Программирование роботов. Развитие робототехники
Опубликованно 04.04.2018 04:12
Программист-разработчик android, который работает на стыке кибернетики, психологии и бихевиоризма (науки о поведении), и инженер, составил алгоритмы для промышленного применения, системы роботов, среди основных инструментов, в том числе: - математика и мехатроники, работающих в самой перспективной отрасли в ближайшие годы - робототехники. Роботы, несмотря на относительную новизну термина, уже давно знакомы человечеству. Вот только некоторые факты из истории развития умных механизмов.Железные люди Анри Дро
Еще в мифах Древней Греции, если механические рабы, созданные гефестом для выполнения тяжелых и монотонных работ. И первый изобретатель и разработчик робота-гуманоида стал легендарный Леонардо да Винчи. До наших дней сохранились подробнейшие чертежи итальянского гения, описывающие механического рыцаря, способного имитировать движения человеческого тела с руками, ногами, головой.
Создать первые машины автоматические с чпу положил начало в конце XVIII века европейских часовщиков. Успех в этой области специалисты швейцарцы отец и сын Пьера-Жака и Анри Дро. Им был создан целый ряд человекоподобных роботов ("пишущий мальчик", "рисование", "музыка тебе"), в основе управления которой лежали движений. И в честь Анри Дро в будущем, все программируемые человекоподобные автоматы начали называть "андроидами".К основам программирования
Основы программирования промышленных роботов были заложены на заре XIX века во Франции. Здесь были разработаны первые программы для машины для текстильной промышленности (прядение и ткачество). Быстро растущая армия Наполеона в отчаянной потребности оборудования и, соответственно, тканей. Изобретатель из Лиона Жозеф жаккар предложил способ быстрой перенастройки шасси для производства различных видов продукции. Часто эта процедура требует большого количества времени, огромных усилий и внимания всего коллектива. Новинка была снижена на использование карточки из картона с отверстиями. Игла, попадая в белков место, необходимо они переехали нить. Обмен карт быстро была выполнена оператором машины: новый мастер - новая программа, новый тип ткань или модель. Французский развития стала прообразом современных автоматических систем, роботов, с возможностью программирования.
Идея, предложение, Дорогая, с энтузиазмом использовали в своих устройствах автоматического многих изобретателей:Ответственность статистического управления С. Н. Корсакова (Россия, 1832) - в механизме сравнения и анализа идей.Математик Чарльз Бэббидж (Англия, 1834) - в аналитической машине для решения широкого круга математических задач.Инженер Герман Холлерит (США, 1890) - устройство для хранения и обработки статистических данных (точки табуляции). Для справки: в 1911 году компания. Галерея получила название IBM (International Business Machines).
Перфокарты были основные носители информации-до 60-х годов прошлого века.
Что такое робот?
Его имя умные машины обязаны чешского драматурга Карло Понимаю. В пьесе "R. U. R.", чтобы увидеть свет в 1920 году, писатель с именем робота, искусственного человека, созданного для серьезных и опасных участков производства (роботов (шахматы.) - принудительные работы). И, что отличает робота от механизмов и автоматических устройств? В отличие от этих последних, робот не просто выполняет определенные действия, слепо следуя хранится алгоритм, но он способен более тесно сотрудничать с окружающей средой и человеком (оператором), адаптировать свои функции при изменении внешних сигналов и условия.
Считается, что первый настоящий робот был разработан и изготовлен в 1928 году американским инженером Р. Оазис. Гуманоид "железный интеллектуальной собственности" получил имя Герберт, что слухи. Тогда пионеры утверждают, что даже биолог Makoto Nishimura (Япония, 1929) и английский солдат Уильям Ричардс (1928). Созданные изобретателями антропоморфные механизмы были одни и те же функции: они были не в состоянии двигать конечностями и головой, совершать голосовые звонки и звуковые команды, отвечать на простые вопросы. Основная цель устройства была демонстрация научных и технологических достижений. Следующий виток развития технологий позволило в короткие сроки создать и первые промышленные роботы.Из поколения в поколение
Развитие робототехники-это непрерывный, прогрессивный процесс. На этом этапе были сформированы три отдельных поколений "умных" машин. Каждый характеризуется показатели и области применения.
Первое поколение робот, созданный для узкого вида деятельности. Машина может выполнять только одну запрограммированную последовательность операций. Устройства управления роботами, схемотехника и программирование, удаляют почти полностью автономной работы и требуют создания специальной космической техники с необходимыми аксессуарами и информационно-измерительных систем.
Машина второго поколения называют очувствленными, или адаптивные. Программирование робота осуществляется с учетом широкого набора внешних и внутренних датчиков. На основе анализа информации, поступающей от датчиков, вырабатывает управляющие воздействия.
И, наконец, третье поколение - интеллектуальные роботы, которые способны:Обобщать и анализировать информацию,Улучшить и учиться самостоятельно, чтобы накопить опыт и знания,Признать, фотографий и изменить ситуацию, и в соответствии с этим строить свою работу в системе исполнительной власти.
В основе искусственного интеллекта лежит алгоритмическое и программное обеспечение.
В общем зачете
Для любого представителя современного шоу роботов, различные "умные" машины способны поразить не только простых людей, но и профессионалов. И какие роботы? Наиболее распространенным и значимым классификации предложил советский ученый А. Е. Кобринский.
Для других целей, и к функциям робота вступают в производство промышленных и научных исследований. Первые, в соответствии с характером выполняемой работы, могут быть технологические, подъемно-транспортное оборудование, универсальных или специализированных. Поиск предназначен для изучения зон и участков, опасных или недоступных для человека (космос, недра земли и вулканы, глубоководные слои океана).
По типу управления можно выделить биохимии (копирующие, командные, киборг, интерактивные и автоматические), в соответствии с принципом жестко программируемые, адаптивные и гибкие программируемые. Бурное развитие современной микропроцессорной технологии обеспечивает разработчикам возможность в разработке интеллектуальных машин. Но отличный дизайн и конструктивное решение служить только дорого оболочка без соответствующего программного обеспечения и алгоритмов программного обеспечения.
Основы программирования роботов
Для кремния микропроцессора в состоянии взять на себя функции мозга робота, вы должны "заполнить" кристалл соответствующую программу. Нормальный человеческий язык не в состоянии обеспечить четкую формализацию задач, точности и надежности их логической оценки. Следовательно, информацию, необходимую, кажется, каким-то образом с помощью языков программирования роботов.
Согласно решения задач управления выделяют четыре уровня этого специально создано языком:Низкий уровень используется для контроля приводы приводы в виде точных значений линейного или углового перемещения отдельных звеньев системы интеллектуальной собственностиУровень манипулятора позволяет полностью контролировать все системы, поместив тело робота в пространстве координат,Уровень операций служит для подготовки рабочей программы, с указанием последовательности действий, необходимых для достижения конкретного результата.На саммите - процессов - программы без детализации означает, что мы должны сделать.
Роботы пытаются свести программирование роботов общаться с ними на языках высокого уровня. В идеале, оператор ставит вопрос: "Произвести сборку двигателя внутреннего сгорания транспортного средства" и ожидает от робота, полного выполнения задания.
Нюансы языка
В современной робототехники программирования роботов на двух перевозчиков: они вернутся и проблемно-ориентированного программирования.
Самые распространенные собираетесь языки - AML и ПО. Первый, разработанный IBM только для интеллектуального управления механизмами собственного производства. Второй продукт специалисты Стэнфордского университета (США) - активно развивается и оказывает существенное влияние на формирование новых языков этого класса. Профессионал легко увидит в языке характерные черты Паскаля и Горло. Все языки, ориентированные на роботов, описывают алгоритм, как последовательность действий, "умный" механизм. В связи с этим, программа часто идет очень громоздким и неудобным в реализации на практике.
В программировании роботов для решения проблем языков, программа задает последовательность действий и целей или промежуточных положениях с общественностью. Самой популярной в этом сегменте является язык AUTOPASS (IBM), в том числе состояние окружающей среды работы представлены в виде графиков (топ-объекты, дуги - отношения).
Обучение робота
Робот-это сожгли и адаптивная система. Всю необходимую информацию, которая включает в себя знания и навыки, он перешел к ним в процессе обучения. Это происходит, как ввести в память процессора данных (подробное программирование дискретизации), и с использованием датчиков робота (с демонстрацией) - все механизмы и механизмы перемещения робота записываются в памяти, а затем воспроизводится в цикле работы. Обучения, система восстанавливает параметры и структуру, образует информационную модель внешнего мира. Это главное отличие робота от автоматических линий, промышленных машин с жесткой структурой и других традиционных средств автоматизации. Перечисленные методы обучения имеют значительные недостатки. Например, если простая перенастройка требует определенного времени и квалифицированного труда.
Очень перспективным выглядит программное обеспечение для программирования роботов, предоставленной разработчиками Лаборатории информационных технологий в Массачусетском технологическом институте (CSAIL MIT), на международной конференции промышленной автоматизации и робототехнике ICRA-2017 (Сингапур). Создали свою платформу C-LEARN обладает преимуществами обоих методов. Она робот библиотеки элементарных движений с определенными ограничениями (например, силу захвата для манипулятора в соответствии с формой и жесткости шт). В то же время, оператор демонстрирует робота ключевые движения, трехмерный интерфейс. Системы, исходя из поставленной задачи, формирует последовательность действий для запуска рабочего цикла. C-LEARN позволяет переписать существующую программу для робота, другой дизайн. Оператор в этом случае не требуются углубленные знания в области программирования.
Робототехника и искусственный интеллект
Эксперты из Оксфордского университета предупредили, что в ближайшие два десятилетия, технологии, машины заменят более половины сегодняшних рабочих мест. Действительно, роботы давно работают не только опасных и сложных участков. Например, программирование торговых роботов значительно бы мог брокеров-людей на мировых рынках. Несколько слов об искусственном интеллекте.
В представлении обывателя-это антропоморфный робот, способный заменить человека во многих сферах жизни. Отчасти это так, но в большей степени искусственный интеллект сама по себе отрасль науки и техники, с помощью компьютерных программ, тренажер мышления "Homo sapiens", работа его мозга. На данном этапе развития К более помогает людям, развлекает их. Но, по мнению экспертов, дальнейший прогресс в области робототехники и искусственного интеллекта может поставить перед человечеством целый ряд морально-этических и юридических вопросов.
В этом году выставка роботов в Женеве самый совершенный android-София сказала, что он учится быть человеком. В октябре в Софии впервые в истории искусственного интеллекта был признан гражданин Саудовской Аравии с полными правами. Первая ласточка?
Основные тенденции робототехники
В 2017 году эксперты цифровой индустрии отметил несколько важных решений в области технологий виртуальной реальности. Не остался в стороне и робототехники. Очень перспективным представляется направление совершенствования управления сложной роман через шлем виртуальной (VR). Эксперты прогнозируют, актуальность этой технологии в бизнесе и промышленности. Возможные сценарии использования:Контроль дронов технику (складские погрузчики и манипуляторы, беспилотные летательные аппараты, прицепы),Проведение медицинских исследований и хирургических операцийОсвоение труднодоступных объектов и территории (дне океана, полярные области). Кроме того, программирование роботов позволяет им осуществлять и самостоятельную работу.
Еще одна популярная тенденция - connected car. Недавно представители гиганта Apple заявили о начале разработок собственного "беспилотника". Все больше и больше компаний выразили свою заинтересованность в создании машин, способных перемещаться на пересекаемых трассах, сохраняя грузы и оборудование.
Усложнение алгоритмов программирования роботов и обучения требует вычислительных ресурсов и, следовательно, к "железу". Видимо, оптимальным выходом в этом случае будет подключение устройств к облачной инфраструктуры.
Важное направление - робототехнику, когнитивные. Быстрый рост количества "умных" машин заставляет разработчиков все чаще задумываться о том, как научить робота слаженно взаимодействовать.
Категория: Техника
