Уикипедия

Робототехника

Робототехника (чех. -{robot, robota}- — еріксіз еңбек + көне грекше: τέχνη — өнер; ағылш. robotics — роботика) – роботтардың құрылысымен, жұмысы мен қолдануымен айналысатын, оған қоса олардың басқару, сезіну мен мәлімет өңдеумен айналысатын механикалық, электр және электронды инженерия мен компьютер ғылымдарының біріккен саласы.

Гуманоид роботтың қолы

Робототехника-роботтар мен автоматтандыру жүйелерін құрумен және қолданумен айналысатын қолданбалы ғылым. Ол кибернетика мен механиканың бірігуі нәтижесінде пайда болды.

Робототехниканың дамуы біздің дәуірімізге дейін, біздің дәуірімізге дейінгі IV ғасырда Тарент архитектурасы басталған кезде басталды.Е. адамзат тарихындағы алғашқы роботты — ағаштан жасалған механикалық құсты құру туралы ойлады, оны 200 метрге дейін көтеру үшін бу күшімен қозғау керек еді.

Алғашқы адам тәрізді роботты 1495 жылы Леонардо да Винчи жасаған. Бұл қолды қозғалтып, басын айналдыра алатын рыцарь болды.

"Робот" термині ХХ ғасырда ойлап табылған. Ол әдебиеттен шыққан-1920 жылы Чехиядан келген жазушы Карел Чапек жалған адамдарды шығаратын өндіріс туралы пьеса жазды, онда бұл сөз алғаш рет айтылды.

Робототехниканың даму тарихы ХХ ғасырдың 60-жылдарынан басталады, General Motors өндірісінде Unimation компаниясының өнеркәсіптік роботтық манипуляторлары алғаш рет қолданыла бастады.

Робототехника роботтардан басқа автоматтандырылған техникалық жүйелер мен өндірістік үдерістердің ең жаңа техникалық жиынтықталуын әзірлеу мен қолдану жолдарын зерттейтін ғылым.

Автоматтандырылған машиналар, басқа сөзбен айтқанда роботтар, адамдардың орнына қауіпті жерлерде, немесе зауыттағы құрастыру үдерістерінде жұмыс істей алады. Роботтар сыртқы келбеті бойынша, жүріс-тырысы мен танымы бойынша адамдарға өте ұқсас болуы әбден мүмкін. Қазіргі таңда ғалымдар гуманоид роботтарды барынша адамдарға ұқсас қылуға тырысып жатыр.

Автономды түрде жұмыс істейтін роботтар туралы мәлімет көне кезден бастап ойлана бастаған, алайда сол тақырыптағы зерттеулер XX ғасырға дейін басталмаған. Ертегі кезеңнен бастап, роботтар бір күні адамдардың жүріс-тұрысына еліктейді және де адамдар сияқты адамдардың жұмыстарын істей алады деп болжалған. Қазіргі таңда робототехника тез дамып келе жатқан сала. Технология қалай тез дамыса, робототехника да солай тез дамиды, өйткені робототехника технологиямен тығыз байланыста. Технология дамыған сайын зерттеулер, әрлендер өзгеріп дамиды, соның арқасында роботтардың қолдану аймағы да ұлғаяды. Қазіргі таңда роботтар үйде, кәсіпорындар мен әскери салада қолданылады. Көптеген роботтар миналар мен бомбаларды залалсыздандыру сынды адамдарға тікелей зардап алып келетін жағдайларда қолданылады.

Робототехника қандай да роботтарды зерттеп әзірлемесе да, ол роботтар Айзек Азимовтың үш заңына бағынуы тиіс. Ол заңдарды 1942 жылы жазылған «Хоровод» атты әңгімесінде баяндаған. Ол заңдар мынадай оймен жазылған:

  1. Бір де бір робот адамға залал келтіре алмайды, немесе әрекетсіздігімен залал келуіне жол бермейді;
  2. Бірінші заңға қарсы келмесе, робот адамның барлық бұйрықтарын орындауға тиіс;
  3. Бірінші және екінші заңдарға қайшы келмесе, робот өз қауіпсіздігін қамтамасыз ету керек[1], робототехника[2].

Этимологиясы өңдеу

«Робототехника» (немесе «роботика», «robotics») сөзі ең бірінші рет Айзек Азимовтың 1941 жылы жарық көрген ғылыми-фантастикалық «Жалғаншы» («Лжец») атты әңгімесінде қолданылған.

«Робототехника» сөзінің негізін қалайтын «робот» сөзін 1920 жылы Карел Чапек деген чехиялық жазушы алғаш болып ойлап тауып, өзінің 1921 жылы қойылып, көрермендердің ілтипатына ие болған ғылыми-фантастикалық «Р. У. Р.» («Россумские универсальные роботы») атты пьесында қолданған.[3] Сол пьесада зауыт бастығы адамдарға ұқсас роботтарды ойлап табады да, тоқтатпай жұмыс істетеді. Басында андроидтар адамды мінсіз тыңдап, жұмыс істейді, алайда кейіннен қарсы шығып, өз жаратушыларын жояды.

Робототехника саласына кейіннен кірген идеялар көне заманда пайда болған. Мысалы, Гомердің «Илиадасында» Гефест деген құдай үй қызметкерлерін атлыннан жасап, сөйлеу қабілетімен қоса оларға күш пен ақыл берген (қазіргі тілмен айтқанда - жасанды ақыл). Кейбір әңгімелер бойынша, ежелгі Грекия елінің инженер-механигі Архит Тарентский ұшу қабілеті бар механикалық көгершінді құрастырған (б.ғ. 400 ж.). Оған қоса, ұқсас мәліметтер И. М. Макарова мен Ю. И. Топчееваның әйгілі «Робототехника: Тарихы мен перспективасы» атты кітабында роботтардың әлемнің дамуындағы атқарған (немесе атқаратын) рөлі туралы баяндалады.

Робототехника тарихы өңдеу

1942 жылы ғылыми-фантастикалық мәнерде жазатын жазушы Айзек Азимов робототехниканың үш заңын ойлап табады. 1948 жылы Норберт Винер тәжірибелік робототехниканың негізін құрайтын кибернетиканың қағидаларын тұжырымдаған. Толығымен автономды роботтар XX ғасырдың екінші жартысында ғана пайда болды. Ең бірінші сандық басқаруы бар бағдарламанатын робот Unimate болған. Ол робот ыстық темір бөлшектерді балқыту машинасынан көтеріп, жинауға арналған. Қазіргі таңда коммерциялық және индустриалдық роботтар кеңінен тараған. Ол роботтар адамдарға қарағанда жұмысты арзанырақ, жинақы және нық орындайды. Сол салада қолданылатын роботтардың кейбір жұмыстары адам үшін лас, қауіпті және жалықтыратын болып табылады. Роботтар кеңінен құрастыру, жинақтау, жеткізу, жер және ғарыш зерттеулері үшін, медициналық оталар, жарақ ретінде, зертханалық зерттеулер, қауіпсіздік үшін қолданылады.[4]

Роботтардың ең басты таптары өңдеу

Қазіргі кезде роботтардың көптеген түрлері бар, әртүрлі орталарда әртүрлі жолмен қолданылады. Қолдану мақсаты мен сыртқы келбеті әртүрлі болғанымен, құрылымына келгенде баршасында 3 бірдей жерлері бар:

  1. Әр робот механикалық негізі - құрылғы, рамадан тұрады. Сол раманың түрі қолданылатын мақсатына қарай өзгереді. Мысалы, робот лай мен құмның үстімен жүретін болса, шынжыр тракторлар қолданылуы мүмкін. Механикалық жағы ойлап табушының бір бөлек мәселенің шешімі, робот жүретін жердің қоршаған ортасына байланысты. Роботтың формасы атқаратын функциясымен тікелей байланысты.
  2. Әр робот электр бөлшектерден тұрады. Сол бөлшектер робот жүйелерін толығымен бақылайды. Мысал ретінде шынжыр арқылы жүретін роботты алсақ, сол шынжырларды жүргізу үшін күш керек. Сол күш электр қуаты ретінде келіп, сымдар арқылы өтіп, батареяда сақталады; осы негізгі схема. Газбен істейтін машиналар да газды қолдану үдерісі үшін токты керек етеді. Сол себептен, газбен жүретін көлік сынды машиналарда да батареялар бар. Электр жүйесі роботтың қозғалуында (мотор) қолданылады, өлшеу үшін (электр сигналдар жылу, дауыс, тұрған жері мен энергия мөлшерін анықтау үшін) және жалпы қолдану үшін (робот жалпы негізгі операцияларды жасау үшін өз мотор мен сенсорларына біраз энергия жолдауы керек).
  3. Барлық роботтар кішкене болса да компьютер кодын керек етеді. Сол алгоритмде робот қалай жұмыс істейтіні көрсетіледі. Код жазған адам программаның ішінде робот шешімін қалай және қашан қабылдап, әрекет ететінін жазады. Сол шынжыр арқылы жүретін робот өзінің механикалық дизайны мен құрылысының арқасында лайды керемет етіп, өзінің батареясынан сымдар арқылы керек мөлшерде энегия алса да, компьютер программасынсыз орнынан жылжымайды; өйткені программа роботқа қашан, қайда жылжу керек екендігін айтады. Программа роботтың негізгі мәнін құрады. Роботтың механикалық және электр бөлшектері керемет әрленіп, бірақ жазылған программасы нашар болса, роботтың жұмыс істеуі екі талай, істесе де, қозғалуы мен жұмыс істеуі ретсіз болады. Негізгі үш түрлі алгоритмдер бар: қашықтан басқару, жасанды интеллект және гибрид. Қашықтан басқарылатын роботтарда бұйрықтар жиынтығы бар. Ол бұйрықтарды тек қашықтан басқаратын құрылғының сигналын алғаннан кейін ғана орындайды. Жалпы айтқанда, адам сол құрылғы арқылы бір қашықтықта орналасқан роботты басқарады. Жасанды интеллект қолданылатын роботтар қоршаған ортаға байланысты шешімдерді өздері қабылдайды. Роботтың жүйесіне қоршаған ортаның факторларына, объектілеріне әртүрлі реакция жазылған. Жасанды интеллект сол реакцияларды ескере тұрып, қоршаған ортаның факторларына өзі әсер береді. Негізінен, жасанды интеллект адамның ойлау қабілетіне ұқсас болуы керек, немесе ұқсастыруды көздейді. Ал гибрид қашықтан басқару мен жасанды интеллектілердің біріккен кезі.

Робот құрамдастары өңдеу

Қуат көзі өңдеу

Қазіргі кезде ең көп қолданылатын (қорғасын-қышқылды) батареялар қуат көзі ретінде қолданылады. Батареялардың көптеген түрлері роботтың қуат көзі ретінде қолданыла алады. Қорғасын-қышқылдан жасалған ауыр, бірақ қауіпсіз, ұзаққа шыдайтын батареялардан бастап, күміс-кадмийден жасалған кішкентай ғана, бірақ қымбат батареяларға дейін қолданыста. Батареяны қолданатын роботты әзірлеу кезінде батареяның қауіпсіздік факторын, қолдану циклы мен салмағын есепке алу керек. Ішкі жану қозғалтқышы сынды генераторлар қолданыла алады. Алайда, ондай жобалардың салмағы ауыр, механикалық тұрғыдан күрделі, және оған отын мен жылуды жою жолдары керек. Роботты қуат көзімен байланыстыратын шектей қуат көзін толығымен алып тастар еді. Оның бір жақсы жағы электр энергиясын өндіру мен энергияны сақтау бөлшектерін роботтан басқа жерге қойып, салмағы азайып, орын көбейтеді. Алайда, бұл жолдың кері жақтары да бар. Оның бірі — үнемі роботқа жалғанған сымдар робот басқаруын және жылжуын қиындатады. Әлеуетті қуат көзі:

  • Пневматикалық (сығылған газдар)
  • Күн энергиясы (күн энергиясын қолданып, оны электр энергиясына түрлендіру)
  • Гидравликалық (сұйықтық)
  • Маховик энергиясын сақтау
  • Органикалық қоқыс (анаэробты ас қорыту арқылы)
  • Қалдықтар (адам, жануарлардың фекалиялары); әскери тұрғыдан қарағанда кішкентай жауынгерлердік топтардың фекалиялары энергия ретінде қайтадан қолданыла алады DEKA жобасының Slingshot Stirling моторы қалай жұмыс істейтінін қараңыз)

Роботты іске қосуы өңдеу

Роботтың қозғалуға арналған бөлшектері адамның бұлшық еті сынды. Сол роботтың "бұлшық еті" сақталып тұрған энергияны жылжуға қолданады. Қазіргі кезге дейін ең көп қолданылатын түрі ол дөңгелекті, немесе редукторды қозғалысқа келтіретін электр мотор мен зауыттардағы индустриалды роботтарды қозғалысқа алып келетін желілік жетек. Алайда, қазіргі кезде роботтың "бұлшық еттерін" қозғалтудың баламалы түрлері пайда болды, соның арасында электр қуатмен, химиялық қоспалармен, немесе сығылған ауа арқылы.

Электр моторлар өңдеу

Роботтардың көп бөлігі электр моторларын қолданады. Портативті роботтарда көбінесе тікелей тоқпен жұмыс істейтін brushed және brushless моторлары, немесе айнамалы тоқпен жұмыс істейтін индустриалды роботтар және CNC машиналары. Сондай моторлар көбінесе жүгі жеңіл және басым жылжымы айналмалы жүйелерде қолданылады.

 
Протез аяқ - роботтың "бұлшық еттері"

Желілік жетек өңдеу

Желілік жетектердің көптеген түрлері айналудың орнына алға-артқа жылжиды, бағыты тез және көп өзгереді. Көбінесе индустриалды роботтар сынды үлкен күш қуат керек кезінде қолданылады. Басты түрлері сығылған ауа (пневматикалық), немесе сұйықтық (гидравликалық) қолданады.

Қатарлап келген серпімді жетектер өңдеу

Серіппелер мотор жетегінің бір бөлігі ретінде жобаланады. Серіппе көптеген роботтарда қолданылған, мысалға гуманоид робот.[5]

Ауа бұлшықеттері өңдеу

Пневматикалық жасанды бұлшықеттер, басқаша айтқанда ауа бұлшықеттер, дегеніміз желді күштеп үрлеген кезде созылатын (40% дейін) құбырдың ерекше түрі сынды. Олар кейбір роботтардың түрлерінде қолданылады.[6][7][8]

Сым сынды бұлшықеттер өңдеу

Сым сынды бұлшықеттер тағы есте сақтау қабілеті бар қорытпа ретінде белгілі. Nitinol® немесе Flexinol® сымдары сым бойында тоқ жүрген кезде аздап созылатын (әдетте 5%-дан аз) материал. Бұлшықеттердің бұл түрі өте аз қолданылады.[9][10]

Серпімді наноқұбырлар өңдеу

Серпімді наноқұбырлар келешегі зор жасанды бұлшықеттер технологиясы. Қазіргі кезде ол зерттеулердің бастапқы кезеңінде. Карбон наноқұбырларында ақаулар жоқ болғанның арқасында карбон жіптері бірнеше пайызға өз ұзындығын өзгерте алады. Темір наноқұбырлардың энергия сақтау қабілеті 10 Ж/см3 шамасында. Адамның бицепстері сол материалдың диаметрі 8 мм сыммен айырбасталына алады. Келешекте сондай жинақы бұлшықеттермен жабдықталған роботтар адамдарды озып кетуі мүмкін.[11]

Сенсор өлшемелері өңдеу

Роботтар сенсорлар арқылы қоршаған орта, немесе ішкі бөлшектер туралы нақты мәлімет ала алады. Айтылған тапсырмаларды орындау үшін, қоршаған ортадағы өзгерістерді сезініп, қолайлы жауапты қайтару үшін сезіну роботтар үшін өте мағызды болып табылады. Роботтар сенсорлар арқылы көптеген мөлшемдерді жасайды, сенсорлар қорғаныс, немесе бұзылыс туралы ескертулер береді және нақты уақытта жасалынып жатқан тапсырмалар туралы ақпарат береді.

Жанасу өңдеу

Қазіргі робот қолдар мен протез қолдар адам қолына қарағанда кем тактильді ақпарат алады. Ғалымдар соңғы зерттеулерде адам саусақтарының механикалық қасиеті және сезіну рецепторларын еліктейтін тактильді сенсор массивін ойлап тапты.[12][13]

2009 жылы бірнеше Еуропалық елдерінің және Израиль елінің ғалымдары SmartHand протез қолын жасап, шығарды. Сол қол шынайы адам қолы сынды – қолсыз қалған адамдар сол протез қолдың арқасында жазып, пернетақтада теріп, күйсандықта ойнап және де басқа жұмыстарды атқара алды. Ауру адам протез қолдағы сенсорлардың арқасында шынайы саусақ сезімдерін сезіну қабілетіне ие болды.

Көру қабілеті өңдеу

Компьтердің көру қабілеті дегеніміз көре алатын машинаның ғылым және технологиясы. Ғылыми пән ретінде компьтердің көру қабілеті жасанды жүйенің арқасындағы суреттерден ақпарат алудың теориясы. Суреттен келетін ақпарат бірнеше түрде болады, мысалы видеодағыдай суреттер қатары, немесе камералардың көрінісі сынды.

Компьтердің көру қабілетінің қолдануында компьтерлер нақты мәселені шешуге арналған алдын-ала бір дайын программа жызылған, дегенмен қазіргі кезде машинаның өзін - өзі үйрету қабілетін дамытып жатыр.

Компьтердің көру қабілеті үлкен сала, соның ішіндегі салалардың бірі әртүрлі қиындық деңгейлерінде адамның биологиялық жүйесін құлығы мен әрекет ету қабілетін еліктеуге әрлемген. Компьтердің көру қабілеті саласының ішінде машинаның өзін - өзі үйрету әдістерінің бастамасы биология пәнінде.

Басқасы өңдеу

Роботтар сезіну қабілеті үшін басқа lidar, radar and sonar атты жүйелерді қолданады.

Манипуляция өңдеу

Роботтарға белгілі бір затты көтеріп, орнын ауыстыру, өзгерту, сындыру немесе одан басқа әрекет жасау керек. Роботтардың қолдарын робототехника саласында ағылшынша end effectors деп атайды.[14] Робот қолдарының соңы, нақты айтқанда затты ұстайтын бөлігі ауыстырмалы болады. Әр бір түрі нақты бір жұмыс түріне арналған. Алайда, кейбір роботтарда соңы тұрақты болады, ол кезде аустырылмай бір ғана түрлі қысқышпен жұмыс жасайды, кейбіреулерінде гуманоид роботтың қолы сынды (адам қолы сынды) тұрақты, бірақ жұмыстың бірнеше түрін атқара алатын болады.[15]

Механикалық қысқыш өңдеу

Ең көп кездесетін түрлердің бірі. Ең жай көрінісінде тек екі саусағы бар. Екі саусақпен кішкентай заттарды ашып, жауып, көтеріп, жібере алады. Саусақтардың арасынан темір сым өткен шынжыр ретінде жасалынады.[16] Қиындығы орташа қолдар Delft қолы сынды,[17][18] ал адам қолы сынды жұмыс істей алатын қиынырақ қолдар Shadow Hand және Robonaut қолдары сынды.[19] Меканикалық қысқыштар түрлі болып келеді, соның ішінде үйкелес және қамтитын жақ (қысқыш). Үйкелес қысқыш затты жылжытпай ұстауға тырысады, үйкелесті қолданып, күштің бәрін соған жұмсайды. Ал қамтитын қысқыш затты ұстайды, бірақ үйкелесті азырақ қолданады.

Вакууымдық қысқыштар өңдеу

Вакууымдық қысқыштардың жасалуы қарапайым болғанымен, олар ауыр заттарды көтеру қабілетіне ие. Көтеретін заттын сырты тегіс болса болғаны, насостар арқылы ауыны сорып алып, заттарды көтереді.

Электронды бөлшектер мен көлік жел әйнегі сынды үлкен ауыр заттарды көтеруге арналған роботтар қысқыштар ретінде көбінесе қарапайым вакууымдық қысқыштарды қолданады.

Жалпы мақсаттағы робот қолдары өңдеу

Біраз озат роботтар толығымен адам қолы ұқсас Shadow Hand, MANUS,[20] and the Schunk сынды қысқыштарды қолдануды бастады.[21] Сол қолдар өте епті, оған қоса сол қысқыштарда 20 шақты DOF (degrees of freedom – жылжу бостандығы) мен жүздеген тактильді сенсорлары бар.[22]

Робот жылжу түрлері өңдеу

Дөңгелекті роботтар өңдеу

Қарапайымдық үшін роботтардың көбісі 4 дөңгелекпен, немесе үздіксіз платформамен қамтамассыз етілген. Кейбір ғалымдар жылжымалы роботтарддың қиынырақ түрін жасауға тырысты, оның ішінде бір, немесе екі дөңгелекпен жүретін роботтар бар. Ол роботтардың бөлшек саны азаяды, оған қоса 4 дөңгелегі бар робот өте алмайтын шектелген жерде бір немесе екі дөңгелегі бар роботтар жүре алады.

Екі дөңгелекті теңгеру роботы өңдеу

Теңгеру роботтары әдетте гироскоп қолданады. Гироскоп арқылы робот қаншалықты тез және қай жағына қарай құлап жатқанын анықтап, дөңгелегін құлап жатқан жаққа қарай айдайды. Сонда робот ішіндегі төңкерілген маятниктің динамикасына байланысты секундына жүздеген рет жиілігімен теңгеруге тырысады[23] Қазіргі кезде теңгерумен жұмыс істейтін көптеген роботтар шығарылды. Робот деп автоматтандырылған құрылғы ретінде қарастырсақ, Segway робот емес, қарапайым роботтың мобилді платформасы RMP (Robotic Mobility Platform) ретінде қабылдауға болады. Мысал ретінде NASA-ның Robonaut роботын қарастырсақ, робот Segway платформасына құрастырылғанын байқаймыз.

Бір дөңгелекті теңгеру роботы өңдеу

Екі дөңгелекті теңгеру роботтың кеңейтімі бір ғана дөңгелекпен 2D-ның қалаған жағына жүре алады. Алайда, роботтың бұл түрі дөңгелек ретінде шарды қолданады. Жақында бірнеше бір дөңгелекті теңгеру роботы пайда болды, солардың бірі Карнеги Меллон Университетінің Ballbot роботы. Оның бойы мен ені адаммен бірдей. Басқасы Tohoku Gakuin Университетінің BallIP роботы.[24] Осындай роботтардың бойы көбінесе ұзын, ендері арық және кішкентай жерде маневр жасауға қабілеттері бар; сол себептен осындай роботтар басқа роботтарға қарағанда адамдардың ортасында өз орнын табады.

Сфералық "Orb bot" роботы өңдеу

Ғалымдардың тағы бір ойы – роботтарды шардың ішіне толығымен енгізу. Зерттеушілердің ойы бойынша робот айналатын еді, немесе робот орналасқан шардың сырқы қабығы айналып, іші жылжымайтын. Роботтың осы түрі orb bot, немесе ball bot деген атпен қалды.[25][26][27]

Алты-дөңгелекті роботтар өңдеу

Төрт дөңгелектің орнана алты дөңгелек қолдану шешімі таулы жерлерде, немесе шөпте жүргенде роботқа жақсырақ тартым мен жолмен қысылсу береді.

Шынжыр табанды робот өңдеу

Ал шынжыр табанды роботтар одан сайын жақсы тартым береді. Шынжырлы жылжу механизмі өзін жүрген кезде жүздеген дөңгелектен жасалған сынды ұстайды. Сол себептен сыртқы жерлерде өз қолданысын тапты. Көбінесе қолданылатын салалырдың бірі – әскери сала. Әскери операциялар көбінесе сыртта өтеді, қарапайым дөңгелекпен жетуге қиын жерлерде шынжыр табанды робот оңай жете алады. Алайда, үйдің ішіндегі палас, немесе тегіс жерлерде роботтың бұл түрін қолдану қиындау болмақ. Осы түріне жататын роботтардың бірі – NASA-ның Urbie атты қалалық роботы.[28]

Тура жүретін роботтар өңдеу

Тура жүру үдерісі қиын және динамикалық мәселе. Бірнеше роботтар адам сынды екі аяқтап жүре алады, алайда олардың біреуі де адам сияқты аяғын нық баса алмайды. Адамның жүру қабілеті туралы көптеген зерттеулер жүргізілді, солардың бірі 2008 жылы Texas A&M Университетінде ашылған AMBER лабораториясында.[29] Басқа роботтар екі аяқтан көбірек болып құрастырылды. Екі аяқты роботқа қарағанда аяқтары көбірек болғанымен ол роботтардың құрастыруы жеңілрек болатын. Сол себептен екі аяқтан көбірек, бірақ тура жүре алатын роботтарды құрастыра бастады. Роботтардың бірін итке ұқсатып құрастырған болатын. Тура жүретін роботтар қозғалыс жүйесі басқа роботтармен салыстырғанда кез келген, тегіс емес жерлерде жүре алатын болды, оған қоса мобилді және энергияны үнемдейтін болды. I, Robot сынды фильмдерде гибрид роботтардың түрлері ұсынылды. Робот басында екі аяқтап, кейіннен төрт аяққа (екі аяқ, екі қол)тұрып жүгіреді. Әдетте, екі аяқты робот тегіс жерде жүре алады және кейбір кездерде баспалдықпен да көтеріле алады.

Жылжудың басқа түрлері өңдеу

Ұшу өңдеу

Жалпы айтқанды қазіргі жолаушылар ұшағы екі адамға бағынатын ұшатын робот. Ұшақтардың автопилоттары қосылу тұрса, компьютер ұшақты саяхат бойы толығымен (жерден ұшу, ауада ұшу мен қону) басқара алады. Ұша алатын роботтардың басқа түрі ұшқышсыз ұшақтар, басқа аты unmanned aerial vehicles (UAVs). Ол ұшықта адамдар болмайды, сол себептен кәдімгі ұшақтарға қарағанда кішірек, жеңілрек болады. Ол ұшақтар әскери қадағалау миссиялары үшін қауіпті аймақтарға ұшады. Кейбіреулері штабтан келген бұйрықпен атуды бастайды. Кейбір роботтар адамның бұйрығысыз автоматты түрде оқ ата бастайды. Ұшатын роботтардың басқа түрі – ол қанатты зымрандар, Entomopter, және Epson micro helicopter robot. Air Penguin, Air Ray,және Air Jelly сынды роботтардың денелері ауадан жеңіл, олар ескекпен жүріп, гидролокациямен басқарылады.

Иірілген қимылдар өңдеу

Бірнеше жылан сынды роботтар істеп шығарылған. Сол роботтар жылан қимылын еліктеп, шектелген жерлерге жете алады. Сол себептен, бір күні жылан сияқты роботтар бұзылған ғимараттардың астарынан адам іздеуге көмектеседі. Жапондық ACM-R5 жылан роботы жермен ғана қоймай суда да жүзе алады.

Сырғанайтын роботтар өңдеу

Әлем бойынша сырғанайтын роботтардың саны көп емес, солардың бірі көп-режимді жүре алатын және сырғанай алатын робот. Ол роботтың төрт аяғы бар, әр аяқта бір дөңгелектен (дөңгелектерге күш салынбайды). Робот сол дөңгелектерді кәдімгідей басып жүре алады, немесе айдыра алады. Роботтың басқа түрі, Plen роботы, кішкентай скейт борт, немесе роликті конькимен сырғанай алады.[30]

Альпинизм өңдеу

Роботты тік бетпен төбеге көтерілу үшін ғалымдар біраз күш жұмсап, әртүрлі тәсілдерді қолданған. Тәсілдердің бірі адамның тауға шығуда жасайтын қимылдарын қайталау болатын; дене массасының ортасын түзеп, әр қимылмен иінтірекке ие болу. Осындай роботтардың бір мысалы ретінде Калифониядағы Стэнфорд Университетінің Ruixiang Zhang Докторының Capuchin [31] атты тумасын келтіруге болады.

Жүзетін робот (балық сияқты) өңдеу

Санау бойынша кейбір балықтар жүзген кезде қозғағыштың тиімділігін 90%-дан асыра алады. Оған қоса, адам құрған қайық, немесе су астында жүзетін қайықтан тезірек жеделдетіп маневрді жақсы атқарады; және олар аз шу шығарып, суды аз мазалайды. Сол себептен су асты роботтарды зерттейтін ғалымдар жылжудың осы түрін қайталағысы келеді. Осындай роботтардың жарқын мысалдыры Эссек Университетінің Компьтер Ғылымдарының G9 Балық Роботы және Дала Роботының Институтыжасаған Tuna Роботы. Осы роботтар балықтардың суда жүзуін талдап, математикалық моделін жасау үшін соғылған еді. Неміс Festo компаниясының Aqua Penguin [32] роботы пингвиндердің сүйір денесіy қайталап, жылжу үшін пингвиндер сияқты “ескекаяқтарын” қолданады. Festo компаниясы медуза (jellyfish) қимылын қайталайтын Aqua Jelly роботын істеген.

Желкенді Қайық өңдеу

Мұхит бетінде өлшемелер жасау үшін желкенді қайық сияқты роботтар шығарыла басталды. Сондай роботтардың бірі IFREMER және ENSTA-Bretagne компаниялары соққан Vaimos [33] роботы. Жылжытатын күш желден келетін болғандықтан, батарея энергиясы тек қана компьютерге, байланыс және меңгерікті бұру үшін қажет. Егер роботтың күн панелі болса[34], теория жүзінде ол робот шексіз жүре алатын болады. Желкенді Қайық роботтардың жарыстары өтіп тұрады. Сондай жарыстардың екі ең маңыздылары ол жыл сайын Еуропада болатын WRSC және Sailbot жарыстары.

Қоршаған ортамен байланыс пен навигация өңдеу

Қазіргі кездегі роботтардың көбісі адамның бұйрақтарымен жұмыс істейді, немесе бір орында қозғалыссыз істейді. Оған қарамастан адамзат динамикалық ортада автономды түрде жұмыс істей алатын роботтарға қызығушылықтарын арттырып жатыр. Сол роботтарға қоршаған ортада кедергісіз жүру үшін навигация керек. Егер күтпеген жағдайлар (мысалы адамдар мен басқа заттар бір орында тұрмай, жылжитын болса) туындаса робот соғысып мәселе туғызуы мүмкін. ASIMO және Meinü robot сынды жоғары дамыған роботтардың навигация жүйелері де мықты. Өзін - өзі бақылай алатын, немесе Ernst Dickmanns-ның жүргізушісіз автокөліктері қоршаған ортаны сезіп, навигация бойынша шешімдерді көліктің өзі қабылдай алады. Сондай роботтардың көбісі жол нүктелердің арасында шарлау үшін GPS-ті radar, кейбір кездерде lidar сынды сенсорлармен, video cameras және инерциялық бағдар жүйелерімен қоса қолданады.

Адам сөзін тану өңдеу

Көбіне адам сөйлеуінің өзгергіштігінің арқасында компьтер үшін адамның нақты уақытта сөйлеген сөзін тану қиынға соғады. Жергілікті акустика, бөлме көлемі, адамның жағдайы (ауру немесе тәуір) сынды себептердің арқасында бір адамның сөйлеген бір сөзі әртүрлі естілуі мүмкін. Ал егер адамның екпіні болса жағдай одан да нашарлай түседі. Оған қарамастан, 1952 жылы Davis, Biddulph және Balashek дауыс тану саласында үлкен қадамдар жасап, бір адамның 10 санды айтқанын 100% дәлдікпен тани алатын әлемнің ең бірінші “дауыспен енгізу жүйесін” ойлап тапты. Қазіргі кездегі жүйелер минутына 160 дейін табиғи үздіксіз сөйлеулерді 95% дәлдікпен тани алады.

Роботтың дауысы өңдеу

Роботтарды адам сынды сөйлеткізу жүрісінде кедергілер пайда болып жатыр. Әлеуметтік себептерге бола, синтетикалық дауысты қолдану қолайсыз деп шешілді, сол себептен дауыстың эмоционалды құрамдастарын түрлі жолдармен дамыту керектігі байқалды.

Дереккөздер өңдеу

  1. ↑ Политехнический терминологический толковый словарь / Составление: В. Бутаков, И. Фаградянц. — М.: Polyglossum, 2014.
  2. ↑ Традиционный перевод на русский в произведениях А. Азимова.
  3. ↑ Zunt, Dominik Who did actually invent the word "robot" and what does it mean?. The Karel Čapek website. Тексерілді, 11 қыркүйек 2007.
  4. ↑ Robotics: About the Exhibition. The Tech Museum of Innovation. Тексерілді, 15 қыркүйек 2008.
  5. ↑ CiteSeerX — Series Elastic Actuators for legged robots. Citeseerx.ist.psu.edu. Тексерілді, 27 қараша 2010.
  6. ↑ Air Muscles from Image Company
  7. ↑ Air Muscles from Shadow Robot Мұрағатталған 27 қыркүйектің 2007 жылы.
  8. ↑ Tondu, Bertrand (2012). "Modelling of the McKibben artificial muscle: A review." Journal of Intelligent Material Systems and Structures, Vol. 23, No. 3, pp. 225-253. [1]
  9. ↑ TALKING ELECTRONICS Nitinol Page-1. Talkingelectronics.com. Тексерілді, 27 қараша 2010.
  10. ↑ lf205, Hardware: Building a Linux-controlled walking robot. Ibiblio.org (1 қараша 2001). Тексерілді, 27 қараша 2010.
  11. ↑ John D. Madden, 2007, /science.1146351
  12. ↑ "Syntouch LLC: BioTac(R) Biomimetic Tactile Sensor Array". Retrieved 2009-08-10.
  13. ↑ Wettels, N; Santos, VJ; Johansson, RS; Loeb, Gerald E.; et al. (2008). "Biomimetic tactile sensor array".Advanced Robotics 22 (8): 829–849.doi:10.1163/156855308X314533.
  14. ↑ "What is a robotic end-effector?". ATI Industrial Automation. 2007. Retrieved 2007-10-16.
  15. ↑ G.J. Monkman, S. Hesse, R. Steinmann & H. Schunk – Robot Grippers – Wiley, Berlin 2007
  16. ↑ Discovery Channel's Mythbusters making mechanical gripper from chain and metal wire
  17. ↑ Delft hand by TU Delft
  18. ↑ Delft hand by Gert Kragten
  19. ↑ Robonaut hand
  20. ↑ MANUS
  21. ↑ Allcock, Andrew (2006-09). "Anthropomorphic hand is almost human". Machinery. Retrieved 2007-10-17.Check date values in: |date= (help)
  22. ↑ Shadowrobot.com
  23. ↑ "T.O.B.B". Mtoussaint.de. Retrieved 2010-11-27.
  24. ↑ "IEEE Spectrum: A Robot That Balances on a Ball". Spectrum.ieee.org. Retrieved 2010-11-27.
  25. ↑ "Swarm". Orbswarm.com. Retrieved 2010-11-27.
  26. ↑ "The Ball Bot : Johnnytronic@Sun". Blogs.sun.com. Retrieved 2010-11-27.
  27. ↑ "Senior Design Projects | College of Engineering & Applied Science| University of Colorado at Boulder". Engineering.colorado.edu. 2008-04-30. Retrieved2010-11-27.
  28. ↑ JPL Robotics: System: Commercial Rovers
  29. ↑ AMBER lab
  30. ↑ "Plen, the robot that skates across your desk". SCI FI Tech. 2007-01-23. Retrieved 2007-10-23.
  31. ↑ Capuchin on YouTube
  32. ↑ youtube.com
  33. ↑ Jaulin, L.; Le Bars, F. (2012). "An interval approach for stability analysis; Application to sailboat robotics"(PDF). IEEE Transaction on Robotics 27 (5).
  34. ↑ Why is my electric bill so high with solar panels?. luminsmart.com (ағыл.)
«https://kk.wikipedia.org/w/index.php?title=Робототехника&oldid=3313010» бетінен алынған