Información sobre robots
robot
Sustantivo n.
1. Dispositivo de control automático; mecánico y Personas aburridas, personas que trabajan como máquinas
Robots
Es el producto de la integración avanzada de la cibernética, la mecatrónica, la informática, los materiales y la biónica. Tiene usos importantes en campos como los robots industriales ASIMO de Honda, la medicina, la agricultura, la construcción e incluso el militar.
Ahora, el concepto internacional de robots se ha vuelto gradualmente consistente. En términos generales, la gente puede aceptar esta afirmación de que un robot es una máquina que depende de su propia potencia y capacidades de control para realizar diversas funciones. La Organización de las Naciones Unidas para la Normalización ha adoptado la definición de robot de la Asociación Estadounidense de Robótica: "Una máquina operativa programable y multifuncional; o un sistema especializado con acciones programables y modificables por computadora para realizar diferentes tareas que puede proporcionar una persona". Los seres humanos traen muchas comodidades.
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Origen
Robot, originalmente robo, significa esclavo, servidor de la humanidad. Palabra acuñada por el escritor Robert.
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Criterios de evaluación de habilidades
Los criterios de evaluación de las habilidades del robot incluyen: inteligencia, que se refiere al sentimiento y la percepción, incluida la memoria, el cálculo y la comparación. , identificación, juicio, toma de decisiones, aprendizaje y razonamiento lógico, etc.; la función se refiere a flexibilidad, versatilidad u ocupación del espacio, etc.; la energía física se refiere a potencia, velocidad, confiabilidad, articulación y vida útil, etc. Por lo tanto, se puede decir que los robots son herramientas operativas espaciales reales con funciones biológicas que pueden reemplazar a los humanos para completar algunas tareas y tareas peligrosas o difíciles.
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Composición
Los robots generalmente están compuestos por actuadores, dispositivos de conducción, dispositivos de detección, sistemas de control y maquinaria compleja.
El actuador
es el cuerpo del robot, y su brazo generalmente adopta un mecanismo de enlace de cadena abierta espacial, en el que el par cinemático (par giratorio o par móvil) a menudo se denomina
Articulaciones de robots de alta tecnología (18 fotos), el número de juntas suele ser el número de grados de libertad del robot. Según los diferentes tipos de configuración de articulaciones y formas de coordenadas de movimiento, los actuadores de robot se pueden dividir en tipo de coordenadas rectangulares, tipo de coordenadas cilíndricas, tipo de coordenadas polares y tipo de coordenadas de articulación. Por razones de antropomorfismo, las partes relevantes del cuerpo del robot a menudo se denominan base, cintura, brazo, muñeca, mano (pinza o efector final) y parte para caminar (para robots móviles).
El dispositivo de conducción
es un mecanismo que impulsa el movimiento del actuador. Utiliza componentes de potencia para hacer que el robot se mueva según la señal de comando enviada por el sistema de control. Su entrada es una señal eléctrica y su salida es un desplazamiento lineal y angular. Los dispositivos de accionamiento utilizados por los robots son principalmente dispositivos de accionamiento eléctricos, como motores paso a paso, servomotores, etc. Además, también se utilizan dispositivos de accionamiento hidráulicos, neumáticos y otros.
La función del dispositivo de detección
es detectar el movimiento y las condiciones de trabajo del robot en tiempo real, retroalimentarlo al sistema de control según sea necesario y compararlo con el Establecer información para ajustar el actuador. Asegúrese de que los movimientos del robot cumplan con los requisitos predeterminados. Los sensores como dispositivos de detección se pueden dividir aproximadamente en dos categorías: una son los sensores de información internos, que se utilizan para detectar las condiciones internas de cada parte del robot, como la posición, velocidad, aceleración, etc. de cada articulación, y usar La información medida como una señal de retroalimentación enviada al controlador para formar un control de circuito cerrado. Un tipo son los sensores de información externos, que se utilizan para obtener información sobre los objetos operativos del robot y el entorno externo, de modo que las acciones del robot puedan adaptarse a los cambios en las condiciones externas, permitirle alcanzar un mayor nivel de automatización e incluso hacer que el El robot tiene algún tipo de "detección" que se está desarrollando hacia la inteligencia. Los sensores externos, como la visión y el sonido, proporcionan información relevante sobre el objeto de trabajo y el entorno de trabajo. Esta información se utiliza para formar un gran circuito de retroalimentación, lo que mejorará en gran medida la precisión del trabajo. del robot.
Existen dos métodos de sistema de control
Uno es el control centralizado, es decir, todo el control del robot lo completa un microordenador.
El otro es el control descentralizado (de nivel), que utiliza múltiples microcomputadoras para compartir el control del robot. Por ejemplo, cuando se usan microcomputadoras de nivel superior e inferior para completar simultáneamente el control del robot, a menudo se usa la computadora principal como responsable. para la gestión y comunicación del sistema, cálculos cinemáticos y dinámicos, y envía información de instrucciones a la microcomputadora de nivel inferior como una máquina esclava de nivel inferior, cada articulación corresponde a una CPU para realizar operaciones de interpolación y procesamiento de servocontrol para lograr un movimiento determinado. y retroalimentación de información al ordenador central. Según los diferentes requisitos de las tareas laborales, los métodos de control del robot se pueden dividir en control de puntos, control de trayectoria continua y control de fuerza (par).
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Concurso de exhibición de robots
Número de serie Nombre Período País/Región
1 RoboCup (Copa Mundial de Robots) 2 años Internacional
2 WRO (Olimpiada Internacional de Robots) 1 año Internacional
3 IREX (Exposición Internacional Japonesa de Robots) 1 año Japón
4 TIROS (Exposición Internacional de Robots de Taipei) ) ) 1 año Taiwán
5 Loebner 1 año Internacional
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Historial de desarrollo
Los robots inteligentes son los robots más complejos También es la máquina amiga que la humanidad más desea crear lo antes posible. Sin embargo, no es fácil crear un robot inteligente. Sólo para lograr que la máquina simule los movimientos humanos, los científicos tendrán que dedicar decenas o incluso cientos de años de esfuerzo.
En 1921, el escritor checoslovaco Karel Capek, en su novela de ciencia ficción, basada en Robota (en checo, originalmente significa "trabajo, trabajo duro") y Robotnik (polaco, originalmente significa "trabajador")), acuñando la palabra "robot".
Elektro, un robot doméstico fabricado por Westinghouse Electric Company, se exhibió en la Exposición Universal de 1939 en Nueva York, Estados Unidos. Está controlado por cables, puede caminar, hablar 77 palabras e incluso fumar, pero aún está lejos de poder realizar las tareas domésticas. Pero hace que la visión que la gente tiene de los robots domésticos sea más concreta.
En 1942, el maestro estadounidense de ciencia ficción Asimov propuso las "Tres Leyes de la Robótica". Aunque esto fue sólo una creación de las novelas de ciencia ficción, más tarde se convirtió en el principio predeterminado de I+D en el mundo académico.
En 1948, Norbert Wiener publicó "Cibernética - La ciencia del control y la comunicación en animales y máquinas", que profundizaba en la relación entre las funciones de comunicación y control en las máquinas y las funciones nerviosas y sensoriales humanas. mismas leyes, tomó la iniciativa al proponer una fábrica automatizada con computadoras como núcleo.
En 1954, el estadounidense George DeVore construyó el primer robot programable del mundo y registró una patente. Este tipo de manipulador puede realizar diferentes tareas según diferentes programas, por lo que es versátil y flexible.
En la Conferencia de Dartmouth de 1956, Marvin Minsky propuso su visión de las máquinas inteligentes: Las máquinas inteligentes son “capaces de crear modelos abstractos de su entorno y, si encuentran problemas, pueden encontrar soluciones en modelos abstractos”. Esta definición afectará la dirección de la investigación sobre robots inteligentes en los próximos 30 años.
En 1959, DeVore se asoció con el inventor estadounidense Joseph Engelberg para crear el primer robot industrial. Posteriormente, se estableció la primera fábrica de fabricación de robots del mundo, Unimation Company. Debido al desarrollo y promoción de los robots industriales por parte de Ingeberg, también se le conoce como el "padre de los robots industriales".
En 1962, la empresa estadounidense AMF produjo "VERSTRAN" (que significa manejo universal), que se convirtió en un robot industrial verdaderamente comercial como el Unimate producido por Unimation Company y se exportó a países de todo el mundo, iniciando un respuesta mundial. Un auge de los robots y de la investigación en robótica.
La aplicación de sensores en 1962-1963 mejoró la operatividad de los robots. Se ha intentado instalar varios sensores en robots, incluido el sensor táctil utilizado por Ernst en 1961, el sensor de presión utilizado por Tomovich y Boney en la primera "mano diestra" del mundo en 1962, y McCarthy en 1963, comenzó a agregar sensores visuales. sistemas a robots, y en 1964, ayudó al MIT a lanzar el primer sistema robótico del mundo con sensores visuales que podían identificar y localizar bloques de construcción.
En 1965, el robot Bestia fue desarrollado por el Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins.
Beast ya puede corregir su posición según el entorno mediante sistemas de sonar, tubos fotoeléctricos y otros dispositivos. Desde mediados de los años 60, se han creado uno tras otro laboratorios de robótica en el Instituto Tecnológico de Massachusetts, en la Universidad de Stanford (Estados Unidos) y en la Universidad de Edimburgo (Reino Unido). Estados Unidos ha comenzado a investigar la segunda generación de robots "sensibles" equipados con sensores y está avanzando hacia la inteligencia artificial.
En 1968, el Instituto de Investigación de Stanford en Estados Unidos anunció su exitoso robot Shakey. Tiene un sensor de visión que puede detectar y agarrar bloques de construcción según instrucciones humanas, pero la computadora que lo controla es tan grande como una habitación. Shakey puede considerarse el primer robot inteligente del mundo, lo que inició el desarrollo de la tercera generación de robots.
En 1969, el laboratorio de Ichiro Kato de la Universidad de Waseda en Japón desarrolló el primer robot que caminaba sobre dos piernas. Kato Ichiro lleva mucho tiempo comprometido con la investigación de robots humanoides y es conocido como el "padre de los robots humanoides". Los expertos japoneses siempre han sido buenos en el desarrollo de robots humanoides y robots de entretenimiento. Más tarde, dieron un paso más y dieron origen al ASIMO de Honda y al QRIO de Sony.
Robot QRIO de Sony En 1973, el primer robot del mundo y una pequeña computadora trabajaron juntos para crear el robot T3 de Cincinnati Milacron de Estados Unidos.
En 1978, la empresa estadounidense Unimation lanzó el robot industrial general PUMA, que marcó la madurez completa de la tecnología de robots industriales. PUMA todavía está trabajando en la primera línea de la fábrica.
En 1984, Ingeberg lanzó el robot Helpmate, que podía entregar comidas, medicamentos y correo a pacientes en hospitales. Ese mismo año, también predijo: "Dejaré que el robot limpie el piso, cocine, salga a lavar mi auto y verifique la seguridad".
En 1990, el profesor Zhou Haizhong, un famoso erudito chino, predijo en el artículo "Sobre los robots" que a mediados del siglo XXI, los nanorobots cambiarán por completo el trabajo y el estilo de vida humanos.
En 1998, la compañía danesa LEGO lanzó el kit de robot (Mind-storms), que hizo que la fabricación de robots fuera tan fácil como construir bloques. Era relativamente simple y podía ensamblarse a voluntad, y los robots comenzaron a aparecer. el mundo personal.
Robot Sony AIBO En 1999, la Corporación Sony de Japón lanzó el robot AIBO con forma de perro, que se agotó de inmediato. Desde entonces, los robots de entretenimiento se han convertido en una de las formas en que los robots ingresan a los hogares comunes.
En 2002, la empresa estadounidense iRobot lanzó Roomba, un robot aspirador que puede evitar obstáculos, diseñar automáticamente su ruta de viaje y conducir automáticamente hasta una base de carga cuando la batería está baja. Roomba es actualmente el robot doméstico más vendido y comercial del mundo. Agente autorizado de iRobot en Beijing: Beijing Micronet Zhihong Technology Co., Ltd.
En junio de 2006, Microsoft lanzó Microsoft Robotics Studio. La tendencia hacia la modularización de robots y la unificación de plataformas se está volviendo cada vez más obvia. Bill Gates predijo que los robots domésticos pronto arrasarán el mundo.
Robots sociales simulados
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Categoría
Así como nacieron en las novelas de ciencia ficción, las personas están llenas de fantasías sobre robots. Quizás sea precisamente por la vaga definición de robot que da a la gente un amplio espacio para la imaginación y la creatividad.
Los robots domésticos
pueden ayudar a las personas a cuidar de sus vidas y realizar tareas domésticas sencillas. El robot ama de llaves desarrollado por el Instituto de Tecnología Avanzada de Shenzhen, Academia de Ciencias de China
El robot operativo
puede controlarse automáticamente, reprogramarse, ser multifuncional, tiene varios grados de libertad, y se puede fijar o mover en sistemas de automatización relacionados.
Robots programables
Controlan los movimientos mecánicos del robot en secuencia según el orden y las condiciones prerequeridos.
Enseñanza y reproducción de robots
Mediante guía u otros métodos, primero enseñe los movimientos del robot, ingrese el programa de trabajo y el robot repetirá automáticamente la operación.
Robot tipo CNC
No es necesario hacer que el robot se mueva. El robot se enseña mediante valores numéricos, lenguaje, etc., y el robot realiza operaciones en base a la información enseñada. .
Robots controlados por sensaciones
Utilizan la información obtenida de los sensores para controlar los movimientos del robot.
Robot de control adaptativo
Puede adaptarse a los cambios del entorno y controlar sus propias acciones.
Los robots controlados por aprendizaje
pueden "comprender" la experiencia laboral, tener una determinada función de aprendizaje y utilizar la experiencia "aprendida" en el trabajo.
Robot inteligente
Un robot que utiliza inteligencia artificial para determinar sus acciones.
Los expertos chinos en robótica dividen los robots en dos categorías principales según su entorno de aplicación: robots industriales y robots especiales. Los denominados robots industriales son manipuladores multiarticulares o robots con múltiples grados de libertad orientados al ámbito industrial. Los robots especiales son varios robots avanzados distintos de los robots industriales que se utilizan en industrias no manufactureras y sirven a los humanos, incluidos: robots de servicio, robots submarinos, robots de entretenimiento, robots militares, robots agrícolas, máquinas robóticas, etc. Entre los robots especiales, algunas ramas se están desarrollando rápidamente y tienden a formar sistemas independientes, como robots de servicio, robots submarinos, robots militares, robots de microoperaciones, etc. En la actualidad, los estudiosos internacionales de robótica dividen los robots en dos categorías según su entorno de aplicación: robots industriales en entornos de fabricación y robots de servicios y humanoides en entornos no manufactureros. Esto es coherente con la clasificación de China.
Los robots aéreos también se denominan vehículos aéreos no tripulados. En los últimos años, entre la familia de robots militares, los vehículos aéreos no tripulados han sido el campo con las actividades de investigación científica más activas, el mayor progreso tecnológico y la mayor inversión en. fondos de investigación y adquisición, y la más rica experiencia práctica. Durante más de 80 años, el desarrollo de drones en el mundo ha sido impulsado básicamente por Estados Unidos. Estados Unidos ocupa el primer lugar en el mundo en términos de nivel técnico y tipos y cantidades de drones.
Robots de búsqueda y rescate
Después de un gran desastre, pueden ingresar a las ruinas que son inaccesibles para los humanos, usar rayos infrarrojos para escanear las escenas en las ruinas y transmitir la información a personal de búsqueda y rescate en el exterior.
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Artículos variados
1. Robots con funciones especiales
Los llamados robots militares terrestres utilizados por la policía robótica. para la eliminación de explosivos se refiere a los sistemas robóticos utilizados en tierra. No solo pueden ayudar a la policía a retirar bombas y completar tareas de seguridad en áreas clave durante tiempos de paz, sino que también pueden reemplazar a los soldados en diversas tareas como remoción de minas, reconocimiento y ataques durante tiempos de guerra. En la actualidad, Estados Unidos, Gran Bretaña y Alemania. Países como China, Francia y Japón han desarrollado varios tipos de robots militares terrestres.
Robot "Trolley" británico
En los países occidentales, las actividades terroristas siempre han sido un dolor de cabeza para las autoridades. Debido a los conflictos nacionales, el Reino Unido se vio gravemente amenazado por los explosivos, por lo que ya en los años 60 desarrolló con éxito un robot de eliminación de explosivos. Los robots de eliminación de explosivos de tipo oruga "Trolley" y "Super Trolley" desarrollados en el Reino Unido han vendido más de 800 unidades a agencias militares y policiales en más de 50 países. Recientemente, el Reino Unido ha optimizado el robot carro y ha desarrollado dos robots eléctricos de eliminación de explosivos controlados a distancia, Marmot y Bison. Los Royal Engineers británicos los utilizan para detectar y manipular explosivos en Bosnia y Herzegovina y Kosovo. La marmota pesa 35 kilogramos y tiene dos cámaras montadas en su mástil. El bisonte pesa 210 kilogramos y puede transportar una carga de 100 kilogramos. Ambos utilizan sistemas de radiocontrol, con una distancia de control remoto de aproximadamente 1 km.
Robots de desactivación de artefactos explosivos "Marmot" y "Bison"
Además de las bombas colocadas por terroristas, en muchos países devastados por la guerra se encuentran esparcidas por todas partes bombas sin detonar de diversos tipos. Municiones. Por ejemplo, Kuwait después de la Guerra del Golfo era como un depósito de municiones que podía explotar en cualquier momento. En la superficie de más de 10.000 kilómetros cuadrados de la frontera entre Irak y Kuwait hay 250.000 minas terrestres, 850.000 proyectiles de artillería fabricados por 16 países y 25 millones de bombas minadoras y balas de submunición lanzadas por fuerzas multinacionales, de las cuales al menos el 20% no explotar. Y hasta el día de hoy, todavía existen en muchos países bombas y minas terrestres sin detonar de la Primera y la Segunda Guerra Mundial. Por lo tanto, la demanda de robots de eliminación de artefactos explosivos es enorme.
Existen robots con ruedas y sobre orugas para retirar explosivos. Generalmente son de tamaño pequeño y tienen dirección flexible, lo que facilita su trabajo en lugares estrechos. Los operadores pueden utilizar radio o cables de fibra óptica para controlar su actividad. El vehículo robot generalmente está equipado con múltiples cámaras CCD en color para observar explosivos; un manipulador de múltiples grados de libertad puede usar sus garras o abrazaderas para desenroscar la mecha o el detonador del explosivo y transportar el explosivo. con una escopeta, que puede destruir el dispositivo de sincronización y el dispositivo de detonación de los explosivos después de apuntar con un puntero láser; algunos robots también están equipados con cañones de agua de alta presión que pueden cortar los explosivos;
El robot de eliminación de explosivos de Alemania
En Francia, la fuerza aérea, el ejército y el departamento de policía han adquirido el robot de eliminación de explosivos de tamaño mediano TRS200 desarrollado por Cybernetics. El robot RM35 desarrollado por la empresa DM también fue seleccionado por la Autoridad Aeroportuaria de París. La fuerza de mantenimiento de la paz alemana en Bosnia y Herzegovina está equipada con robots de la serie MV4 de Telerob. El robot PXJ-2 desarrollado por el Instituto de Automatización Shenyang de China también se ha unido a las filas de las fuerzas de seguridad pública.
La serie de robots Andros de la empresa estadounidense Remotec es bien recibida por los departamentos militares y de policía de varios países. La Casa Blanca y el Departamento de Policía del Capitolio han adquirido este tipo de robots. Antes de las elecciones presidenciales sudafricanas, la policía compró cuatro robots AndrosVIA, que realizaron más de 100 tareas durante el proceso electoral. El robot Andros se puede utilizar para eliminar pequeños explosivos aleatorios. Es el único robot utilizado en aviones de pasajeros y autobuses de la Fuerza Aérea de EE. UU. Después de la Guerra del Golfo, la Marina de los EE. UU. también utilizó este robot para limpiar minas terrestres y municiones sin detonar en bases aéreas de Arabia Saudita y Kuwait. La Fuerza Aérea de Estados Unidos también envió cinco robots Andros a Kosovo para limpiar explosivos y subproyectiles. Cada equipo activo de EOD y centro de rescate de aviación de la Fuerza Aérea está equipado con un robot de operaciones extremas Andros VI.
El robot de desactivación de explosivos desarrollado en China
El robot de desactivación de explosivos no sólo puede eliminar bombas, sino que también utiliza sus sensores de reconocimiento para monitorear las actividades de los delincuentes. El personal de vigilancia puede observar a los delincuentes día y noche a distancia, escuchar sus conversaciones y tener una comprensión clara de la situación sin exponerse.
A principios de 1993, se produjo el caso de la misión Waco Manor en Estados Unidos. Para comprender las actividades de los puritanos, el FBI utilizó dos tipos de robots. Uno son los robots AndrosVA y Andros MarkVIA de Remotec, y el otro es el robot STV desarrollado por RST. STV es un vehículo de control remoto de 6 ruedas que utiliza comunicaciones por radio y cable óptico. El vehículo tiene un soporte que se puede elevar a 4,5 metros, que está equipado con una cámara estéreo en color, visor diurno, visor nocturno con poca luz, detector de audio binaural, detector químico, sistema de posicionamiento por satélite y seguimiento de objetivos. Sensor infrarrojo orientado hacia adelante. , etc. El coche requiere sólo un operador y tiene una distancia de control remoto de 10 kilómetros. En esta operación, la policía envió tres STV. Los operadores controlaron remotamente el robot para que se detuviera a 548 metros de la mansión, levantaron el soporte del vehículo y utilizaron cámaras y detectores de infrarrojos para mirar por las ventanas. La pantalla fluorescente observó las imágenes enviadas por los sensores y pudo ver claramente las actividades en la habitación.
2. Robots civiles
De hecho, no es que la gente no quiera dar una definición completa de robots. Desde el nacimiento de los robots, la gente ha estado constantemente tratando de explicarla. que es un robot. Sin embargo, con el rápido desarrollo de la tecnología robótica y el advenimiento de la era de la información, el contenido cubierto por robots es cada vez más abundante y la definición de robot también se enriquece e innova constantemente.
En 1886, el escritor francés Lil Adam nombró a la máquina de aspecto humano "Androdin" (Android) en su novela "La víspera del futuro". Consta de 4 partes:
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1. Sistema de vida (equilibrio, marcha, vocalización, balanceo del cuerpo, sensación, expresión, regulación del movimiento, etc.
2. , Una especie de armadura);
3. Músculos artificiales (la armadura antes mencionada tiene varias formas del cuerpo, como carne, venas, género, etc.); Piel artificial (que contiene color de piel, mecánica, contornos, cabello, visión, dientes, garras, etc.).
En 1920, el escritor checo Karel Capek publicó el guión de ciencia ficción "Rosam's Universal Robot". En el guión, Capek escribió la palabra checa "Robota" como "Robot", y "Robota" significa esclavo. La obra predice el trágico impacto del desarrollo de los robots en la sociedad humana, que ha atraído una gran atención y se considera el origen de la palabra robot. En la obra, los robots trabajan silenciosamente según las órdenes de sus amos, sin sentimientos ni emociones, y realizan trabajos pesados de forma aburrida. Más tarde, la empresa de Rossam consiguió que los robots tuvieran sentimientos, lo que condujo a un rápido aumento en los sectores de aplicación de los robots. Los robots se han vuelto indispensables en las fábricas y en las tareas domésticas.
Los robots descubrieron que los humanos eran muy egoístas e injustos y finalmente se rebelaron. Los robots tenían excelentes habilidades físicas e intelectuales, por lo que destruyeron a los humanos.
Pero los robots no sabían cómo construirse y pensaron que pronto se extinguirían, por lo que empezaron a buscar supervivientes humanos, pero fue en vano. Al final, un par de robots masculinos y femeninos con mejor percepción que otros robots se enamoraron. En ese momento, los robots evolucionaron hasta convertirse en humanos y el mundo volvió a la vida.