Виды роботов и области их применения

Некоторые роботы ездят на колесах, другие ходят на 2, 4 или даже 6 ногах, одни плавают, вторые летают и стреляют, третьи собирают микросхемы и трудятся на промышленных предприятиях, четвертые даже отправляются в космос. Иногда они выглядят как люди, а порой — как животные, летательные аппараты, бытовые устройства, фантастические существа или предметы, которые сложно описать. Используются роботы и в быту, и в военном деле, и в медицине. Под названием «робот» подразумеваются крайне разнообразные приборы, а робототехника — наука не только широкого применения, но и громадных возможностей.

В этой статье мы разберем, что такое роботы, где их применяют, какие бывают классификации, а еще — расскажем, где взять робота для дома и почему робот-помощник может стать отличным решением. Спойлер: люди часто недооценивают роботы-пылесосы, кухонных роботов и мойщиков окон, однако меняют мнение после первого использования.

Что такое робот?

Основной признак — робот работает автономно. Его программируют предварительно, но управлять им в процессе не нужно. Включите его и занимайтесь своими делами. Автономность достигается благодаря циклу из 3 действий, который робот постоянно повторяет:

• SENSE, «считывает» — робот видит, слышит, чувствует окружающий мир с помощью камер, датчиков, сенсоров и других устройств.
• COMPUTE, «вычисляет» — робот строит свою модель поведения. Может как выбирать из заложенных в него действий, так и самообучаться в процессе работы благодаря искусственному интеллекту.
• ACT, «действует» — робот что-то делает: пылесосит, ассистирует врачу, мяукает, приветствует на мероприятии и показывает куда идти, перевозит грузы, выполняет иные задачи — как бытовые, так и производственные.

В общем, роботы — это автоматические устройства для осуществления сложного комплекса действий, которые действуют по заранее заложенной программе.

Цикл SENSE-COMPUTE-ACT на примере умного робота-пылесоса REDMOND RV-R670S WiFi:

• сканирует пространство вокруг с помощью лазерного дальномера, строит карту, распознает пороги и ступени,
• решает, можно ли объехать препятствие, прорабатывает оптимальный маршрут для каждого помещения, если заряда мало — сам едет на станцию, а после возобновляет уборку с того места, на котором закончил,
• проводит сухую и влажную уборку.

А вот пример, почему какой-нибудь блендер - не робот:

• не считывает информацию извне,
• не принимает решения сам — им управляют, нажимая кнопки и регулируя скорость.

Какие виды роботов бывают?

Рассмотрим, какие бывают роботы, виды роботов и их применение. Здесь будут виды роботов и примеры — много примеров. Глобально в робототехнике выделяют мобильных и манипуляционных роботов: первые свободно перемещаются на ногах или колесах, а вторые — зафиксированы на месте и используются в основном на производстве для точных манипуляций объектами: сборки, сварки и др.

Мобильные роботы делятся на 6 типов в зависимости от общей прикладной классификации или, проще говоря, по назначению. Соответственно называются и виды робототехники:

Используются на производстве: в цехах фабрик и заводов, в основном чтобы заменить человеческие руки —сверлят, варят, клепают, собирают детали, контролируют качество продукции и т. д. Такие роботы называются манипуляторами. Есть и другие — они помогают поднимать и переносить грузы или, например, очищают водопроводные трубы.

Эти роботы выполняют бытовые задачи — как дома, так и в общественных местах: торговых центрах, больницах и др.

• Профессиональные бытовые роботы. Часто заменяют сотрудников сферы обслуживания. Например, помогут потерявшимся людям в аэропорту или встретят гостей мероприятия. Бывают роботы-курьеры, роботы-официанты и администраторы.

А иногда одного бытового робота программируют под разные задачи, тогда роботы одной модели могут работать на разных должностях: и ассистентом в офисе, и гидом, и консультантом. Обучаются они благодаря возможностям искусственного интеллекта.

• Персональные бытовые роботы. Пылесосы, мойщики окон и чистильщики грилей, дезинфекторы постели и воздуха — все эти устройства. Например, REDMOND RV-R560 — пылесос, который отлично подходит для уборки больших квартир: заряда хватает на 1 час непрерывной уборки — сухой и влажной. В быту робот показывает себя эффективно и уже радует многих владельцев.

К бытовым роботам относятся и компаньоны для домашних животных: они играют с котом или собакой, катаясь по полу, и транслируют видео с камеры хозяину животного. Часто робота настраивают так, чтобы время от времени он бросал питомцу угощение. В целом роботы в быту — это надежные помощники в любом деле.

Это роботы, заменяющие человека в военных действиях: сражениях, разведке, разминировании и т. д. Некоторые роботы спасают человеческие жизни, например, находят и вытаскивают людей из завалов после землетрясений или уносят с поля боя раненых солдат. Их также используют МЧС и службы реагирования. Другие — переносят тяжелые грузы по сложной местности, в горах или в лесу, используются как модели для тестирования тканей и других материалов.

К этому же типу относятся дроны — автономные летательные аппараты для дистанционных атак, хотя они используются и в мирных целях. Роботы - это универсальные бойцы и часто им не страшны ни дождь, ни снег — они предназначены для любых погодных условий.

Как правило, это роботы, транслирующие аудио и видео. В первую очередь патрулирующие — они объезжают торговые центры и сканируют пространство камерами, некоторые снабжены определителями лиц, оповещают о внештатных ситуациях. Роботы-охранники идентифицируют сотрудников по лицу или бейджам, не пропуская посторонних. Существуют целые роботизированные системы наблюдения за домом или квартирой — достаточно автономные и многофункциональные, чтобы относиться к робототехнике.

Некоторые роботы умеют находить и нейтрализовывать опасные предметы. Сюда же относят промышленные экзоскелеты, которые помогают грузчикам без труда поднимать крайне тяжелые грузы.

Обширная категория роботов. Среди них есть, например, те, кто помогает медсестрам, снимая с них рутинные задачи, и взаимодействует с пациентами, развлекая их. С таким роботом легко отправить документы или препараты с этажа на этаж, чтобы не идти самому. Другие устройства предназначены для дезинфекции и обработки помещений: такие роботы могут сами перемещаться по кабинетам.

Есть уникальные типы роботов — дроны, которые с воздуха сбрасывают нуждающимся посылки с донорской кровью и необходимыми препаратами, не боясь ни дождя, ни ветра. Вещи приземляются в целости благодаря парашюту. Существуют и ассистенты, которые поддерживают пациентов во время реабилитации и помогают детям с расстройствами аутистического спектра: знакомят с эмоциями, обучают навыкам социального взаимодействия. Это роботы с развитым искусственным интеллектом.

К робототехнике относят и некоторые современные протезы — мы дошли до того момента, когда люди могут «силой мысли», то есть нервным импульсом, сжать кулак протеза или двигать пальцами. Тем не менее протезов, способных полностью функционально заменить утраченную конечность, пока не существует.

Такие помощники созданы специально, чтобы развивать технологии искусственного интеллекта, изучать движения и механику роботов, исследовать природу. Например, летающие аппараты собирают данные о птицах и насекомых в их естественной среде или и вовсе мимикрируют под пчел и жуков. Другие умеют перемещаться под водой и отправляться на другие планеты, чтобы собрать образцы грунта, проанализировать состав воздуха и выполнить другие задачи. Некоторые андроиды помогают изучать когнитивное развитие людей и взаимодействие людей с роботами (как люди их воспринимают, какие эмоции испытывают, какие зоны мозга включаются в работу при этом) — такие типы роботов часто создают в виде гиперреалистичных людей или детей.

Другие классификации роботов

Не обязательно классифицировать роботов по назначению, есть и другие способы. Итак, узнаем, какие они еще бывают.

Или, точнее, классификация роботов по жесткости материалов. Всего выделяют 3 типа таких роботов:

• Жесткие — изготовлены из твердых материалов и используются для операций, требующих большой силы, однотипных движений. Не подходят для плавных, мягких движений, имитации движений некоторых животных. Их делают из металла, керамики и твердого пластика.

Пылесосы-роботы REDMOND относятся именно к жестким, хоть это и роботы для дома. Их корпуса выполнены из твердого пластика, который прослужит не один год даже при активном бытовом использовании робота. А еще корпус без проблем выдержит вес кота.

• Мягкие (гибкие) — изготавливаются из податливых материалов. Отлично подходят для взаимодействия с хрупкими предметами, безопаснее при контакте с человеком и для имитации человеческого тела. Мягкие роботы используются в хирургии и реабилитации, к ним относятся некоторые экзоскелеты, а также устройства мимикрирующие под живых существ, которых, например, отправляют на глубину океана для исследований.
• Гибридные — роботы, сочетающие черты первых двух типов. К примеру, это может быть жесткий манипулятор с гибкими соединениями в местах «суставов» или робот-андроид с жестким каркасом, но мягкой искусственной кожей. Используются повсеместно.

Это классификация промышленных роботов в робототехнике, а не бытовых. Отличаются они системой координат, в которой работают: это могут быть 2 или 3 оси, по которым происходит движение. Не будем углубляться в подробности, но расскажем, где такие устройства применяются. Бытовых среди них нет.

• Шарнирные — двигаются по широкой траектории. Обычно это механические руки, которые выполняют задачи по погрузке-разгрузке, обработке небольших деталей. Применяются в металлургии, пищевой промышленности и других областях.
• Роботы SCARA — работают на рычажной системе и используются в основном для сборочных работ, при этом лучше справляясь с нагрузкой, чем другие подобные роботы.
• Цилиндрические. Используются в точечной сварке и сборке деталей. Такие роботы не только движутся в двух плоскостях, но и вращается вокруг своей оси. Сейчас применяются редко.
• Сферические — обслуживают промышленное оборудование, предназначены для точечной сварки, зачистки деталей и т. п. Еще их называют роботами с выдвижной рукой.
• Декартовы роботы — точные и грузоподъемные, при этом довольно простые в программировании. Захватывают и переносят объекты — например, образцы в лаборатории. Еще они удобны для выполнения одних и тех же повторяющихся действий: скажем, для нанесения одинакового количества клея на детали.
• Параллельные, или дельта-роботы, — очень быстрые роботы для сортировки или укладки продукции, устанавливаются над конвейером.

Делятся на 3 большие категории:

• переобучаемые (программируются жестко),
• обучаемые,
• самообучаемые (программируются гибко).

Немного изменить настройки и инструкции жесткопрограммируемых роботов нельзя, их нужно полностью переделывать. Они работают по заданным схемам и не умеют обучаться новым навыкам в процессе. Самообучаемые же роботы считывают сведения об окружающей среде и сами выбирают, как им лучше поступить — формируют программу действий. Распознают образы и ситуации, планируют поведение.

В отличие от этих двух типов, обучаемые роботы учатся во время первого рабочего цикла. Это значит, что человек вручную проводит устройство по нужной траектории — показывает, что ему нужно делать, но в дальнейшем оно считывает обстановку и действует по ситуации.

Еще роботов делят на автономные и полуавтономные. Первые полностью самостоятельны, вторые требуют некоторого участия оператора. Как мы помним из начала статьи, если устройством нужно управлять все время — значит, не совсем это и робот. Даже если устройство и относится к робототехнике.

Заключение

Современные роботы не хотят захватывать мир и порабощать людей — оставим этот сюжет фантастическому кино о робототехнике. Роботы — это помощники и ассистенты, которые полезны и дома, и в общественных местах, и на производстве, и в промышленности. Они ассистируют полицейским и медикам, помогают в домашнем хозяйстве и следят за порядком на улицах. Люди создали их, чтобы исследовать, познавать и изучать мир, не рисковать жизнью, когда это не нужно, а еще — освободить время для действительно важных и интересных задач. И не так важно, речь о кухонном роботе или о промышленном.

Они возьмут на себя игру с питомцем, пока вы на работе, вымоют окна и пол, некоторые даже защитят дом от воров и пожара. Загляните в раздел пылесосов REDMOND, чтобы познакомиться с моделями и присмотреть себе помощника, благодаря которому пол всегда будет чистым.

Часто задаваемые вопросы

Пылесос — без сомнения самый популярный робот для дома: маневренный, автономный и эффективный. Скажем, REDMOND RV-R660S WiFi оснащен лидаром — лазерным навигатором, благодаря которому строит карту квартиры и отлично ориентируется на местности. Траектория его движения отражается в приложении, там же можно запустить уборку, если вы не дома, через Wi-Fi. Проводит как сухую, так и влажную уборку, двигаясь елочкой, по Y-образной траектории, имитируя мытье пола руками. Так он проходит по каждому загрязнению 3–4 раза.

Второе и третье места заняли роботы-газонокосильщики и мойщики окон (у нас такой есть, это REDMOND SkyWiper RW001S — для окон, зеркал и плитки). И, конечно, умный дом — устройства с искусственным интеллектом управляют бытовой техникой и защищают дом от форс-мажоров. Умный дом перекроет воду, заблокирует двери и окна при проникновении незваных гостей, включит чайник и запустит пылесос по расписанию. Что еще нужно для комфортной жизни без тревог о том, что в ваше отсутствие что-то случится?

Чуть менее популярны оснащенные камерами роботы-охранники, чистильщики бассейнов, компаньоны для детей и питомцев с искусственным интеллектом. А самые недооцененные — это, пожалуй, ассистенты, которые способны принести еду из холодильника, подать обувь, книгу или смартфон. В общем, роботов для дома огромное множество, но действительно распробовали мы пока только пылесосы — они не только эффективны, но и финансово более чем доступны.

Неожиданно, но да. Это роботизированная система. Она управляется искусственным интеллектом и гораздо сложнее, чем комплект из пары умных устройств и станции. Освещение, отопление, охранная и пожарная сигнализации, водопровод, бытовая техника, вентиляция, видеонаблюдение, окна и двери, шторы и жалюзи — все это можно объединить в одну систему с помощью умного дома.

Настоящий умный дом решает бытовые задачи без участия человека при помощи искусственного интеллекта, обмениваясь информацией от разных устройств: он сам выключит технику после вашего ухода, автоматически закроет двери, пошлет вам сигнал, когда кто-то вошел в дом или случайно открылось окно. Не говоря о том, что зачастую умным домом управляют с помощью голосовых команд.

Умный дом понравится семьям с детьми, поскольку наблюдать за ними станет проще — по видео. Занятые люди оценят, насколько проще стало поддерживать квартиру в чистоте, а хозяева, которые часто в отъезде, без проблем проследят, все ли в порядке дома в их отсутствие.

Рассмотрим на примере пылесоса, поскольку это самый популярный бытовой робот для дома.

Преимущества:

• не нужно пылесосить самому,
• соберет пыль и шерсть, даже не видимые невооруженным глазом,
• незаменим, если у вас пушистые питомцы, за которыми надо убирать каждый день,
• собирает и в углах, и в труднодоступных местах — с помощью щеточек,
• подходит и для большой квартиры, и для малогабаритной,
• поможет в уборке пожилым людям,
• убирает тщательнее, чем вручную,
• умным роботом легко управлять дистанционно через приложение.

Недостатки:

• не вымоет пол тщательно, только освежит,
• перед уборкой нужно поднять стулья, убрать с пола вещи и детские игрушки,
• дешевые модели не преодолеют пороги,
• иногда путается в проводах.

Еще один неочевидный плюс — внешний вид роботов может быть разным. Наша новинка, REDMOND VR1320S WiFi, выполнена в уникальном дизайне по мотивам игры «Мир танков» — известного симулятора танковых боев. Мы переозвучили голосовые команды пылесоса в духе игры: теперь он говорит «Свечу по полю!» вместо «Начинаю уборку по периметру» и «Боевая задача выполнена!» вместо «Уборка завершена».

А к двум моделям роботов, RV-R630S и RV-R640S, мы выпустили 5 уникальных съемных крышек с авторскими рисунками, выполненных в рамках коллаборации с инклюзивным центром «Новые перспективы» — рисунки сделаны художниками с особенностями развития, которые так же, как и все, выражают на бумаге свои чувства, переживания и опыт. Их работы — трогательные, яркие и самобытные. Если возьмете такую крышку на смену стандартной — у вас дома появится необычное произведение искусства.

Источник: Redmond Russia