаточно просто и увлекательно и заставить делать его то, что вам хочется.
На рисунке изображен фрагмент окна редактора "Lego Mindstorms NXT". Программа выполняется слева направо и, если нужно, содержит ветвления, циклы и другие параметры. В этом примере робот начинает работу с ожидания звукового сигнала, а затем определяет ночь сейчас или день, используя лайт - сенсор. Если сейчас ночь (нижняя ветка на рисунке) то робот говорит Good Night и рисует на экране изображение обозначающее сон. Верхняя ветка рисунка включается, если сейчас день и светло. Прежде всего, днём робот приветствует нас фразой Good morning и широко улыбается. Затем робот отправляется в путешествие, а как до какой-то преграды остается 20 см, робот разворачивается и снова идет в путешествие.
2. 4 Зачем нужны роботы.
Роботы нужны для облегчения жизни человека. Они помогают нам в делах, когда нужно поднять тяжелый груз, тысячи раз повторить одинаковую монотонную работу, обезоружить террористов или провести тончайший анализ органов человека.
Без роботов жизнь будет не такая, которую мы привыкли видеть. Это почти то же самое, что и невидимые нити, вот посмотрите: не будет роботов, затем не будет ещё чего-нибудь.
Зачем нужны роботы – игрушки? Важно отметить, что многие игрушки - роботы сделаны подобием героев мультфильмов. Они помогают развиваться не только ребенку, но человеку. Играя с ними, малыш может выдумывать собственный сценарий и исход любимого мультфильма, что в значительной степени помогает развить его творческие способности.
3 Заключение
Чешский писатель Карел Чапек в 1921 году опубликовал необычную пьесу. В ней рисовалась картина будущего, где искусственные рабочие помогают человеку на производстве и в быту, и даже ведут за него войны. А один из героев пьесы решает построить супер-робота, по своим возможностям равным человеку: чтобы он не только выполнял разные работы, но и обладал чувствами и желаниями, мог испытывать любовь и счастье, боль и ненависть. Хотя и сегодня такого робота до сих пор не построили, все же мы уже не можем себе представить мир без роботов. Они помогают нам везде. С помощью роботов собирают автомобили, исследуют далекие планеты и глубины океанов и даже ведут домашнее хозяйство. И если бы не было роботов, то человек не полетел бы в космос, не высадился бы на Луне, не знал бы, что находится глубоко под водой и в кратерах вулканов. Мы не могли бы предсказывать погоду, магнитные бури и землетрясения. А труд на заводах и фабриках был бы очень тяжелым и изматывающим. В общем, если бы не достижения в робототехнике, то технический прогресс оставался бы на уровне позапрошлого века!
Из всех изобретений, когда-либо придуманных человеком, управляемые роботы – самые могущественные и многосторонние. И только от нас зависит, как мы воспользуемся этим инструментом: на пользу человеку или против него.
Итак, роботы нужны и важны для развития человечества.
Роботы для игр и развлечений появились не так давно, но уже успели стать популярными и полезными для обучения.
Лего - конструктор подходит для начального обучения основам робототехники.
С чем ассоциируется у вас понятие о робототехнике? Согласитесь, воображение рисует нечто, человекоподобное, с механическими руками и ногами, либо, паукообразное, а ещё, обязательно представляется знаменитая собака-робот. Одним словом, представление о роботах у многих достаточно узкое и однобокое.
На самом деле, в современном мире, роботы – довольно востребованы. Их используют в абсолютно различных сферах жизни, о которых многие могут даже не догадываться.
Медицина
Самым удивительным образом роботы спасают человеческие судьбы, а иногда, и жизни. Возможно, вы не догадываетесь, но современные протезы конечностей напрямую связаны с робототехникой. Неподвижные искусственные руки остались в далёком прошлом, нынешние протезы умеют двигать пальчиками. Их управление напрямую связано с электрическими импульсами, передаваемыми телом.
Впрочем, искусственные конечности – не единственная заслуга роботов в медицине. Самые прогрессивные экземпляры умеют проводить высокотехнологичные операции!
Космос
Наверное, ни у кого не возникнет сомнений в том, что космос словно предназначен для обитания роботов. И действительно, если посмотреть на историю освоения космоса, можно увидеть, что большая часть космических исследований легла именно на плечи роботов. Луноход, Марсоход и робот-аватар – наиболее известные из космороботов. На самом деле, их разновидностей достаточно много, все они предназначены для работы в условиях космоса и выполняют действия, которые для человека оказались бы непосильными или крайне опасными.
Системы безопасности
Отлично проявляют себя роботизированные системы в сфере безопасности. Эти роботы первыми обнаруживают пожароопасные ситуации и успешно предотвращают их.
Современные военные учения максимально приближены к условиям реальности, благодаря роботам, имитирующим противника. Роботы для военных учений не отличаются стильным дизайном, но достаточно хорошо имитируют человеческие импульсы и повадки.
Также, роботы способны проводить длительное слежение за объектами, вызывающими подозрение у органов правопорядка.
Производство и быт
Невозможно представить себе современные заводы без роботизированной техники. Роботы выполняют множество самых различных операций. В основном – это действия, требующие многократного повторения и высокой точности. Зачастую применение роботов спасает целые отрасли промышленности. Ведь их применение позволяет значительно увеличить производительность труда, освободив при этом человеческие ресурсы для решения более важных задач.
Отлично применимы роботы и в быту. Самые известные из них – робот-пылесос и газонокосильщик. Также, можно встретить роботов специально разработанных для выполнения более сложных бытовых задач.
Развлечения
Ну и конечно же, никто не отменял роботов, призванных нести людям радость, развлекая их своими умениями. В большинстве своём, такие роботы представляют мир детских игрушек: всевозможные поющие и танцующие животные, интерактивные игрушки, радиоуправляемые машины и вертолёты. Впрочем, роботы для развлечения взрослых отличаются от детских, разве что, размерами.
Что это?
Это статья об индустриальном применении робототехники. Применение роботов в промышленности началось, по историческим меркам, не так давно - чуть больше, чем полвека назад, но сейчас уже мало какое производство можно представить себе без автоматических линий, без стальных манипуляторов и зорких стеклянных зрачков роботов - эти железные ребята прочно вошли в большинство производственных процессов и уходить не собираются.Несмотря на такое обширное, почти повсеместное распространение роботов, лишь специалисты в полной мере представляют себе весь спектр их возможностей. В этой статье мы приоткроем дверь в мир промышленной робототехники для широкого круга читателей: опишем некоторые разновидности производственных роботов и сферы их применения. Нельзя объять необъятное в одной статье, но, если читателям будет интересно, мы обязательно продолжим.
Так какие они бывают - роботы?
Есть несколько классификаций промышленных роботов: по типу управления, по степени мобильности, по области применения и специфике совершаемых операций.
По типу управления:
Управляемые роботы: требуют, чтобы каждым их движением управлял оператор. В силу узости областей применения распространены мало. Да и не совсем роботы.
Автоматы и полуавтономные роботы: действуют строго по заданной программе, зачастую не имеют сенсоров и не способны корректировать свои действия, не могут обойтись без участия рабочего.
Автономные: могут совершать запрограммированный цикл действий без участия человека, согласно заданным алгоритмам и корректируя свои действия по мере необходимости. Такие роботы способны полностью перекрыть поле деятельности на своем участке конвейера, без привлечения живой рабсилы.
По функциям и сфере применения:
Роботы разделяются по назначению и исполняемым функциям, вот лишь некоторые из них: промышленные роботы бывают универсальные, сварочные, машиностроительные, режущие, комплектовочные, сборочные, упаковочные, складские, малярные.
Это далеко не полный перечень: количество всевозможных вариантов постоянно растет и все перечислить невозможно в рамках одной статьи. Можно лишь с уверенностью сказать о том, что вряд ли найдется такая область человеческой деятельности, где роботы не смогли бы сделать труд человека более творческим, взяв всю монотонную и опасную часть работы на себя.
Другие методы классификации
У каждой энциклопедии, каждого справочника и каждого производителя своя классификация и типология роботов. Что и не удивительно - зачастую она определяется сугубо специфическими нуждами и частным подходом того, кто её составляет.
Помешает ли это нам рассмотреть некоторые образцы и понять - что же они умеют? Нет. Начнем.
Рассмотрим образцы
Среди промышленных роботов широко известна продукция таких фирм, как Kuka, Fanuc, Universal Robots, некоторые образцы которых мы рассмотрим чуть ниже.
Очень интересным представляется подход компании Stratasys, которая создала промышленный аппарат нового типа - гибрид робота и 3D-принтера.Конечно, любой 3D-принтер обладает признаками робота, но тут - это совершенно традиционной формы роботизированный манипулятор, имеющий в том числе и функцию FDM-печати. Stratasys Infinite-Build 3D Demonstrator предназначен, прежде всего, для авиационного и космического производства, в котором так важна его способность производить печать на вертикальных поверхностях неограниченной площади, в соответствии с концепцией “infinite-build” - “бесконечное построение”. С работой над проектом связаны такие монстры, как аэрокосмический гигант Boeing и автоконцерн Ford, которые предоставили Stratasys спецификации по необходимым характеристикам получаемых изделий.Восьмиосевой механизм манипулятора, обилие специально разработанных композитных материалов для печати, традиционно высокое качество изготовления - все говорит нам о том, что у этого аппарата и его потомков большое будущее. 3D Systems - Figure 4
Figure 4 компании 3D Systems - модульная робототехническаяя система для автоматизации стереолитографической 3D-печати, ни больше, ни меньше.
Это целый автоматический комплекс, который способен производить новые изделия каждые несколько минут - в отличие от нескольких часов на обычных SLS-принтерах.
Кроме того, в цикл уже включены и такие этапы, как промывка, отделение поддержек и дозасветка, а не только первичная экспозиция. Все это Figure 4 делает сам, без вмешательства оператора в процесс работы.Благодаря модульности, на основе Figure 4 можно создать достаточно крупные автоматические линии, используя стандартные компоненты.
Этот комплекс был представлен общественности в этом году, на выставке The International Dental Show в Кёльне, как и новый 3D-принтер ProJet CJP 260Plus - полноцветный 3D-принтер предназначенный для анатомического моделирования медицинских изделий и быстрого прототипирования любых промышленных образцов.Принтер также роботизирован - снабжен системой автоматической загрузки, удаления и переработки печатного порошка.Можно с уверенностью сказать, что комплексный подход к 3D-печати - часть производственной культуры будущего. Он даст радикально новое сочетание скорости, точности, удобства и снижения себестоимости изделий.
Carbon - Carbon SpeedCell
Carbon SpeedCell - технологическое решение от компании Carbon, которое включает в себя новый 3D-принтер The M2, работающий по технологии CLIP, и финишинговый аппарат для стереолитографических распечаток Smart Part Washer.
CLIP - технология бесслойной стереолитографической печати, обеспечивающая скорость от 25 до 100 раз быстрее обычной SLS и новый уровень качества поверхности.Система CLIP (Continuous Liquid Interface Production) позволяет получить невозможные ранее формы изделий требующие минимальной постобработки. Точных характеристик аппаратного комплекса производитель пока не предоставил, но сам подход уже радует - это почти готовое решение для любой мастерской, в которой требуется стереолитографическая печать.
DMG MORI - LASERTEC 65 3D
Аппарат сочетающий в себе несколько разных подходов к обработке деталей: это и классический фрезерный станок с программным управлением - пятиосевой и весьма точный, и лазерный режущий инструмент с теми же степенями свободы, и печатающий металлом 3D-принтер с технологией лазерного напыления. Сложно представить себе операцию, которую не смог бы произвести этот станок с металлической деталью. Гибридный подход: фрезеровка заготовки, наплавление недостающих деталей или печать с нуля и чистовая обработка - все операции могут произведены с деталью за один подход, в рамках одной заданной программы, без прерывания технологического цикла. Размер обрабатываемой и/или печатаемой детали составляет до 600 на 400 мм, а вес может быть до 600 кг.Такое МФУ для работы по металлу уже многое изменило в культуре производства штучных и мелкосерийных изделий, а в ближайшее время подобный подход может распространиться и на серийное производство.
EOS - Additive Manufacturing
Компания EOS создала манипуляторы, которые способны производить различные операции, где требуется захват и перемещение детали. Разработки EOS в этой области основываются на наблюдениях за поведением животных, в частности - этот манипулятор создан по примеру хобота слона.Такой робот-манипулятор может быть использован во множестве промышленных операций, как то: в транспортировке и упаковке, в перемещении деталей из одной рабочей зоны в другую, например - из 3D-принтера в камеру пост-обработки, чтобы исключить участие человека на этом этапе.
Вот так он устроен:Также компания спонсирует и представляет проект Roboy - это мобильный гуманоидный робот, который способен выполнять любые движения свойственные человеку и служить помощником на производстве.
Concept Laser и Swisslog - M Line Factory
Известный производитель печатающих металлом 3D-принтеров, Concept Laser заключил соглашение с компанией Swisslog, их общий проект - M Line Factory, это система перемещения металлических 3D-печатных деталей между станками Concept Laser с помощью роботов Swisslog.Компании продолжают совершенствование аппаратных комплексов для 3D-печати металлом. Роботизированные составляющие этих машин способны провести деталь через весь цикл - от загрузки проекта в память, до выхода готового изделия на склад, - без необходимости вмешательства оператора.
Additive Industries - The MetalFAB1 Единственная в своем роде установка - единая система для печати, транспортировки из рабочей камеры и хранения готовых деталей. Фактически - готовый цех металлической 3D-печати в одном корпусе.Существуют роботы, которые способны выполнять функции сварочных и фрезерных станков c программным управлением.А также такие, которые обслуживают традиционные фрезерные ЧПУ-станки, увеличивая их производительность.Вот так с этим справляется упомянутый выше Sawyer:Выводы:
Роботы в современной промышленности везде. Они в любом цеху и в любой области производства. И это нормально: роботы экономят деньги работодателей, а рабочих спасают от вредной и монотонно-отупляющей работы; роботы работают круглосуточно и безостановочно; роботы намного точнее живых рабочих - они не устают, у них не “замыливается глаз”, их сенсоры и системы позиционирования способны сохранять точность до сотых долей миллиметра.
Пока мы видим их еще не везде - многие производственные процессы скрыты от рядового пользователя, да и не особо интересны обычно, - но совсем скоро невозможно будет не замечать того, что подавляющая часть всех материальных благ производится умными машинами.
Хотите больше интересных новостей из мира 3D-технологий?
