РОБОТОТЕХНИКА КАК ИННОВАЦИОННОЕ НАПРАВЛЕНИЕ СОВРЕМЕННОЙ НАУКИ

ROBOTICS AS AN INNOVATIVE DIRECTION OF MODERN SCIENCE

Anton Yakimchuk

student, Department of Informatics and Computer Engineering,  Siberian state university of science and technology named after academician M.F. Reshetnev,

Russia, Krasnoyarsk

АННОТАЦИЯ

Рассматривается робототехника как инновационное научное направление. Приводятся виды, характеристики и возможности современных роботов.

ABSTRACT

This article reviews robotics as an innovative scientific direction. It gives types, characteristics and capabilities of modern robots.

Ключевые слова: робототехника; роботы; манипуляторы.

Keywords: robotics; robots; manipulators.

Робототехника – это отдел прикладной науки, задачей которого является проектирование, производство и применение роботов. Робот – это механическое устройство, которое запрограммировано для выполнения определенных действий. Робот получает информацию о внешнем мире от датчиков и осуществляет различные операции на основе полученных данных. Робот может действовать самостоятельно, а также он может получать команды от оператора.

Роботы бывают манипуляционными и мобильными. За выполнением действий манипуляционного робота отвечает манипулятор, который обладает несколькими степенями подвижности, а также устройство с программным обеспечением. По сравнению с манипуляционным, мобильный робот обладает большей подвижностью, поскольку у него есть движущиеся шасси с автоматическими управляемыми приводами.

Роботы могут перемещаться по любой поверхности, в воде и в воздухе. Так, по типу передвижения роботы бывают:

• Колесные и гусеничные;
• Шагающие;
• Летающие – автопилоты и беспилотные летательные аппараты;
• Ползающие – передвигаются по принципу змей и применяются для поиска людей под обломками зданий;
• Плавающие – перемещаются по принципу рыб и обладают хорошей маневренностью;
• Передвигающиеся по вертикальным поверхностям – взбираются на стену с помощью выступов.

Каждый робот состоит из следующих компонентов:

• Рама или тело: может иметь любую форму и размер. Обеспечивает конструкцию робота. Как правило, в проекте робота внимание уделяется функциональности, а не внешности;
• Система управления: предназначена для координирования управления всеми элементами робота. Датчики реагируют на взаимодействие робота с внешней средой. Ответы датчиков отправляются в центральный процессор (ЦП). ЦП обрабатывает данные с помощью программного обеспечения и принимает по ним соответствующие решения;
• Манипуляторы: не являются обязательными, предназначены для взаимодействия с внешней средой. Используются для решения конкретных задач в различных отраслях;
• Ходовая часть: не является обязательной, представляет собой приводное средство передвижения. Практически у всех роботов ходовая часть реализована с помощью колес, кроме роботов-гуманоидов – у них ноги.

Корпус большинства роботов состоит из отдельных подвижных и неподвижных частей. Вот основные из них [1]:

• Внутренний контроллер: представляет собой компьютерную информационную систему. Она содержит всю необходимую информацию для выполнения задач и указаний;
• Источник энергии: роботы работают от батарей, некоторые оснащены фотоэлементами. Механические роботы заводятся с помощью пружинного механизма;
• Дистанционное управление: роботы оборудованы внутренними контроллерами, но ими можно управлять дистанционно;
• Сенсоры света и звука: позволяет распознавать свет и определять звуковые волны;
• Датчики давления: имитируют осязание. Позволяют менять траектории маршрута и взаимодействовать с объектами;
• Приводы: являются «мышцами роботов». Самыми популярными двигателями в приводах являются электрические, но применяются и другие, использующие химические вещества или сжатый воздух.

Роботы применяются в самых различных сферах, но основными являются следующие [2]:

• Промышленность: промышленные роботы;
• Исследовательская деятельность: роботы-ученые, исследователи;
• Боевые роботы: беспилотники, роботы-саперы, охрана и безопасность;
• Нанотехнологии: микро- и нано-роботы в исследовательских и медицинских целях;
• Домашние технологии: бытовые роботы, пылесосы и мойщики окон.

В промышленности, для выполнения большого объема работ важны высокая точность и скорость. С постепенным развитием технологий, использование роботов позволило заметно ускорить и повысить точность многих производственных процессов. В пример можно привести упаковку, сборку, покраску и укладку на поддоны. Изначально, задача робота заключалась в выполнении простых повторяющихся работ, основанных на определенном наборе правил. С развитием технологий промышленные роботы стали более подвижными и теперь они способны принимать решения на основе информации, полученный от датчиков. Роботы могут выполнять сложные задачи, которые человек не сможет выполнить. Например, они способны обезвреживать бомбы, обслуживать ядерные реакторы, исследовать морские глубины и достигать самые дальние уголки космоса.

Роботы имеют широкое применение в мире исследований. Их часто используют для выполнения сложных задач под поверхностью земли и в космосе [3].

Рост инновационных технологий позволяет оптимистически смотреть в будущее. Робототехника стремительно развивается, открывая человечеству новые возможности.

Список литературы:

1. Что такое робототехника? Классификация, история и области применения роботов — [электронный ресурс] — Режим доступа. — URL: https://mining-cryptocurrency.ru/robototekhnika/ (дата обращения 05.08.2020)
2. Что такое робототехника? Понятие и классификации — [электронный ресурс] — Режим доступа. — URL: роботека.рф/robotics (дата обращения 06.08.2020)
3. Что такое робототехника? — [электронный ресурс] — Режим доступа. — URL: http://vex.examen-technolab.ru/lessons/unit_2_introduction_to_robotics/44/ (дата обращения 07.08.2020)