Робототехника - ПРИВОДЫ

Робототехника - ПРИВОДЫ

к предыдущему сообщению

"Робототехника"

/2014/01/blog-post_10.html/

Приводы

Это «мышцы» роботов.

В настоящее время самыми популярными двигателями в приводах являются электрические, но применяются и другие, использующие химические вещества или сжатый воздух.

Двигатели постоянного тока:

В настоящий момент большинство роботов используют электродвигатели, которые могут быть нескольких видов.

Шаговые электродвигатели:

Как можно предположить из названия, шаговые электродвигатели не вращаются свободно, подобно двигателям постоянного тока.

Они поворачиваются пошагово на определённый угол под управлением контроллера. Это позволяет обойтись без датчика положения, так как угол, на который был сделан поворот, заведомо известен контроллеру; поэтому такие двигатели часто используются в приводах многих роботов и станках с ЧПУ.

Пьезодвигатели:

Современной альтернативой двигателям постоянного тока являются пьезодвигатели, также известные как ультразвуковые двигатели.

Принцип их работы весьма оригинален: крошечные пьезоэлектрические ножки, вибрирующие с частотой более 1000 раз в секунду, заставляют мотор двигаться по окружности или прямой. Преимуществами подобных двигателей являются высокое нанометрическое разрешение, скорость и мощность, несоизмеримая с их размерами. Пьезодвигатели уже доступны на коммерческой основе и также применяются на некоторых роботах.

Воздушные мышцы:

Воздушные мышцы — простое, но мощное устройство для обеспечения силы тяги.

При накачивании сжатым воздухом мышцы способны сокращаться до 40 % от своей длины. Причиной такого поведения является плетение, видимое с внешней стороны, которое заставляет мышцы быть или длинными и тонкими, или короткими и толстыми. Так как способ их работы схож с биологическими мышцами, их можно использовать для производства роботов с мышцами и скелетом, аналогичными мышцам и скелету животных.

Электроактивные полимеры:

Электроактивные полимеры — это вид пластмасс, который изменяет форму в ответ на электрическую стимуляцию.

Они могут быть сконструированы таким образом, что могут гнуться, растягиваться или сокращаться. Впрочем, в настоящее время нет ЭАП, пригодных для производства коммерческих роботов, так как все ныне существующие их образцы неэффективны или непрочны.

Эластичные нанотрубки:

Это — многообещающая экспериментальная технология, находящаяся на ранней стадии разработки.

Отсутствие дефектов в нанотрубках позволяет волокну эластично деформироваться на несколько процентов. Человеческий бицепс может быть заменён проводом из такого материала диаметром 8 мм. Подобные компактные «мышцы» могут помочь роботам в будущем обгонять и перепрыгивать человека.

Робототехника

Робототехника

(От робот и техника; англ. robotics)

Прикладная наука, занимающаяся разработкой автоматизированных технических систем и являющаяся важнейшей технической основой интенсификации производства.

Робот Asimo производства Honda

   Робототехника опирается на такие дисциплины, как электроника, механика, информатика, а также радиотехника и электротехника. Выделяют строительную, промышленную, бытовую, авиационную и экстремальную (военную, космическую, подводную) робототехнику.


   Манипуляционный робот — автоматическая машина (стационарная или передвижная), состоящая из исполнительного устройства в виде манипулятора, имеющего несколько степеней подвижности, и устройства программного управления, которая служит для выполнения в производственном процессе двигательных и управляющих функций. Такие роботы производятся в напольном, подвесном и портальном исполнениях. Получили наибольшее распространение в машиностроительных и приборостроительных отраслях.


   Мобильный робот — автоматическая машина, в которой имеется движущееся шасси с автоматически управляемыми приводами. Такие роботы могут быть колёсными, шагающими и гусеничными (существуют также ползающие, плавающие и летающие мобильные робототехнические системы, см. ниже).

Arduino

Arduino

   Arduino – это инструмент для проектирования электронных устройств (электронный конструктор) более плотно взаимодействующих с окружающей физической средой, чем стандартные персональные компьютеры.

плата Arduino

   Это платформа, предназначенная для «physical computing» с открытым программным кодом, построенная на простой печатной плате с современной средой для написания программного обеспечения.

   Arduino применяется для создания электронных устройств с возможностью приема сигналов от различных цифровых и аналоговых датчиков, которые могут быть подключены к нему, и управления различными исполнительными устройствами. Проекты устройств, основанные на Arduino, могут работать самостоятельно или взаимодействовать с программным обеспечением на компьютере (напр.: Flash, Processing, MaxMSP). Платы могут быть собраны пользователем самостоятельно или куплены в сборе.

Arduino MEGA

любительский робот на Arduino

Учащиеся работают над проектом робота

Искусственный интеллект

 Сцилла и Харибда искусственного интеллекта.

Подобно герою «Одиссеи» Гомера, человечество на своем пути движется от одной опасности к другой. Причем ту угрозу, о которой пойдет речь здесь, обойти стороной никак нельзя. Но опасность эта двояка. Так что единственно верный маршрут – умудриться пройти ее посередине.
Речь, конечно же, идет об очень быстро прогрессирующих ныне компьютерных подсистемах, обобщенно именуемых «искусственным интеллектом» или кратко ИИ.
Те две гигантские опасности ИИ, что поджидают нас в недалеком будущем и в потенциале способны привести к исчезновению человека как биологического вида, условно можно называть «угроза Терминатора» и «технологическая сингулярность».
 Поскольку остановить прогресс развития роботов и компьютерных систем в целом при любом реалистичном сценарии развития человечества не представляется возможным, обойти эти проблемы стороной нам никак не удастся. Проблема очевидна и ее надо решать.
О том, что делается на данном направлении сегодня, и пойдет речь. Но начало истории, однако, будет не очень серьезным – дабы не нагнетать...
В последних числах ноября 2012 министерство обороны США решило навестить ясность в вопросах применения своих боевых роботов. Был издан официальный документ, согласно которому всякий раз, когда один из летающих дронов Пентагона открывает смертоносный огонь на поражение цели, то это непременно результат решения, сделанного ответственным человеком. Который, в свою очередь, является лишь звеном в цепи команд и распоряжений, предписанных законом для подобного рода операций...
Иначе говоря, военное министерство сочло необходимым прореагировать на уже регулярно возникающие запросы и протесты общественности. Ибо масштабы боевого применения дронов неуклонно нарастают, а группы правозащитников и прочие обеспокоенные граждане всерьез опасаются, что технологический прогресс в этой области постепенно ведет к тому дню, когда автономные роботы начнут сами делать критически важные решения.
Однако согласно новой политической директиве, принятой ныне руководством Пентагона, никакого «восстания машин» не должно происходить в принципе. 
К 2020 году персональные компьютеры достигнут вычислительной мощности человеческого мозга. Тогда же, в 2020-х годы, наномашины начнут использовать в медицинских целях, запуская их в человеческий организм. К 2029 году компьютер сможет пройти тест Тьюринга, доказав наличие у него разума в человеческом понимании слова. В 2030-е годы наномашины будут вставляться уже прямо в мозг и осуществлять произвольный ввод и вывод сигналов из клеток мозга. В 2040-е годы человеческое тело сможет принимать любую форму, образуемую большим числом нанороботов. Внутренние человеческие органы заменят кибернетические устройства намного лучшего качества.