Роботы — они такие разные!
В этой статье мы попробуем разобраться в бесконечном многообразии роботов. Прежде всего ответим на вопрос: как поступают люди, если хотят разобраться во всём многообразии животного мира? Совершенно верно! Они применяют классификацию. Так же поступим мы и по отношению к роботам — систематизируем их многоликое семейство. Роботов можно разделить на автономных и автоматических.
К автоматическим роботам относятся машины, которые выполняют все действия самостоятельно, без участия и какой-либо помощи со стороны человека. Типичным примером автоматических роботов является промышленная армия всевозможных автоматических сварщиков, сборщиков, погрузчиков и т. д. Хотя эти электромеханические создания и кажутся на первый взгляд скучными машинами, выполняющими рутинную работу изо дня в день, у них есть уйма интересных особенностей.
Во-первых, такие устройства похожи на муравьёв. Роботы и муравьи — что тут общего? — спросите вы. А вот и ответ: один такой робот размером с человека может нести нагрузку 200—300 кг, в несколько раз превышающую его собственную массу, точь-в-точь как это делают муравьи.
Робот-сварщик
Во-вторых, промышленные роботы, в отличие от рабочих на заводах, функционируют безостановочно 24 часа в сутки, а не 8 часов с правом на обеденный перерыв и ежегодный отпуск.
В-третьих, они обладают поразительной точностью: точность позиционирования исполнительных элементов может достигать ± 0,01 мм.
В-четвёртых, у промышленных роботов есть, как правило, 6 степеней свободы. Степень свободы, говоря простыми и очень грубыми словами, — это количество независимых направлений вращения частей робота. Три из шести степеней свободы необходимы, чтобы указать местоположение (х, у, z — в декартовой системе координат), и три — чтобы указать ориентацию.
Особенности электромеханических рабочих можно перечислять бесконечно, мы же рассмотрели только основные. А одного из таких, по-своему симпатичных и величественных, созданий — робота для лазерной сварки — вы можете видеть на картинке слева.
Автоматические роботы встречаются повсеместно: не только на заводах и фабриках, но даже в быту. Многие из вас видели, а возможно, и приобрели себе домой робот-пылесос. Как ни говорите, а лень — всё-таки двигатель прогресса!
Робот-пылесос
Кроме того, практически любой робот-пылесос, закончив уборку, едет в свой собственный уютный домик (на специальную базу), где сам себя подзаряжает.
Ещё одной особенностью роботов-пылесосов является то, что они знают, где именно убирать пыль. Во-первых, у них есть датчики загрязнения, а во-вторых, они прекрасно понимают — грязь скапливается в углах комнат, откуда они и пытаются достать её с особым усердием. Но всё же такие роботы не идеальны. Никакой робот не заменит самую обыкновенную горничную с пылесосом в руках.
Манипулятор
Роботы, как мы уже знаем, бывают ещё и автономными. К автономным роботам относят те устройства, которые управляются частично или полностью человеком. Приведём пример. Очень часто возникает необходимость работать в опасных условиях, с ядовитыми или радиоактивными веществами, подвергая себя смертельному риску. А вот используя роботов, можно этого риска избежать. Вместо того чтобы переливать опасный реагент из одной пробирки в другую своими руками, можно воспользоваться любезно предлагаемыми электромеханическими клешнями — манипуляторами. Манипулятор — это устройство, применяемое для перемещения предметов в пространстве. Самым простым манипулятором является обыкновенный подъёмный кран.
Но такие устройства могут быть и куда более сложными. Отечественное предприятие производственное объединение «Маяк» является крупнейшим в России производителем радиоактивных изотопов. Неужели работники этого предприятия вручную смешивают опаснейшие в мире радиоактивные вещества? Конечно нет! Для этого используют специальные манипуляторы для работы с источниками изотопов. Сам радиоактивный изотоп находится при этом за невероятно толстым свинцовым стеклом и слоями бетона. Беззащитный человек как ни в чём не бывало крутит ручки управления, и его движения повторяет электромеханическая рука за стеклом.
Telesar V
Бывают автономные роботы и несколько другими. Если манипулятор имитирует поведение какой-то одной части тела, то почему бы не создать устройство, повторяющее поведение тела целиком! Японские учёные из Университета Кэйо создали робот-аватар, полностью копирующего поведение человека. Вы смотрите направо — он смотрит направо, вы поведёте рукой — он поведёт рукой, вы повернётесь — он за вами. Чтобы управлять им, вы должны надеть специальный костюм и 3D-очки. Робот не только повторяет ваши движения, он передаёт вам свои ощущения. Вы в буквальном смысле чувствуете всё, что чувствует он, и видите всё, что видит он. Одной из целей создания такого робота является ограничение взаимодействия человека с окружающей средой. Вы можете сидеть дома, а аватар будет делать всё за вас.
Мы познакомились с одной из возможных классификаций роботов. Важно знать, что существует и другая классификация, используемая в иных случаях систематизации роботов.
Аспирант физического факультета ЮФУ, инженер АСУ ТП
А. В. Донченко
На странице использованы изображения из следующих источников:
