Робототехника: руководство для неспециалистов

РОБОТЫ: Что в первую очередь приходит в голову большинству из нас? Фигура, похожая на человека, сделанная из металлических частей, с несколькими светодиодами, издающими странные звуки во время движения. На некоторых из нас могут повлиять фильмы, аниме, книги и комиксы, и они могут подумать, что в один прекрасный день роботы восстанут, взяв под свой контроль планету и поработив человеческую цивилизацию. И как многие из вас думают, есть плохой T1000, который пришел из будущего и прячется среди нас, или NS-5 Sonny может навредить вам и управлять всеми другими роботами.

Источник изображения: Pinterest

Что ж, ничего подобного не произойдет, так как существует много неправильных представлений о роботах, которые распространяются научно-фантастическими фильмами и книгами. Реальные роботы не так развиты, как показано в фильмах, и управляются более чем тремя законами робототехники. Три закона робототехники, как сформулировал Айзек Азимов, один из величайших писателей-фантастов, когда-либо:

Первый закон : робот не может причинить вред человеку или своим бездействием допустить, чтобы человеку был причинен вред.

Второй закон : робот должен подчиняться приказам людей, за исключением случаев, когда такие приказы противоречат Первому закону.

Третий закон : Робот должен защищать свое существование до тех пор, пока такая защита не противоречит Первому или Второму закону.

Теперь, когда вы чувствуете себя в большей безопасности, давайте отправимся в путешествие по миру робототехники и разберемся с ее концепциями и функциями с точки зрения новичка. Прежде чем перейти к разделу «Робототехника», я хотел бы дать краткое описание технологий, используемых в робототехнике. После этого я перейду к текущему состоянию и будущему, а также к достоинствам и недостаткам и, наконец, перейду к лучшим книгам и фильмам о роботах, которые вы могли читать и смотреть.

Читайте также: Робототехника в 2020 году: как далеко мы продвинулись и прогнозы на будущее!

Что такое робот?

Робот - это любая машина, которая может быть запрограммирована компьютером на выполнение ряда сложных действий без помощи человека. Такие особенности, как размер, форма, цвет и т. Д., Не имеют значения, когда речь идет о роботе; вместо этого любая машина, которая может выполнять запланированную задачу, классифицируется как робот. Эти машины могут быть в человеческом обличье, а могут и не быть.

Слово робот происходит от чешского слова robota, что означает принудительный труд. И это верно, поскольку единственная цель изобретения роботов состоит в том, чтобы помочь людям выполнять задачи, выходящие за рамки человеческих возможностей, такие как работа при высоких температурах с опасными веществами или выполнение повторяющихся з��дач, требующих времени и усилий, как роботов. известны как безошибочные.

Роботы, выглядящие как человек, - это одна из подгрупп роботов, которые чаще встречаются в научно-фантастических фильмах и книгах и не очень распространены. Реальный мир роботов состоит из машин, которые могут выполнять задачу многократно, в стрессовых ситуациях, без эмоций и при этом достигая 100% точности. Некоторые примеры роботов в реальном мире: автоматические автомойки, торговые автоматы, автомобили с дистанционным управлением и наиболее часто используемые банкоматы. Итак, в следующий раз, когда вы будете снимать наличные в банкомате, помните, что это робот, который ставится вместо кассира банка, чтобы упростить задачу и который работает круглосуточно и без выходных. Некоторые из самых известных и успешных творений в области робототехники:

• ASIMO Хонды . Advanced Step in Innovative Mobility - это машина, которая была разработана в качестве помощника по дому, помогая пожилым людям по дому.
• Марсоход НАСА . Люди не могут исследовать Марс из-за окружающей среды планеты, но ничто не может помешать роботу НАСА исследовать и отправлять изображения красной планеты.
• Кури из Мэйфилда . Робот-компаньон, который оживит любой дом. Он напоминает известного персонажа-робота Диснея Валл-И, может отвечать на вопросы и узнавать людей.
• Sony AIBO . Sony решила пойти еще дальше и создала робота-питомца в виде собаки, с которым было весело играть и не было ограничений, как у настоящей собаки.
• София . София Хэнсона - один из самых умных роботов, основанных на искусственном интеллекте и машинном обучении.

Читайте также: ETHERBOTS: новое роботизированное приложение на основе блокчейна Ethereum

Другие термины часто использовались вместе с роботами или вместо них, но имеют совершенно другое значение. Вот некоторые из этих терминов:

Киборг . Возможно, вы слышали это слово в основном в научно-фантастических фильмах и книгах. Это означает кибернетический организм или живое существо, которое имеет как органические (настоящие), так и биомехатронные (искусственные) части тела. Проще говоря, если у человека или животного есть какой-то протез или часть тела, то его можно назвать киборгом. Например, люди с искусственным сердечным клапаном или те, кто носит с собой кислородные баллоны. Это люди, которые выживают на машинах и нуждаются в помощи и заботе, а не какие-то роботы-гуманоиды, которым суждено уничтожить человечество, как это изображено в научно-фантастических фильмах.

Android . До того, как Android стала операционной системой Google в смартфонах, она использовалась для обозначения тех роботов, которые напоминали людей и были сделаны из материала, похожего на плоть. Долгое время Android-устройства были доступны только в научно-фантастических фильмах и книгах, но с последними достижениями в науке эти роботы-гуманоиды стали реальностью.

Также читайте: Информационный бюллетень: Чипы для майнинга криптовалюты для Samsung и чего хочет мир, робот или не робот?

Что такое робототехника?

Робототехника - это отрасль технологий, которая включает в себя концепцию, дизайн, конструирование, эксплуатацию и применение робототехники в повседневной жизни. Он также включает разработку программного обеспечения, которое позволяет управлять, обеспечивает обратную связь через датчики и обрабатывает информацию в этих машинах. Робототехника является частью инженерных курсов, которые мы проводим сегодня, таких как информатика, электроника, мехатроника, нанотехнологии и, наконец, биоинженерия.

Основная цель робототехники - создавать машины, которые могут помочь в выполнении сложных или опасных задач. Эти машины также могут помочь в автоматизации повторяющихся задач, чтобы сэкономить время и усилия, а также воспроизвести действия человека во многих ситуациях. Опасные ситуации, такие как осмотр радиоактивных материалов, обезвреживание бомбы, космические путешествия, углубленные подводные исследования и т. Д. - вот некоторые из задач, которые связаны с риском для жизни и могут быть легко выполнены роботами. Изучение робототехники приобрело популярность из-за экспоненциального роста спроса на роботов и считается прорывной технологией по следующим причинам:

Производственный процесс. Роботы используются для ускорения выполнения задач и уменьшения количества ошибок в производственном процессе, где задачи делятся на множество сегментов, например, в автомобилестроении, пищевой промышленности и упаковке.

Изучение. Армия много раз использовала роботов для исследования неизведанной местности, и это спасало человеческие жизни в случае причинения вреда.

Пищевая промышленность. Многие фермеры развернули огромные машины, управляемые роботами, для выполнения таких сельскохозяйственных задач, как посадка, сбор урожая, сортировка и упаковка.

Экзоскелеты . Есть роботы, которые выполнены в виде костюмов и носимых машин и используются для обеспечения защиты и увеличения силы при выполнении некоторых конкретных задач.

Складские услуги . Роботы необходимы в складской отрасли для хранения товаров и их транспортировки при необходимости.

Наблюдение . Летающие роботы или дроны используются в поисково-спасательных операциях, чтобы помочь идентифицировать количество и местонахождение выживших.

Доступность . Доказано, что роботы полезны для людей с физическими и умственными недостатками.

Замена . Любую задачу, которая имеет хотя бы одну степень риска, может выполнять робот, а не люди, включая выполнение трюков в фильмах.

Что такое искусственный интеллект?

Искусственный интеллект - это основа концепции робототехники. Без ИИ у вас не было бы робота, а просто машина, которую можно было бы включить для выполнения определенной задачи, а затем выключить. Это концепция ИИ, которая превращает обычные машины в умные машины, которые могут выполнять задачи, которые обычно были бы невозможны при вмешательстве человека. Существует четыре традиционных подхода к искусственному интеллекту:

• Мышление по-человечески
• Мыслить рационально
• Действуя по-человечески
• Действовать рационально

Любая грань интеллекта, кроме человеческого или животного, считается искусственным интеллектом, и этот термин используется для описания решения, принимаемого машиной, имитирующей человеческий интеллект. И это решение было введено не в машину через набор языков программирования или кодирования, а в результате саморазвития машины. Наиболее распространенные примеры ИИ, которые вы видите вокруг себя, - это компьютерные игры, такие как шахматы, где вы играете против компьютерного интеллекта, который не знает вашего следующего хода и решает свой следующий ход после того, как вы сыграли. Другими примерами ИИ в будущем станут автомобили с автоматическим управлением и военные симуляторы.

Читайте также: Могут ли искусственный интеллект и машинное обучение спасти нас от стихийных бедствий?

Что такое машинное обучение?

Как следует из названия, машинное обучение относится к знаниям, полученным машиной автоматически. Если бы вы запрограммировали машину с помощью кодирования и программного обеспечения, тогда это было бы чем-то, чем вы занимались, и ваша машина никогда не смогла бы мыслить за пределами ограниченного объема. Однако концепция машинного обучения связана с тем фактом, что в машину загружается большой объем данных, которые затем анализируются по различным факторам и наблюдаются несколько закономерностей, и на этой основе машина принимает решение.

Чтобы компьютер или машина начали машинное обучение, ему необходим доступ к большому количеству данных, на основе которых он сможет получить наиболее подходящие и релевантные результаты. Методы машинного обучения нацелены на то, чтобы позволить компьютерам и другим машинам принимать решения в соответствии с данной ситуацией и освободиться от текущей роли роботов и их параметров. Это делается с помощью сложных алгоритмов, которые почти имитируют нормального человека и решения, которые он / она примет, используя свои аналитические и логические способности рассуждений.

Читайте также: Машинное обучение - технология, спасающая жизнь

Что такое Интернет вещей?

Интернет вещей или IoT для краткости - это собирательное название технологии и устройств, которые соединены в одной сети. Проще говоря, все интеллектуальные устройства, которыми вы владеете сегодня, попадают в категорию IoT, хотя они могут использоваться не так, как они предназначены. Раньше вы могли классифицировать устройство на ручное или цифровое (автоматическое), а теперь эта категоризация была расширена на устройства, которые могут быть подключены к Интернету и могут отправлять / получать данные.

Интернет вещей возможен только благодаря наличию датчиков и подключению через Интернет. Если вы можете управлять своим кондиционером или стиральной машиной дома, сидя в офисе, то ваши устройства являются частью мира Интернета вещей. Сегодня все устройства, кроме ваших компьютеров и смартфонов, разрабатываются с учетом IoT. В результате вы обнаружите, что даже кофеварка на вашей кухне имеет датчики и процессоры, которые могут получать инструкции, когда вы возвращаетесь с работы домой, и подавать вам чашку свежего горячего кофе, когда вы входите в дом. Вскоре вы не сможете использовать ни одно устройство, которое не входило бы в мировую сеть Интернета вещей.

Также прочтите: Как машинное обучение может повысить безопасность Интернета вещей

Что такое дополненная реальность?

Дополненная реальность или сокращенно AR означает среду, которая одновременно реальна и нереальна. Проще говоря, вы видите реальный мир через объект, такой как объектив или телефон вашей камеры, и видите больше, чем это есть, и визуально невооруженным глазом. Лучшим примером является игра Pokémon Go, в которой вы можете использовать камеру своего смартфона и видеть улицу за пределами своего дома такой, какая она есть, но также видеть персонажа покемона на той же улице. Это дополненная реальность, и по мере совершенствования этой технологии вы сможете делать больше, чем просто анимированного персонажа на экране. Дальнейшие изменения предполагают, что люди, использующие дополненную реальность, смогут касаться (тактильно), чувствовать давление или боль (соматосенсорное), слышать (слуховое) и даже нюхать (обонятельные) объекты, которых нет перед ними.

Некоторые термины относятся к дополненной реальности или похожи на нее:

• Виртуальная реальность (VR) - это технология, которая переносит вас в виртуальный мир и настолько реалистична, что вы чувствуете себя там. Он находится на другом уровне по сравнению с 3D, поскольку экран перемещается влево-вправо, вверх-вниз, когда вы двигаете глазами и головой. Однако в 3D-фильме, если вы повернете голову набок, вы перестанете видеть то, что находится на экране. VR возможна с помощью специальных устройств, таких как Oculus Rift, Google Cardboard и других устройств, которые позволяют нам добраться куда угодно, даже на Марс.
• Смешанная реальность или MR сочетает в себе реальный и виртуальный мир, взяв лучшее от AR и MR. Пока что единственное устройство, которое может обеспечить реальный опыт использования обеих технологий, - это HoloLens от Microsoft.
• Расширенная реальность (XR) - это не технология. Тем не менее, это относится к комбинации всех технологий и наук, которые создают опыт, который включает разницу в том, как выглядит реальный мир. Он включает в себя смешанную реальность, а также дополненную и виртуальную реальность.

Какая связь между робототехникой, искусственным интеллектом, машинным обучением, Интернетом вещей и дополненной реальностью?

Если вы хотите создать полноценного робота, вам придется внедрить различные технологии в одну машину, чтобы сделать ее идеальной. Давайте рассмотрим несколько других направлений, которые работают вместе с робототехникой:

Робототехника и искусственный интеллект . С помощью искусственного интеллекта робот может думать, что делать в той или иной ситуации, и превращаться из простой машины в сложную. Без искусственного интеллекта робот будет выполнять только заранее определенные действия и не реагировать или давать неопределенный ответ в ситуации, которая не была запрограммирована в его память. Другими словами, ИИ дает своего рода смысл для определения и вычисления результата следующего действия, которое он выполняет. Сегодня в робототехнике используются три типа ИИ:

• Слабый искусственный интеллект - используется с программными роботами, такими как Siri и Alexa.
• Сильный искусственный интеллект - используется с роботами среднего размера, такими как самоуправляемые автомобили и хирурги-роботы.
• Специализированный искусственный интеллект - используется с промышленными роботами, задействованными в производственном процессе.

Робототехника и машинное обучение . Машинное обучение - это отрасль науки, которая позволяет машине собирать и анализировать данные. На основе этих проанализированных данных робот сможет принимать соответствующие решения и выполнять действия, выходящие за рамки его возможностей.

Робототехника и Интернет вещей . Робот должен быть подключен к Интернету через защищенную сеть, чтобы получать инструкции и обновления. Интернет вещей определяет среду, в которой все интеллектуальные устройства подключены вместе с вашим роботом, и позволяет вам легко выполнять повторяющиеся и неважные задачи. Связь между этими двумя ветвями породила новую область науки, известную как IoT или Интернет роботизированных вещей. В этом поле все интеллектуальные устройства, доступные в данной области, отслеживают происходящие события, объединяют все соединения для передачи данных и принимают решения о следующих действиях для регулирования объектов в реальном мире.

Робототехника и дополненная реальность . Благодаря встроенной функции AR робот может использовать сложные алгоритмы вместе с дополненной реальностью и предсказывать, а также отображать определенные футуристические события. Кроме того, роботы с возможностями AR могут лучше сотрудничать с людьми и работать на одном уровне. Это также может помочь летающим роботам или дронам спланировать траекторию полета с навигационными точками, которые помогут определить текущее положение робота и будущие пункты назначения.

Читайте также: Искусственное обучение, машинное обучение и глубокое обучение: узнайте разницу

В чем преимущества роботов?

Использование роботов дает множество преимуществ, и даже если я веду отдельный блог, в котором рассказываю об их преимуществах, я обязательно пропущу некоторые из них. Вот лучшие из преимуществ роботов:

• Роботы могут выполнять различные задачи и приложения, которые обычно требуют навыков и обучения людей.
• Точность роботов всегда выше, чем у людей, и здесь нет шансов на ошибку.
• Роботы демонстрируют последовательность в работе, они не связаны с человеческими эмоциями, такими как скука и социальные потребности, и не требуют мотивации.
• Количество и качество продукции увеличиваются, позволяя получать больше прибыли, поскольку роботы работают быстрее людей.
• Роботы могут работать 24 часа в сутки, 7 дней в неделю при условии, что оборудование остается охлажденным, и им не требуются отпуска или отпуска, поскольку они могут чувствовать себя уставшими или болеть.
• Роботы могут работать в любых условиях и не нуждаются в специальных условиях или костюмах для выполнения задач. То есть они наиболее подходят для производства автомобилей и других процессов, в которых металлы свариваются при более высоких температурах.
• Роботы могут поднимать тяжелые грузы и работать в опасных и токсичных средах, что невозможно для человека.

• Роботы могут работать в крошечных и деликатных местах и ​​используются врачами для выполнения сложных операций.
• У роботов нет эго, они не повышают голос, не проводят забастовок и не нарушают работу фабрики из-за чувств и эмоций.
• Если робот неисправен, то нет никаких медицинских претензий или судебных исков, и компания должна либо отремонтировать робота, либо заменить его другим.

Каковы недостатки роботов?

Обсудив преимущества, я уверен, что вы должны убедиться в развертывании роботов для выполнения работы. Однако плюсы и минусы подобны двум сторонам медали, и если у чего-то есть преимущества, то у него обязательно будут и определенные недостатки. Ограничения роботов включают:

• Deploying Robots is a costly affair and requires enormous capital to purchase and implement them. Even though Robots demand low maintenance but the cost of maintaining them is very high.
• The costs for training then and having appropriate software created are difficult and high. People in charge of maintaining the Robots would have to regularly update them with the latest improvements in the Robot hardware and software features.
• Robots can work according to a specific set of instructions and will not recognize any process anomalies as a human would.
• Robots lack flexibility as humans, and if you want to change the task of the Robot, then you need to reprogram it whereas asking a human to do something else, and it would hardly take seconds to perform a different task.
• There are more chances of an automated process to breakdown and fail. Analyzing the entire process will take a lot of time and might even require process redesign, which is not so in the case of human workers. The result can be that the task was not completed in due time and create a loss for the manufacturer.
• Robots cannot do creative jobs like designing or planning, and this has to be done by humans as Robots lack the most important factor of human life, and that is emotions.
• Robots will never be able to carry out a task which requires emotions rather than algorithmic calculations, especially like Trading Systems where decisions are taken on hunches and gut feelings.
• Robots employed as house helpers will be able to all the work accurately and fast, and this will result in humans becoming lazy and dumb over time as they would depend on robots for everything. This would also develop complicated health issues being exposed to Robotic radiation for most of the time and lying around doing nothing.
• Robots are made of different types of metals, some of which are hazardous to nature. Currently, we are facing issues to dump metallic wastes and batteries, and the issue will become tenfold when it comes to dropping old and malfunctioning robots.
• The biggest disadvantage of Robots is that they would replace a large number of human workers and this will lead to Unemployment, and it will cause a rise in criminal activities.

Also Read: Terrifying Robot Killers in Hollywood: Friday Essentials

An Extraordinary Robot In The 21st Century

Image Source: Hanson Robotics

There is one Humanoid Robot that has been making news lately, and it has been christened as Sophia, which is Greek for wisdom and is mentioned in the Bible as God’s Wisdom. Strange isn’t it for this Robot Sophia is one of the most intelligent machines on the planet.

Sophia was developed by Hanson Robotics in the year 2016 in Hong Kong. It was created by David Hanson, who designed the robot in the image of his wife and the late actress Audrey Hepburn. Many claims that Sophia resembles the wise Egyptian Queen Nefertiti who related to Moses and belonged to one of the 12 tribes of Israel. According to Hanson, Sophia is utterly laden with top-class features like Artificial Intelligence, Machine Learning, Visual Data Processing and Facial recognition. Apart from that, Sophia can imitate human gestures and make simple conversations owing to Speech to Text technology from Google and can analyze conversations to improve responses in future.

В настоящее время София побывала в более чем 25 странах и познакомилась со многими знаменитостями, включая Уилла Смита и Джимми Фэллона. София также получила почетное гражданство от правительства Саудовской Аравии и была названа «Чемпионом по инновациям» Программой развития Организации Объединенных Наций. Однако, несмотря на всю известность и основные моменты, был один инцидент, когда он заявил своему создателю, что уничтожит людей. Теперь от этого у вас мурашки по позвоночнику, не так ли? Хансон сообщил, что это был небольшой сбой, и он был исправлен.

Чтобы узнать больше о Софии, посетите ее официальный сайт .

Читайте также: Как искусственный интеллект улучшает маркетинг в социальных сетях: что нужно знать маркетологам?

Робототехника: от прошлого к настоящему

История роботов не такая длинная, как у людей, но они прошли через захватывающие события. Вот некоторые важные важные моменты:

400 г. до н.э. - греческий математик Архитас создал механическую птицу, приводимую в движение паром.

1495 - Леонардо да Винчи зарисовал робота-гуманоида.

1913 - Генри Форд установил конвейерную ленту, чтобы сократить время работы Model T с 12 часов до 83 минут.

1921 - Карел Карек опубликовал первую книгу о роботах. Он назывался «Универсальные роботы Россума», и в этой книге слово «робот» было введено для обозначения механической машины, способной делать необычные вещи.

1926 - В Голливуде вышел первый фильм про роботов «Метрополис».

1927 - Первый робот-гуманоид был создан Роном Венсли и получил имя Герберт Телевокс. Он мог принимать телефонные звонки и управлять простым процессом с помощью переключателей.

1937 - Второй робот был создан Джозефом Барнетом десять лет спустя и получил название Elektro, мото-человек. Он мог ходить, говорить, считать и курить.

1941 - Великий писатель-фантаст Исаак Азимов написал первый рассказ о роботах под названием «Лжец» и представил три закона робототехники.

1950 - Алан Тьюринг разработал тест Тьюринга, который до сих пор используется для тестирования роботов и ботов с искусственным интеллектом.

1961 - Первый программируемый робот Unimate с цифровым управлением был разработан и установлен на сборочных линиях General Motors, чтобы стимулировать более быстрое и безопасное производство автомобилей.

1977 - «Звездные войны» показывают новый мир роботов.

1996 - IBM создала компьютер с возможностями искусственного интеллекта, который победил чемпиона мира по шахматам Гарри Каспарова.

2000 - Honda создает ASIMO, самого продвинутого робота того времени, который изменил определение робототехники.

2016 - Hanson Robotics представляет Софию, которая выглядит почти человеком-роботом.

2020 - Международная федерация робототехники (IFR) прогнозирует использование 3 миллионов промышленных роботов.

Для получения подробной истории роботов перейдите по этой ссылке .

Лучшие фильмы для просмотра на роботах

Источник изображения: Википедия

Список книг о роботах заканчивался терминатором, а список фильмов о роботах начинается с него.

Лучшие романы для чтения о роботах

Обратите внимание, что обложки соединяются, чтобы отобразить изображение планеты Трантор в 12 058 году.

Если вы фанат научной фантастики, то, вероятно, вы читали много книг, в которых есть персонажи и рассказы о роботах. Одним из величайших авторов научной фантастики был Исаак Азимов, написавший более 50 книг в 1950-х и 60-х годах, когда мир не был технологически развит, как сейчас. Тем не менее, вот лучшие научно-фантастические романы о роботах:

Полный список книг Азимова можно найти по этой ссылке .

Читайте также: Может ли ИИ бороться с увеличением количества атак программ-вымогателей

Робототехника: окончательный вердикт

Робототехника - это очень обширная тема, которую нельзя полностью охватить за один присест. Это интересная и увлекательная тема одновременно, и я надеюсь, что этот блог предоставил новую и полезную информацию о роботах и ​​их использовании, ограничениях, преимуществах, фильмах, книгах и т. Д. Я думаю, что сейчас пора сделать перерыв, и я буду покиньте мир робототехники с обещанием выхода второй главы, в которой будут подробно рассмотрены технические детали классификации роботов на различные типы и даны дополнительные исследования.

Тем временем, пожалуйста, используйте раздел комментариев, чтобы рассказать мне, как вы нашли эту статью и, конечно, ваши предложения и любую конкретную тему, которую вы хотели бы узнать из Робо-Вселенной.

Предлагаемое чтение:

Понимание разницы между большими данными, интеллектуальным анализом данных и машинным обучением

Разница между искусственным интеллектом и машинным обучением

Лучшие инструменты машинного обучения, которые являются благословением для разработчиков

Можем ли мы воспроизвести машины на базе искусственного интеллекта?

Какой лучший язык программирования для машин искусственного интеллекта?

Восстание машин: приложения ИИ в реальном мире.