Самый первый робот

Содержание

Определение понятия

Прежде, чем говорить о том, какими были самые первые роботы, следует определить, что именно подразумевается под данным понятием. Это имеет важное значение для понимания развития данной технологии и ее уникальности. Первое появление слова «робот» относится к 1920 году, когда чешский писатель Карел Чапек употребил его в фантастической пьесе «Rossumovi univerzální roboti (R.U.R)». Там оно обозначало искусственно созданного человека, чей труд использовался на тяжелых и опасных производствах взамен человеческого (robota в переводе с чешского – каторга). И хотя в этом произведении роботы изготавливались на фабриках из выращенных органических тканей, само понятие впоследствии было популяризировано именно в отношении механических устройств.

Робота следует отличать от простых механизмов и автоматов. Это устройство обладает способностью к более тесному и комплексному взаимодействию с оператором и внешней средой. Если простой автоматический механизм при выполнении определенного действия слепо следует заранее заложенному в нем алгоритму, то робот способен воспринимать внешние сигналы и в соответствии с ними адаптировать свои действия. Таким образом его взаимодействие с внешней средой становится более гибким, точным и универсальным. Даже самые первые в мире роботы, о которых будет сказано далее, имели примитивные аналоги органов чувств, без которых это принципиальное отличие было бы невозможным.

У истоков: первые прообразы роботов

Однако история создания роботов тесно переплетается с развитием механики и логически из нее проистекает. Поэтому для ее понимания необходимо углубиться на несколько веков назад, а именно в эпоху античности, когда процветала колыбель наук – Древняя Греция. В этой стране появились автоматические устройства, созданные для выполнения практических задач и развлечения. В качестве примера можно привести описанную Филоном Византийским механическую женщину-слугу, которая наливала из кувшина вино во вставленный в ее руку стакан. Древнегреческий математик и изобретатель Архит Тарентский еще в 5 веке до н. э. изобрел деревянного голубя, который запускался в небо с помощью паровой катапульты. Многие историки технологий считают, что первый робот в истории был создан именно в этот момент, хотя корректнее считать его прототипом крылатой ракеты или реактивного снаряда.

Еще более сложное и грандиозное автоматическое устройство существовало в научной столице античного мира – великом городе Александрия. На расположенном здесь в начале нашей эры знаменитом Фаросском маяке были размещены величественные женские фигуры. Они могли указывать направление ветра и движение небесных светил (Солнца и Луны), отсчитывать время и даже сигнализировать морякам об опасности во время шторма или тумана с помощью громкого трубного звука. В древнегреческом городе Сиракузы на острове Сицилия жил великий греческий изобретатель и ученый Архимед, также прославившийся созданием автоматических механизмов. В частности, ему приписывается создание первого прообраза настоящего боевого робота. Устройство под названием «коготь», устанавливаемое на крепостной стене, захватывало длинным крюком осаждавшие город римские корабли, поднимало их в воздух и переворачивало, стряхивая экипаж за борт.

Другой гениальный грек, Герон Александрийский, изобрел первый в истории программируемый автомат. Тележка, вывозившая на сцену механизированные марионетки, управлялась с помощью веревки и колышков. Изменяя положение последних, Герон регулировал наматывание тросиков на независимые оси повозки, тем самым задавая ей траекторию движения. Этот принцип в чем-то похож на перфорированные ленты и карты – средства записи и хранения информации, используемые в автоматических станках и ЭВМ вплоть до 80-х годов ХХ века.

История робототехники была бы неполной без достижений других государств того времени. Так, еще в конце 2 тысячелетия до н. э., задолго до древнегреческих механизмов, в Древнем Египте жрецы изготовили статую, которая поднятием руки указывала на наследника фараона во время религиозных церемоний. А в Китае примерно в это же время местные мастера создавали первые прототипы роботов, приводимые в действие силой пороховых взрывов. Великий мудрец Лао-Цзы упоминал о механическом человеке, разработанном для императора на рубеже 1 и 2 тысячелетия до н. э.

И все же именно Древнюю Грецию можно считать родиной робототехники, потому как здесь были не просто построены многие автоматические устройства, но теоретизированы принципы их создания и функционирования.

Античные изобретатели и ученые разработали многие виды передач и двигателей (в том числе паровой, гидравлический и пневматический), сформулировали основные законы классической механики, благодаря чему последующие поколения смогли воспроизвести и развить их опыт.

«Роботы» Средневековья

Вопреки распространенному мнению, Средние века не были эпохой всеобщего упадка и технологического регресса. Наука, в том числе механика, хотя и с некоторой задержкой в первые века после падения античных держав, продолжала свое развитие. Удивительно, но многие сложные устройства появились на свет благодаря силе, которая в массовом сознании ассоциируется только с мракобесием – а именно Церкви. В те времена католические монастыри были одним из центров научной и инженерной мысли. В частности, легенды приписывают виднейшему ученому и теологу Альберту Великому создание «механической служанки», которая умела самостоятельно передвигаться и даже воспроизводить речь. Задокументированным, и, следовательно, более достоверным, выглядит свидетельство средневекового архитектора Виллара де Онекура (13 век н. э.), который в своем труде описал зооморфные механизмы, а также фигуру ангела, поворачивающуюся вслед за движением солнца. К тому же 13 веку относится увеселительный сад в поместье графа Роберта II д’Артуа, заполненный автоматическими обезьянами, птицами и механизированными фонтанами.

Большое развитие механика получила в это время и на Востоке. Византия, практически не затронутая потрясениями Раннего Средневековья, славилась автоматонами, встречавшими иностранных гостей в императорском дворце. Согласно свидетельствам, около царского трона были расположены два металлических льва, которые умели реветь и бить хвостами, а в кронах деревьев находились механизированные птицы, певшие и щебетавшие на разные голоса. В мусульманских странах того времени механика и математика вышли на качественно новый уровень, благодаря чему их мастера создавали удивительные устройства. Так, братья Бану Муса в 9 веке н. э. изобрели искусственного флейтиста, а видный ученый того времени Али ибн Халаф аль-Маради, живший в 11 веке, в своей «Книге тайн» описал около 30 сложных автоматонов.

Здесь же следует упомянуть и легенду о «железном мужике», созданном придворными мастерами Ивана Грозного. Согласно ей, человекоподобный механический слуга при дворе русского царя подавал ему чашу с вином и кафтан, подметал пол, кланялся гостям и даже «побивал медведя». Звучит фантастично, но следует учитывать, что эта легенда основана на письмах голландского купца Йохана Вема – человека крайне прагматичного и не склонного к фантазиям.

На закате эпохи Средневековья автоматические устройства, воспроизводящие достаточно сложные действия, популяризировались и легендарным Леонардо да Винчи.

Леонардо да Винчи, будучи гением инженерной мысли, в своих зарисовках предложил схемы самых разных механизмов, одним из которых является фигура закованного в латы рыцаря, которая могла двигать руками и шеей, садиться и даже открывать рот. Собранный образец демонстрировался изобретателем при дворе Людовика Сфорца, герцога Миланского, в 1495 году. В 20 веке по сохранившимся чертежам была воспроизведена точная и функциональная копия этого устройства, сегодня хранящаяся в Миланском музее.

Новое время: золотой век автоматонов

Однако настоящую популярность и бурное развитие автоматические механизмы получили с началом эпохи Возрождения. Наука, вырвавшись из монополии Церкви, получила дополнительный импульс к развитию, в том числе за счет переосмысления достижения античных ученых. И на первую роль в новой волне старинной робототехники вышли часовщики. Здесь стоит упомянуть о двух важных изобретениях, которые способствовали развитию технологии автоматонов – пружинному и маятниковому заводным механизмам. До этого подобные устройства приводились в движение гирями, что позволяло создавать только крупные и относительно несложные изделия. Новые накопители энергии (пружина и маятник) стали настоящим прорывом в миниатюризации автоматических механизмов.

Особенно прославился на этом поприще мастер Жак де Вокансон, который жил в 18 веке – к слову, в детстве обучавшийся в иезуитской школе. Особенную популярность получили два его изобретения:

  • механическая утка, способная взмахивать крыльями, клевать зерно с руки и даже испражняться;
  • автоматический музыкант, умеющий наигрывать различные мелодии на флейте и свирели.

Другим известным мастером был швейцарец Пьер Жаке Дро, живший в том же 18 веке и основавший знаменитую часовую компанию Jaquet Droz. В то время он прославился не только своими хронометрами, но и множеством сложнейших устройств, среди которых особенно известно три его творения:

  • «Писарь» – автоматическая фигура мальчика, содержащая около 4 000 деталей, была способна написать любой текст из 40 знаков, самостоятельно макая перо в чернильницу;
  • «Художник» – похожий автомат, только вместо текста наносивший на бумагу различные рисунки, например портреты людей, изображения животных и т. д.;
  • «Девушка-музыкант» – автомат в виде органистки, который умел наигрывать на небольшом органе 5 различных мелодий, при этом двигая головой и телом, а в конце выступления изящно кланяясь.

Отличительной чертой этих автоматонов была возможность их программировать, для чего использовались барабаны или диски с насечками, в которых была закодирована последовательность действий. Поменяв их расположение, мастер мог заставить свои устройства написать различные тексты, сыграть другую мелодию и т. д. И все же утверждать, что именно он создал первого робота, нельзя – его механизмы еще слишком мало взаимодействовали с внешней средой, а их функции были сугубо развлекательными.

Технология создания подобных устройств получила широкое распространение не только в Европе, но и мире. В конце 18 века в Японии была создана автоматическая девушка, способная стрелять из лука. В Эрмитаже выставлены знаменитые часы с павлином, купленные Екатериной Великой в Британии. Вклад российских мастеров здесь тоже есть – при перевозке в Россию механизм сильно повредился, но знаменитый изобретатель Кулибин смог полностью восстановить его.

Изготовление автоматонов развивалось по пути не только усложнения, но и миниатюризации устройств. Если первые образцы таких механизмов занимали достаточно много места, то к 19 веку их часто умещали в карманные часы. В основном это были сугубо развлекательные устройства, изготавливаемые для аристократов, передвижных цирков, выставок и т. д. Однако пройдет совсем немного времени, и автоматы начнут помогать людям.

Современный этап развития робототехники

Механические игрушки-автоматоны изготавливались часовщиками вплоть до начала 20 столетия. Их главным недостатком был сильно ограниченное время действия и слабость из-за особенностей пружинного заводного механизма. Однако развитие технологии электричества дало человечеству новый источник энергии, которым можно было питать устройства гораздо более продолжительное время. В то же время начинаются и первые попытки заставить сложные механизмы работать на человека, заменяя его труд на производстве. Уже в 1808 году французский ткач Жозеф Мари Жаккар изобрел ткацкий станок, программируемый с помощью перфокарт. Пока это был еще не робот – скорее, аналог современных автоматизированных линий. Но именно в нем впервые в промышленности был реализован принцип программирования, на котором держится современная робототехника.

Параллельно совершенствовались и способы управления – в частности проводной и радиоволновой. В 1898 году Никола Тесла впервые продемонстрировал самоходную лодку, управляемую дистанционно с помощью радио. Одновременно вместо сложных механических приводов устройства начали обзаводиться более простыми, мощными и миниатюрными электрическими двигателями.

Уже к началу 20 века сформировались все условия, обусловившие создание первых роботов. Электрический ток стал не только источником питания, но и средством получения, передачи и обработки информации. Сложно сказать, когда появился первый робот в современном понимании этого слова. Многие компании и отдельные разработчики тех времен вели работу в области создания подобных машин. В 20-30-е годы прошлого века было разработано более 30 механизмов, соответствующих требованиям полноценной робототехники.

И все же считается, что человек, создавший первого действующего робота – американский инженер Рой Уэнсли из корпорации Westinghouse Electric Company. Разработанный им в 1928 году механизм под названием «Герберт Телевокс» представлял собой человекоподобную машину, способную открывать двери и окна, отключать духовку, электродвигатели и т. д. Важнейшим отличием этого изобретения от автоматонов являлось умение отвечать и реагировать на команды, подаваемые ему по телефону. При этом робот был не подключен к линии напрямую – он, подобно человеку, с помощью встроенного микрофона слушал приказания. Из-за несовершенства технологий того времени эти команды представляли собой не обычную речь, а определенную последовательность гудков, писков, скрежетов и других звуков различной тональности.

Первенство Роя Уэсли оспаривает Макото Нисимура – японский ученый-биолог, создатель первого действующего робота в Японии (1929 год). Этот управляемый по проводам антропоморфный механизм был способен по командам выполнять различные манипуляции руками, в частности писать. Еще одним претендентом на роль родоначальника роботов был Эрик, разработанный в том же 1928 году британским военным Уильямом Ричардсом. Механизм мог не только двигать конечностями, но и «осмысленно» отвечать на ряд вопросов, при этом даже умудряясь отпускать шутки.

Однако эти и многие другие роботы предназначались для демонстрации научных достижений, но не для практической деятельности. Возникновение робототехники в производстве или сельском хозяйстве произошло позже, потому как такая работа требовала качественно нового уровня технологий. Хотя стоит отметить, что первый прообраз промышленного робота появился еще в 1898 году – это был созданный американским инженером Бэббитом манипулятор, с помощью которого выхватывались заготовки из раскаленной печи.

Полноценное развитие робототехники в промышленности произошло лишь после окончания Второй мировой войны.

В 1948 году в США компанией General Electric был создан первый промышленный робот для работы на атомном реакторе. Его особенностью было наличие обратной связи – оператор мог не только видеть его перемещение в рабочем пространстве, но и чувствовать силу, которую развивал захват манипулятора, что позволяло управлять механизмом более точно. В середине 50-х годов американец Джордж Девол основал компанию Unimation, которая занималась выпуском первых серийных промышленных роботов, программируемых с помощью перфокарт. Уже к середине 60-х годов в развитых странах насчитывалось несколько десятков компаний, наладивших выпуск подобных машин. Особенно в этом преуспела Япония – закупив у «Юнимейшн» первые роботы в 1968 году, уже через 10 лет эта страна стала мировым лидером по выпуску собственных аналогов и оснащения ими производств.

Сегодня роботы проникли практически во все сферы деятельности. Промышленность, научные исследования, энергетика, медицина, развлечения, военные действия и даже космос – современные автоматические или дистанционно контролируемые механизмы используются очень широко и даже постепенно вытесняют человеческий труд. Развитие роботов идет по нескольким направлениям – улучшение механизмов и приводов, совершенствование алгоритмов, внедрение самообучающихся систем управления (слабого искусственного интеллекта), а также разработка новых интерфейсов «человек-компьютер». Роботизация тесно переплетается с биотехнологиями и кибернетикой, результатом чего является создание кибернетических организмов (киборгов), функциональных бионических протезов, полностью автономных автомобилей, кораблей, космических и летательных аппаратов (в том числе военных). Так наше общество незаметно для себя вошло в будущее, которое всего лишь век назад описал в своей пьесе Карл Чапек.

История роботов: от чертежа Да Винчи до Aiko Chihira

Человечество всегда максимально старалось облегчить повседневную жизнедеятельность и работу. И в ходе этой эволюции возник класс машин – роботов, а вместе с ним и целое направление – робототехника. Одной из стран, в которой эта дисциплина развита наиболее активно, является Япония. Разработчики планируют применять роботов не только в промышленных целях, но и в бытовых условиях. Ученые надеются, что домашние роботы уже в ближайшие десятилетия станут таким же привычным явлением, как использование смартфонов.

Однако с чего начинались робкие шаги истории робототехники?

I–III вв. н.э.

Здесь берет начало история роботов. Первые статуи богов с движущимися конечностям и головой в Древнем Египте, Вавилоне, Китае. Автоматический шар, созданный Архимедом, с отражением небесных светил. Автоматические системы Герона Александрийского для продажи святой воды.

Средние века

Наиболее популярными тогда были автоматические часовые механизмы и человеческие фигуры, которые двигались.

В 1495 году – проект Леонардо да Винчи – механический человек.

В середине 1700-го часовщики Пьер-Жаке Дро и его сын Анри-Луи Дро развивали автоматические системы. От имени последнего и произошло слово «андроид».

К 1805 году возникают механизмы, дающие начало созданию автоматических станков.

Конец XIX – начало XX вв.

Увидела свет пьеса Rossumovi univerzální roboti («Россумские универсальные роботы») чешского автора Карла Чапека, которая дала миру слово «роботы» – создания, механически и интеллектуально совершеннее человека.

Наиболее широко и значимо в литературе тема робототехники раскрылась в работах Айзека Азимова, в цикле рассказов «Я, робот». Сейчас, кажется, о трех законах робототехники знает даже далекий от этой сферы человек.

В начале XX века были известны такие роботы:

1928 г. – «Мистер Телевокс» (автор – инженер Дж. Уэнсли, США) – робот-гуманоид, выполняющий движения по команде. Еще один робот – «Естествоиспытатель» (доктор Нисимура Макота) – андроид, положивший начало японской истории роботостроения. Умел двигать конечностями и головой:

1931 г. – робот-сценарист (сценарист из Лос-Анджелеса Уиклиф Хилл) – разработка функционировала по заранее заложенной программе и могла создавать миллионы сюжетов для журналов и кино:

1933 г. – «Сабор» (изобретатель Август Губер) – роботы-автоматы, которые говорили и передвигались, выполняли различные манипуляции.

1936 г. – первый российский андроид В2М (школьник Вадим Мацкевич) – разработка размером в 1,2 метра регулировалась по радиосвязи и выполняла 8 команд.

1937 г. – Elektro, ставший знаменитым в свое время (компания Westinghouse), – имел рост 2,5 метра и продвинутую электрическую систему управления, выполнял 26 предопределенных команд и мог составить компанию курильщику, если ему предложат сигарету. У Elektro был друг – робот-собака Sparko:

1950–2000 годы

Период, отличающийся первыми коммерческими успехами промышленных роботов и их последующим совершенствованием.

1947 г. – начало разработки промышленных роботов, когда в Америке был внедрен первый автоматический электромеханический манипулятор, названный промышленным роботом.

В начале 1960-го набирает популярность роботизированное производство и использование первых «умных машин».

1961 г. – компания Unimation внедряет роботов на производственные линии заводов General Motors в Нью-Джерси. В 1965 году Ральфом Мошером, инженером компании General Electric был разработан робот Walking Truck для переноски грузов и ряда схожих функций.

В 1967–1969 годах происходит развитие и использование роботов на предприятиях Европы, а также активная стадия роботизации в Японии (робот Unimate Kawasaki 2000).

Технический прогресс в робототехнике двигался в направлении систем совершенствования управления. Развитая система сенсоров характерна для таких робототехнических систем: Unimate, KUKA, FANUC, Hitachi, Westinghouse.

Период с 1970-го по 2000-й характеризуется активным ростом и развитием отрасли: использованием новых контроллеров, развитием языков программирования, запуском первых роботов в космос и возникновением машин, создающих роботов.

Двухтысячные годы ознаменовались выпуском андроидов и гуманоидов.

1999 г. – робот-собака AIBO, созданная компанией Sony. Наиболее продвинутая разработка на данный момент. Ведет себя как полностью живой организм, выполняя основные для собаки команды. Он может сам развиваться, взаимодействуя с хозяином и обстановкой. Любопытный факт: владельцы отмечают, что AIBO любит «смотреть» телевизор. В 2006 г. корейская фирма Dasarobot выпустила аналог робота-собаки Genibo.

В 2000 году впервые появился ASIMO первый в линейке шагающих роботов. Разработчик – компания Honda. ASIMO умеет передвигаться, вступать во взаимодействие с людьми и выполнять бытовые задачи.

2005 г. – робот-гуманоид RoboThespian британской компании Engineered Arts. Пройдя несколько модификаций, он стал наилучшей системой для общения и развлечений.

BigDog – боевой четырёхногий робот, созданный в 2005 году Boston Dynamics совместно с Foster-Miller и NASA.

В 2013-м Boston Dynamics показала миру другой проект: робот Atlas. Разработка предназначена для перемещения по неровной местности на двух ногах. К настоящему моменту проект совершенствуется и проходит ряд испытаний.

iCub – этот робот-ребенок появился в 2004 году благодаря проекту RobotCub Consortium с целью проверки теории о когнитивном познании.

NAO – разработка, созданная в 2008 году и достигшая численности свыше 5000 роботов к настоящему моменту. Человекоподобный и дружелюбный робот для дома, университетов и лабораторий, созданный для помощи в научных исследованиях и образовании.


Cо времен античности люди стали задумываться о создании механических людей, способных выполнять тяжелую и рутинную работу. В мифах есть упоминания о создании Гефестом механических рабов, выполняющих работу за человека.Но различные механизмы создавались и из научного интереса, Известен, например, механический голубь греческого математика Архита из Тарентума, построенный им около 400 года н.э. Возможно, движущийся при помощи пара, голубь был способен летать.

А некоторые роботы, создавались скорее ради развлечения или с целью извлечения коммерческой прибыли, и многие из них были фальсификациями, как например известный шахматный автомат «Турок».

Первый чертёж человекоподобного робота был сделан Леонардо да Винчи около 1495 года. Его записи были найдены только в 1950-х годах и содержали подробные чертежи рыцаря, способного двигать руками и головой.

Хотя, не известно, был ли построен этот робот. Существует также мнение, что специалисты NASA использовали находки Леонардо для создания манипулятора, при подготовки экспедиций на Луну.

Первого действующего человекоподобного робота создал французский изобретатель Жак де Вокансон в 1737 году. Андроид представлял из себя человека в натуральную величину способного на флейте. Флейтист Вокансона имел в репертуаре 12 произведений!

Но самое известное изобретение Жака де Вокансона — пищеварительные утки, созданные им в 1739 году. Эти роботы состояли примерно из 400 деталей, и умели хлопать крыльями, пить воду. Также утки клевали зерна и через секунду — испражнялись. Но, на самом деле, утка не переваривала пищу: съеденные зерна, помещались в специальный контейнер, а «продукт на выходе» был заготовлен в другом.

К концу XIX века инженер из России Чебышёв Пафнутий придумал механизм — стопоход, который обладал высокой проходимостью. Конечно, это изобретение не представляло огромной пользы для человечества, но сама задумка дала определенный толчок к развитию технологий роботостроения.

В 1885 году прошли первые испытания Электрического Человека (Electric Man) Фрэнка Рида (Frank Reade). У машины был довольно мощный прожектор, а противников ожидали электрические разряды, которыми Человек стрелял прямо из глаз. Судя по всему, источник питания находился в закрытом сеткой фургоне.О способностях Электрического Человека и о его скорости ничего не известно.
Кстати, слово робот тогда еще не существовало. Оно появилось лишь в 1920 году, благодаря Карелу Чапеку и его брату Йозефу.

В 1893 году профессором Арчи Кемпионом (Archie Campion) на Международной колумбийской выставке (1893 World’s Columbian Exposition) был представлен опытный образец робота Boilerplate.
Boilerplate был задуман как средство бескровного решения конфликтов — иными словами, это был опытный образец механического солдата. Робот существовал в единственном экземпляре, но у него была возможность осуществить предложенную функцию — Boilerplate неоднократно участвовал в боевых действиях.Хотя истории о Boilerplate интересны, вызывает подозрение их истинность, так же как рассказы о Steem Man и Electric Man.

Семь лет спустя Луи Филип Перью (Louis Philip Perew) в Америке создал Автоматического Человека (Automatic Man). «Этот гигант из дерева, каучука и металлов, который ходит, бегает, прыгает, разговаривает и закатывает глаза — практически во всём в точности подражает человеку». Автоматический Человек был ростом 7 футов 5 дюймов (2,25 метра), одет был в белый костюм, носил гигантскую обувь и соответствующую шляпу.

Первые программируемые механизмы с манипуляторами появились в 1930х годах в США. Толчком к их созданию послужили работы Генри Форда по созданию автоматизированной производственной линии или конвейера (1913). Первый же действительно существовавший в железе индустриальный робот принадлежит Л.Г. Полларду. 29 октября 1934 года, Уиллард Л.Г. Поллард подал в бюро патентов заявку об изобретении нового полностью автоматического устройства для окраски поверхностей. В 1937 году лицензия на производство этого манипулятора каким-то образом досталась компании DeVilbiss. Именно DeVilbiss в 1941 году при помощи Гарольда Роузланда построила первые прототипы этого устройства. Однако окончательная Роузландовская версия, запатентованная и выпущенная на рынок в 1944 году, была совсем другим механизмом, заимствовав у Полларда младшего только идею системы управления.

История серьезной робототехники начинается с появлением атомной промышленности почти сразу по окончании второй мировой войны. Поставленная задача — обезопасить работу персонала с радиоактивными препаратами — успешно решается при помощи манипуляторов, копирующих движения человека-оператора. Это еще не совсем «честные» роботы, поскольку они по-прежнему состоят только из механических деталей: используются ременные и шевронные передачи. Современное название таких устройств — копирующие манипуляторы или MSM (master-slave manipulators).Одна из первых компаний по производству MSM — «CRL» (Central Research Laboratories) — была основана в 1945 году, а первый ее MSM — «Model 1» — был представлен комиссии по атомной энергетике США уже в 1949 году.

Датой рождения первого по-настоящему серьезного робота, о котором услышал весь мир, можно считать 18 мая 1966 года. В этот день Григорий Николаевич Бабакин, главный конструктор машиностроительного завода имени С.А.Лавочкина в Химках подписал головной том аванпроекта E8. Это был «Луноход-1», луноход 8ЕЛ в составе автоматической станции E8 №203, — первый в истории аппарат, успешно покоривший лунную поверхность 17 ноября 1970.

В 1968 году в Станфордском Исследовательском Институте (SRI, Stanford Research Institute) создают «Shakey» — первого мобильного робота с искусственным зрением и зачатками интеллекта. Устройство на колесиках решает задачу объезда возможных препятствий — различных кубиков. Исключительно на ровной поверхности, т.к. робот очень неустойчив. Самое примечательное, что «мозг» робота занимает целую комнату по соседству, общаясь с «телом» по радиосвязи.
Исследования устойчивости приводят к работам над динамическим равновесием роботов, в результате чего получаются роботы-лошади и даже несколько роботов на одной ноге, — чтобы не упасть, им приходится постоянно бегать и подпрыгивать. Начинается эра исследования устойчивости и проходимости. В это время появляется множество роботов для исследования других планет и, конечно, ведения боевых действий в пустыне. Вся робототехника в Соединенных Штатах по сей день очень часто спонсируется агентством DARPA.

Первое место в мире по производству и использованию роботов занимает Япония. В 1928 году под руководством доктора Нисимуро Макото был создан робот, названный «Естествоиспытатель»,высотой 3,2 метра. Оснащенный моторчиками, он мог менять положение головы и рук. А 21 ноября 2000 года на первой в истории выставке ROBODEX в городе Йокохама, Япония, Tokyo Sony Corporation представляет своего первого человекоподобного робота «SDR-3X».

Умные машины тоже имели предков

В истории практически каждого народа есть легенды о том, как мастера прошлых веков использовали человекоподобные технические устройства. Есть записи от 2 тыс. до н.э. о создании в Древнем Египте статуи, которая во время обрядов могла указывать, поднимая робо-руки, на наследника правителя.

В начале второго тысячелетия до н.э. в Китае были созданы прототипы роботов, которые запускались под воздействием силы пороховых взрывов, а для развлечения императора умельцы создали механического андроида.

Древнегреческому ученому Архимеду приписывают создание первой военной машины «Коготь». Её закрепляли на оборонной стене, и, пользуясь длинным крюком, подцепляли осаждавшие корабли соперников и переворачивали их.

Наибольшего внимания заслуживали записи Леонардо да Винчи, который создал достаточно подробные схемы нескольких человекоподобных механизмов. По одному из таких вариантов в 1495 году была собрана фигура рыцаря, который мог двигать шеей, конечностями, открывать рот, присаживаться. Кстати, чертежи сохранились, и по ним рыцарь был воспроизведен. Сегодня его можно увидеть в Миланском музее.

Основной сдерживающей силой робототехники и автоматизированных механизмов была церковь, считавшая любые проявления «на тему» ересью, поэтому по-настоящему развиваться направление начало только к 18 веку. Одними из выдающихся изобретателей того времени были:

  • Жак де Вокансон, создавший механическую утку (умела клевать, двигать крыльями) и музыканта (играл на флейте и свирели);
  • Пьер Жаке Дро (основатель часовой компании Jaquet Droz). Стал известен не только часовыми механизмами, но и созданием механического писаря, художника, музыканта.

Отличительной особенностью этих вариантов, от других дорогостоящих игрушек, была возможность управлять ими. Правда, для этого использовалось не ПО, а пружины, насечки, меняя последовательность которых, меняли текст, изображение, музыку.

Технология создания механических моделей (с часовыми механизмами) использовалась вплоть до 19 века, когда появилась недостающая деталь – электричество, которое обеспечивало устройство питанием на продолжительное время.

Изобретатели стали постепенно внедрять механизмы в производственные этапы, чтобы облегчить и ускорить процесс.

Прототипом первой автоматизированной линии в 1808 году был ткацкий станок французского ткача Жозефа Мари Жаккара, который программировался при помощи специальных перфорированных карт. Конечно, это не манипулятор Kuka, но здесь использован главный принцип программирования, на котором до сих пор базируется робототехника.

Еще один изобретатель и новатор Никола Тесла в 1898 году представил свою разработку – лодку, которая управлялась дистанционно (при помощи радио). Так постепенно освоилось не только использование различных источников питания, но и управления (проводные и радиоволновые устройства).

Знаете ли вы, что первым программистом была женщина.

Математик Ада Лавлейс написала первую в мире программу для вычислительной техники в 1842 году.

Она работала в проекте по запуску аналитической машины Бэббиджа, и хотя при жизни Ады ВУ так и не заработало, именно ее наработки и созданный ею алгоритм и терминология, а именно «рабочая ячейка» и «цикл» используются в каждой современной программе.

Однако, несмотря на весь успех прошлых веков, человеком, впервые изобретшим действующий робот, считается Рой Уэнсли. Именно его принято считать одним из самых великих робототехников.

В 1928 году он разработал конструкцию «Герберт Телевокс», которая управлялась посредством команд, подаваемых по телефону. Конечно, это было не управлением голосом, как в Alexa, а определенная последовательность щелчков, скрежетов и гудков. Машина могла открыть окно или дверь, отключить духовку или электродвигатель.

Примерно в это же время появились другие антропоморфные механизмы: Макото Нисимура создал механическую систему, умеющую выполнять ряд задач руками (писать и т.п), Уильям Ричардсон создал приспособление, двигающее конечностями и отвечающее на вопросы (список был небольшой).

Девол и Эленберг — это «Джобс и Возняк» в мире робототехники

Когда прозаик Карел Чапек, работая над своей пьесой «Rossumovi univerzální roboti» в 1921 году, придумал слово «робот» (определение для искусственно созданных людей), Джорджу Деволу было всего 9 лет, но, несмотря на это, именно Девол станет человеком, который перенесет понятие из фэнтези в реальность.

На счету Джорджа Девола около 40 патентов на различные технические устройства. Он участвовал в создании микроволновой печи «Спиди Унни», разрабатывал системы радиолокации, но главной его разработкой стал манипулятор (патент США 1961 года). Придуманная им технология сегодня используется практически на всех производственных площадках мира.

Вместе с инженером Джозефом Эленбергом, Девол в 1962 году создал первую компанию, производившую промышленные роботы, Unimation. Манипуляторы программировались при помощи все тех же перфокарт. Джозеф отвечал за разработку, в то время как Эленберг занимался привлечением инвесторов и всячески популяризировал использование техники в производственном процессе. С их легкой руки робоманипуляторы распространились по всему миру, в том числе и в Японию.

Первые роботы Unimation появились в Японии в 1968 году, а спустя лишь одно десятилетие страна заняла лидирующие позиции по производству и оснащению роботизированных линий, как впрочем, и других технически совершенных устройств.

Современными лидерами по созданию домашних и коммерческих роботов являются японские компании FANUC Robotics, Kawasaki Robotics, Sony, Panasonic, Honda. Достойную конкуренцию составляют ABB (Швеция — Швейцария), KUKA (Германия), однако в стране восходящего солнца робототехника практически возведена в культ, поэтому в ближайшие десятилетия едва ли кто-то сможет сравниться с ними в производительности.

Робот

У этого термина существуют и другие значения, см. Робот (значения). Робот-андроид ASIMO, производство Honda

Ро́бот (чеш. robot, от robota — «подневольный труд») — автоматическое устройство, предназначенное для осуществления различного рода механических операций, которое действует по заранее заложенной программе.

Робот обычно получает информацию о состоянии окружающего пространства посредством датчиков (технических аналогов органов чувств живых организмов). Робот может самостоятельно осуществлять производственные и иные операции, частично или полностью заменяя труд человека. При этом робот может как иметь связь с оператором, получая от него команды (ручное управление), так и действовать автономно, в соответствии с заложенной программой (автоматическое управление).

Назначения роботов могут быть самыми разнообразными, от увеселительных и прикладных и до сугубо производственных. Внешний вид роботов также может быть каким угодно, хотя нередко в конструкциях узлов заимствуют элементы анатомии различных живых существ, подходящие для выполняемой задачи.

В информационных технологиях «роботами» также называют некоторые автономно действующие программы, например, боты или поисковые роботы.

Предыстория

Мифические искусственные существа

Идея искусственных созданий впервые упоминается в древнегреческом мифе о Кадме, который, убив дракона, разбросал его зубы по земле и закопал их, из зубов выросли солдаты, и в другом древнегреческом мифе о Пигмалионе, который вдохнул жизнь в созданную им статую — Галатею. Также в мифе про Гефеста рассказывается, как он создал себе различных слуг. Еврейская легенда рассказывает о глиняном человеке — Големе, который был оживлён пражским раввином Йехудой бен Бецалелем при помощи каббалистической магии.

Похожий миф излагается в скандинавском эпосе Младшая Эдда. Там рассказывается о глиняном гиганте Мёккуркальви, созданном троллем Хрунгниром для схватки с Тором, богом грома.

Технические устройства

Сведения о первом практическом применении прообразов современных роботов — механических людей с автоматическим управлением — относятся к эллинистической эпохе. Тогда на маяке, сооружённом на острове Фарос, установили четыре позолоченные женские фигуры. Днём они горели в лучах солнца, а ночью ярко освещались, так что всегда были хорошо видны издалека. Эти статуи через определённые промежутки времени, поворачиваясь, отбивали склянки; в ночное же время они издавали трубные звуки, предупреждая мореплавателей о близости берега.

Прообразами роботов были также механические фигуры, созданные арабским учёным и изобретателем Аль-Джазари (1136—1206). Так, он создал лодку с четырьмя механическими музыкантами, которые играли на бубнах, арфе и флейте.

Чертёж человекоподобного робота был сделан Леонардо да Винчи около 1495 года. Записи Леонардо, найденные в 1950-х, содержали детальные чертежи механического рыцаря, способного сидеть, раздвигать руки, двигать головой и открывать забрало. Дизайн, скорее всего, основан на анатомических исследованиях, записанных в Витрувианском человеке. Неизвестно, пытался ли Леонардо построить робота.

В XVI—XVIII веках в Западной Европе получило значительное распространение конструирование автоматонов — заводных механизмов, внешне напоминающих человека или животных и способных иногда выполнять достаточно сложные движения. В коллекции Смитсоновского института имеется один из наиболее ранних образцов таких автоматонов — «испанский монах» (примерно 40 см в высоту), способный прогуливаться, ударяя себя в грудь правой рукой и кивая головой; периодически он подносит находящийся в его левой руке деревянный крест к губам и целует его. Считается, что этот автоматон был изготовлен примерно в 1560 году механиком Хуанело Турриано для императора Карла V.

С начала XVIII века в прессе начали появляться сообщения о машинах с «признаками разума», однако в большинстве случаев выяснялось, что это мошенничество. Внутри механизмов прятались живые люди или дрессированные животные.

Французский механик и изобретатель Жак де Вокансон создал в 1738 году первое работающее человекоподобное устройство (андроид), которое играло на флейте. Он также изготовил механических уток, которые, как говорили, умели клевать корм и «испражняться».

Хронология

  • Конец XIX века — русский инженер Пафнутий Чебышёв придумал механизм — стопоход, обладающий высокой проходимостью.
  • 1898 год — Никола Тесла разработал и продемонстрировал миниатюрное радиоуправляемое судно.

XX век

  • 1921 год — чешский писатель Карел Чапек представил публике пьесу под названием «Р. У. Р.» («Россумские Универсальные Роботы»), откуда и взяло начало слово «робот» (от словацк. robota).
  • 1930-е годы — появились конструкции внешне напоминающих человека устройств, способных выполнять простейшие движения и воспроизводить фразы по команде человека. Имеются подтверждённые данные о 38 подобных роботах, созданных преимущественно компанией Вестингауз (немецкими и голландскими инженерами) в целях рекламы. Первый такой «робот» Televox был сконструирован американским инженером Ройем Уэнсли (англ. Roy J. Wensley) для Всемирной выставки в Нью-Йорке в 1927 году.
  • 1950-е годы — для работы с радиоактивными материалами стали разрабатывать механические манипуляторы, которые копировали движения рук человека, находящегося в безопасном месте.
  • 1960 год — дистанционно управляемая тележка с манипулятором, телекамерой и микрофоном применялась для осмотра местности и сбора проб в зонах высокой радиоактивности.
  • 1968 год — японская компания Kawasaki Heavy Industries, Ltd. получила лицензию на производство робота от американской фирмы Unimation Inc. и собрала своего первого промышленного робота. С тех пор Япония начала неуклонное движение к тому, чтобы стать мировой столицей роботов — с более чем 130 компаниями, вовлеченных в их производство. Изначально сконструированные в США, первые роботы Японии импортировались в малых количествах. Инженеры изучали их и применяли в производстве в таких специфических работах, как сварка и распыление. В 70-х годах были разработаны многочисленные возможности практического применения в данной области.
  • 1979 год — в МГТУ им. Н. Э. Баумана по заказу КГБ был сделан аппарат для обезвреживания взрывоопасных предметов — сверхлёгкий мобильный робот МРК-01.

1980-е

  • 1980 год — коммерческое начало для роботов, производимых на основе высоких технологий (Япония). С этого момента рынок начал расти.
  • 1982 год — 18—27 октября 1982 года в Ленинграде, в выставочном комплексе в Гавани проходила (вероятно, первая в СССР) Международная выставка «Промышленные роботы-82».
  • 1986 год — в Чернобыле впервые в СССР применены роботы для очистки радиоактивных отходов.

2000-е

В середине 2000-х Япония занимает первое место в мире и по экспорту промышленных роботов.

  • 2007 год — МВД России в Перми проводило испытания тестового робота-милиционера Р-БОТ 001.
  • 2010 год — в США в продажу поступили новые роботы PR2.
  • 2011 год — доставлен на МКС робот НАСА Робонавт-2.
  • 2013 год — создан и доставлен на МКС первый японский робот-астронавт.

Типы роботов

«Современные роботы, созданные на базе самых последних достижений науки и техники, применяются во всех сферах человеческой деятельности. Люди получили верного помощника, способного не только выполнять опасные для жизни человека работы, но и освободить человечество от однообразных рутинных операций».

— И. М. Макаров, Ю. И. Топчеев. «Робототехника: История и перспективы»

По строению:

  • Андроид (человекообразный робот);
  • Биоробот — человек или животное, у которого вместо мозга вставлен имплантат (процессор), всё остальное тело — органическое.

В зависимости от функционального назначения, выделяют следующие типы роботов:

  • Промышленный робот
    • Транспортный робот
  • Подводный робот
  • Бытовой робот
  • Боевой робот
  • Зооробот
  • Звероробот
  • Летающий робот
  • Медицинский робот
  • Аптечный робот
  • Микроробот
  • Наноробот
  • Персональный робот
  • Педикулятор
  • Робот-артист
  • Робот-игрушка
  • Робот-официант
  • Робот-программа
  • Робот-хирург
  • Робот-экскурсовод
  • Социальный робот
  • Шаробот
  • Секс-робот

Промышленные роботы

Основная статья: Промышленный робот

Появление станков с числовым программным управлением (ЧПУ) привело к созданию программируемых манипуляторов для разнообразных операций по загрузке и разгрузке станков. Появление в 1970-х годах микропроцессорных систем управления и замена специализированных устройств управления на программируемые контроллеры позволили снизить стоимость роботов в три раза, сделав рентабельным их массовое внедрение в промышленности. Этому способствовали объективные предпосылки развития промышленного производства. И. М. Макаров и Ю. И. Топчеев в книге «Робототехника: История и перспективы» называют основные причины, обуславливающие массовую роботизацию:

  • роботы выполняют сложные производственные операции по 24 часа в сутки;
  • выпускаемая роботами продукция имеет высокое качество;
  • роботы не болеют, не нуждаются в обеденном перерыве и отдыхе;
  • роботы не бастуют, не требуют повышения заработной платы и пенсии;
  • роботы не подвержены воздействиям окружающей среды, опасных для жизни человека.

Медицинские роботы

Основная статья: Роботизированная хирургия

Роботы находят применение в медицине; в частности, разрабатываются различные модели хирургических роботов. Ещё в 1985 году робот Unimation Puma 200 был использован для позиционирования хирургической иглы при выполнении биопсии головного мозга, проводившейся под управлением компьютера. В 1992 году разработанный в Имперском колледже Лондона робот ProBot впервые осуществил операцию на предстательной железе, положив начало практической роботизированной хирургии. В 2000 году компания Intuitive Surgical начала серийный выпуск роботов Da Vinci, предназначенных для лапароскопических операций.

Бытовые роботы

Основная статья: Бытовой робот

Одним из первых примеров удачной массовой промышленной реализации бытовых роботов стала механическая собачка AIBO корпорации Sony.

В сентябре 2005 года в свободную продажу поступили первые человекообразные роботы «Вакамару» производства фирмы Mitsubishi. Робот стоимостью в 15 тысяч долларов способен узнавать лица, понимать некоторые фразы, давать справки, выполнять некоторые секретарские функции, следить за помещением.

В начале XXI века получили популярность роботы-уборщики, представляющие собой по сути автоматические пылесосы, способные самостоятельно прибраться в квартире и вернуться на место для подзарядки без участия человека.

Роботы для обеспечения безопасности

Роботы широко применяются полицией, органами государственной безопасности, аварийно-спасательными службами, силами ведомственной и вневедомственной охраны. В 2007 году в Перми прошли первые испытания российского робота-полицейского Р-БОТ 001, разработанного московской компанией «Лаборатория Трёхмерного Зрения». При тушении пожаров применяют роботизированные установки пожаротушения. Для оперативной разведки агентства по чрезвычайным ситуациям и полиция используют «летающих роботов» — (беспилотные летательные аппараты). При проведении под водой обследования потенциально опасных объектов и поисково-спасательных работ службы МЧС России используют подводные роботы серии «Гном», выпускаемые с 2001 года московской компанией «Подводная робототехника».

Боевые роботы

SWORDS — боевая система наблюдения и разведки. Основная статья: Боевой робот

Боевым роботом называют автоматическое устройство, заменяющее человека в боевых ситуациях или при работе в условиях, несовместимых с возможностями человека, в военных целях: разведка, боевые действия, разминирование и т. п. Боевыми роботами являются не только автоматические устройства с антропоморфным действием, которые частично или полностью заменяют человека, но и действующие в воздушной и водной среде, не являющейся средой обитания человека (авиационные беспилотные с дистанционным управлением, подводные аппараты и надводные корабли). Большинство боевых роботов являются устройствами телеприсутствия, и лишь очень немногие модели имеют возможность выполнять некоторые задачи автономно, без вмешательства оператора.

В Технологическом институте Джорджии под руководством профессора Хенрика Кристенсена разработаны напоминающие муравьёв инсектоморфные роботы, способные обследовать здание на предмет наличия там врагов и мин-ловушек. Получили распространение в войсках и летающие роботы. На начало 2012 года военными во всём мире использовалось около 10 тысяч наземных и 5 тысяч летающих роботов; 45 стран мира разрабатывало или закупало военных роботов.

В 2015 году на военной базе морских пехотинцев Куантико в США были проведены испытания прототипа робота-собаки Spot, разработанного двумя годами ранее компанией Boston Dynamics для использования в войсках для разведки, патрулирования и переноски грузов. Во время тестов робот обследовал помещения на предмет нахождения в них противника и передавал данные об обнаруженных целях на пульт оператора.

Роботы-учёные

Первые роботы-учёные Адам и Ева были созданы в рамках проекта Robot Scientist университета Аберистуита и в 2009 году одним из них было совершено первое научное открытие.

К роботам-учёным можно отнести роботов, с помощью которых исследовались вентиляционные шахты Большой Пирамиды Хеопса и были открыты т. н. «дверки Гантенбринка» и «ниши Хеопса».

Роботы-учителя

Один из первых образцов робота-учителя был разработан в 2016 году молодыми учеными Томского политехнического университета. В мае 2016 года пресс-служба университета сообщила, что с помощью мобиробота учащиеся лицея при вузе смогут получать теоретические и практические знания по математике, физике, химии и информатике начиная с осени того же года.

Технологии

Основная статья: Робототехника

Система передвижения

Робот на гусеничном ходу Основная статья: Робототехника § Способы перемещения

Для передвижения по открытой местности чаще всего используют колёсный или гусеничный движитель (примерами подобных роботов могут служить Warrior и PackBot). Реже используются шагающие системы (примерами подобных роботов могут служить BigDog и Asimo). Для неровных поверхностей создаются гибридные конструкции, сочетающие колёсный или гусеничный ход со сложной кинематикой движения колёс. Такая конструкция была применена в луноходе.

Внутри помещений, на промышленных объектах роботы передвигаются вдоль монорельсов, по напольной колее и т. п. Для перемещения по наклонным или вертикальным плоскостям, по трубам используются системы, аналогичные «шагающим» конструкциям, но с вакуумными присосками. Роботы, предназначенные для обследования высоковольтных линий электропередач, имеют в своей верхней части колёсные шасси, перемещающиеся по проводам. Также известны роботы, использующие принципы движения живых организмов — змей, червей, рыб, птиц, насекомых и других; соответственно, говорят о ползающих, инсектоморфных (от лат. Insecta — насекомое) и других типах роботов бионического происхождения.

Система распознавания образов

Основная статья: Компьютерное зрение

Системы распознавания уже способны определять простые трехмерные предметы, их ориентацию и композицию в пространстве, а также могут достраивать недостающие части, пользуясь информацией из своей базы данных (например, собирать конструктор Lego).

Двигатели

В роботах используются двигатели постоянного тока, двигатели внутреннего сгорания, шаговые электродвигатели, сервоприводы. Существуют разработки двигателей, не использующих в своей конструкции моторов: например, технология сокращения материала под действием электрического тока (или поля) (см. электроактивные полимеры), которая позволяет добиться более точного соответствия движений робота натуральным плавным движениям живых существ.

Искусственный интеллект (AI)

Основная статья: Искусственный интеллект

Технология подзарядки

Разработаны технологии, позволяющие роботам самостоятельно осуществлять подзарядку, находя стационарную зарядную станцию и подсоединяясь к ней.

Математическая база

Помимо уже широко применяющихся нейросетевых технологий, существуют алгоритмы самообучения взаимодействию робота с окружающими предметами в реальном трёхмерном мире: робот-собака Aibo под управлением таких алгоритмов прошёл те же стадии обучения, что и новорожденный младенец, самостоятельно научившись координировать движения своих конечностей и взаимодействовать с окружающими предметами (погремушками в детском манеже). Это дает ещё один пример математического понимания алгоритмов работы высшей нервной деятельности человека.

Навигация

Системы построения модели окружающего пространства по ультразвуку или сканированием лазерным лучом широко используются в гонках роботизированных автомобилей (которые уже успешно и самостоятельно проходят реальные городские трассы и дороги на пересечённой местности с учётом неожиданно возникающих препятствий).

Внешний вид

В Японии не прекращаются разработки роботов, имеющих внешний вид, на первый взгляд неотличимый от человеческого. Развивается техника имитации эмоций и мимики «лица» роботов.

В июне 2009 года учёные Токийского университета представили человекоподобного робота «KOBIAN», способного имитировать эмоции человека — счастье, страх, удивление, грусть, гнев, отвращение — с помощью жестов и мимики. Робот способен открывать и закрывать глаза, двигать губами и бровями, использовать руки и ноги.

Роботы в культуре

Основная статья: Роботы в культуреРобот из фильма «День, когда остановилась Земля», ставший прообразом многих роботов в кино-фантастике

Роботы как культурный феномен появились с пьесой Карела Чапека «R.U.R.», описывающей конвейер, на котором роботы собирают самих себя. С развитием технологии люди всё чаще видели в механических созданиях нечто большее, нежели просто игрушки. Литература отразила страхи человечества по поводу возможности замены людей их собственными творениями. В дальнейшем эти идеи развиваются в фильмах «Метрополис» (1927), «Бегущий по лезвию» (1982) и «Терминатор» (1984). Как роботы с искусственным интеллектом становятся реальностью и взаимодействуют с человеком, показано в фильмах «Искусственный разум» (2001) режиссёра Стивена Спилберга и «Я, робот» (2004) режиссёра Алекса Пройаса.

Из научной фантастики известны три закона роботехники, впервые сформулированные Айзеком Азимовым (с помощью Джона Кэмпбелла) в рассказе «Хоровод» (1942):

  1. Робот не может причинить вред человеку или своим бездействием допустить, чтобы человеку был причинён вред.
  2. Робот должен повиноваться всем приказам, которые даёт человек, кроме тех случаев, когда эти приказы противоречат Первому Закону.
  3. Робот должен заботиться о своей безопасности в той мере, в которой это не противоречит Первому и Второму Законам.

Оригинальный текст (англ.)

В Японии обрели популярность аниме, в которых фигурируют роботы. Символами японской анимации стали такие серии, как Transformers, Gundam, Voltron, Neon Genesis Evangelion, Гуррен-Лаган. Во многом благодаря этому начиная с 1980—1990 годов роботы стали частью национальной культуры Японии, а также частью стереотипов о ней.

Существует жанр видеоигр, непосредственно связанный с роботами — симуляторы меха. Наиболее известным представителем этого жанра является серия игр MechWarrior. В таких играх, как Lost Planet, Shogo: Mobile Armor Division, Quake IV, Chrome, Unreal Tournament 3, Battlefield 2142, F.E.A.R. 2: Project Origin, Tekken, Mortal Kombat, имеется возможность управлять роботами. Ещё одним примером видеоигры с участием роботов является Scrapland.

В браузере Mozilla Firefox, начиная с 3-й версии, есть специфичная страница about:robots — виртуальное пасхальное яйцо с шуточным посланием от роботов к людям.

В 2007 году в Германии была создана музыкальная группа Compressorhead, состоящая из роботов и играющая в стиле хеви-метал.

Примечания

  1. Робот — статья из энциклопедии «Кругосвет»
  2. Робот // Большая советская энциклопедия : / гл. ред. А. М. Прохоров. — 3-е изд. — М. : Советская энциклопедия, 1969—1978.
  3. Бернштейн П. Несколько дополнений к уроку литературы, или Еще раз о научном предвидении. (рус.) // «Квант» : журнал. — 1987. — Июнь (№ 6). — С. 17.
  4. Československá Rusistika: časopis pro jazyky a literaturu slovanských národů SSSR.. — Nakl. Československé akademie věd., 1980-01-01. — С. 157. — 792 с.
  5. Чапек // Большая советская энциклопедия : / гл. ред. А. М. Прохоров. — 3-е изд. — М. : Советская энциклопедия, 1969—1978.
  6. Младшая эдда.
  7. Млашая эдда.
  8. Макаров, Топчеев, 2003, с. 6.
  9. Архивированная копия (недоступная ссылка). Дата обращения 14 сентября 2008. Архивировано 16 ноября 2012 года.
  10. King, Elizabeth. Clockwork Prayer: A Sixteenth-Century Mechanical Monk // Blackbird. — 2002. — Vol. 1, no. 1. (Проверено 10 октября 2015)
  11. РУР
  12. Роботы 1920-1930-х годов.
  13. Макаров, Топчеев, 2003, с. 3.
  14. Роботы всякие нужны. Какие профессии человек доверит машинам в ближайшем будущем?. // Lenta.ru (1 мая 2015).
  15. Макаров, Топчеев, 2003, с. 174.
  16. Kwoh Y. S., Hou J., Jonckheere E. A., Hayall S. A robot with improved absolute positioning accuracy for CT guided stereotactic brain surgery // IEEE Transactions on Biomedical Engineering, 35 (2), 1988. — P. 153—161.
  17. Хирургическая система da Vinci Robot фирмы Intuitive Surgical (США)
  18. Лаборатория Трёхмерного Зрения. Роботопатрульная служба
  19. 1 2 Элизабет Бро. Армия матрицы // Metro Москва. — 2012. — № 14 за 22 февраля. — С. 10.
  20. Аппарат «Гном». Поисково-спасательные работы
  21. Военные испытали робота Spot от Google. robot-review.ru (21 сентября 2015). Дата обращения 17 января 2016.
  22. Робот-учёный совершил первое открытие. Lenta.ru (3 апреля 2009). Дата обращения 8 января 2010. Архивировано 22 августа 2011 года.
  23. Робот-учитель осенью начнет преподавать в лицее Томского политеха. ТАСС (16 мая 2016). Дата обращения 17 мая 2016.
  24. Градецкий В. Г., Вешников В. Б., Калиниченко С. В., Кравчук Л. Н. Управляемое движение мобильных роботов по произвольно ориентированным в пространстве поверхностям. — М.: Наука, 2001. — 360 с.
  25. Градецкий В. Г., Князьков М. М., Кравчук Л. Н. Методы движения миниатюрных управляемых внутритрубных роботов // Нано- и микросистемная техника. — 2005. — № 9. — С. 37—43.
  26. Kazuhiro Nakada, Yozo Ishii. Expliner — Robot for Power Line Inspection. // HiBot Corporation. Дата обращения 10 октября 2015.
  27. Борн, Денис. Линии электропередач проверяет робот-«эквилибрист». // Электронное издание 3DNews — Daily Digital Digest (16.11.2009). Дата обращения 10 октября 2015.
  28. Киселёва А. В., Корецкий А. В. Анализ движения робота на линии в окрестности опор высоковольтных ЛЭП // Trends in Applied Mechanics and Mechatronics. Т. 1 / Под ред. М. Н. Кирсанова. — М.: ИНФРА-М, 2015. — 120 с. — (Научная мысль). — ISBN 978-5-16-011287-9. — С. 70—83.
  29. ACM-R5 Архивная копия от 11 октября 2011 на Wayback Machine (недоступная ссылка с 22-05-2013 — история, копия)
  30. Hirose S. Biologically Inspired Robots: Snake-Like Locomotors and Manipulators. — Oxford: Oxford University Press, 1993. — 240 p.
  31. Gonzáles-Gómez J., Aguayo E., Boemo E. Locomotion of a Modular Worm-Like Robot Using a FPGA-based Embedded MicroBlaze Soft-processor // Proc. 7th Intern. Conf. on Climbing and Walking Robots, CLAWAR 2004. Madrid, Sept. 2004. — Madrid, 2004. — P. 869—878.
  32. Entertainment Robotics — Robotic fish powered by Gumstix PC and PIC
  33. Air-Ray Ballonet
  34. Flying Robot Bird Unveiled
  35. Grasshopper robot can leap 27 times its body length
  36. Ostrowski J., Burdick J. Gait Kinematics for a Serpentine Robot // Proc. IEEE Intern. Conf. on Robotics and Automation. Minneapolis, 1996. — New York, 1996. — P. 1294—1299.
  37. Осадченко Н. В., Абдельрахман А. М. З. Компьютерное моделирование движения мобильного ползающего робота // Вестник МЭИ. — 2008. — № 5. — С. 131—136.
  38. Голубев Ю. Ф., Корянов В. В. Построение движений инсектоморфного робота, преодолевающего комбинацию препятствий с помощью сил кулоновского трения // Известия РАН. Теория и системы управления. — 2005. — № 3. — С. 143—155.
  39. Фотография робота с человеческой мимикой
  40. В Японии создан эмоциональный робот // Дни.Ру, 24.06.2009
  41. INTERNATIONAL ROBOT EXHIBITION 2013
  42. Япония: Международная выставка роботов (69 фото+видео)
  43. Россия в ожидании новой революции. Отставание в промышленной робототехнике может отразиться на обороноспособности страны // НВО НГ, 12.04.2019
  44. В Китае прошли Олимпийские игры среди роботов
  45. Информационное письмо — Официальный сайт Молодёжного научно-технического фестиваля «Мобильные роботы» (недоступная ссылка). Дата обращения 21 февраля 2009. Архивировано 6 июня 2012 года.
  46. http://eurobot.uni-r-c.ru/
  47. Михайлов, Алик. Новый рекорд в сборке кубика Рубика роботом (рус.), Занимательная робототехника. Дата обращения 1 октября 2017.
  48. Бережной, Сергей. Айзек Азимов: Человек, который писал ещё быстрее. Русская фантастика (1994). Дата обращения 17 мая 2016. Архивировано 25 января 2012 года.

10. Двигающиеся статуи


Талос

Древняя литература пестрит рассказами о ненастоящих людях. Особенно в этом плане отличилось произведение Гомера «Илиада», где есть рассказ о служанке-роботе и двигающихся статуях, созданных Дедалом, отцом легендарного Икара. Греки также рассказывают о боге Гефесте, который дал королю острова Крит Миносу гигантского железного человека по имени Талос для защиты королевства. Тот был практически непобедим, единственным уязвимым местом у него была щиколотка, где труба, по которой циркулировала жизненная жидкость, находилась близко к поверхности металлической кожи великана. Когда повредили щиколотку, Талос был уничтожен.
В Египте тоже есть история про двигающиеся статуи, одна из которых была сделана жрецом бога Амона в 1100 до н. э. Статуя указала рукой на человека из королевской семьи, который впоследствии стал фараоном. Двигающиеся статуи были неплохой религиозной пропагандой. В Египте их считали переходным сосудом в мир иной. Египетские манускрипты представляют некоторые знания о строении примитивных веревочных и блоковых механизмов, которые лежат в основе нецифровых роботов. А священный огонь получался при нагреве и расширении воздуха.
Эти механизмы впоследствии на протяжении столетий усовершенствовались. Греческий изобретатель Ктесибиос из Александрии построил автоматическое приспособление для метания дисков, которое могло садиться и вставать при движении. Никаких материальных подтверждений этого изобретения нет, но есть письменные описания механизма. Позже ученые воспользовались его идеей для гидравлических, паровых и пневматических двигателей.

9. Коготь Архимеда


Кран Архимеда, который использовали как оружие для переворачивания вражеских кораблей и т. д., нельзя назвать роботом, так как им необходимо было управлять людям. Но он стал аналогом автоматических рук, которые с успехом работают на производствах и заменяют опасный или тяжелый труд.
Конструкция Архимеда применялась при нашествии на Сиракузы римлян в 231 году до н.э. Историк тех времен Полибий описывал, как римские корабли причаливали к стенам города, а гигантская рука опускалась вниз вертикально, цеплялась за корабль. Люди наверху управляли механизмом, корабль кренился, наполнялся водой и переворачивался.
Историк Плутарх добавлял, что это было ужасным зрелищем, когда корабль поднимался в воздух, крутился и люди вылетали из него в разные стороны. Корабль затем опрокидывался и наполнялся морской водой.
Кран работал по принципам законов Архимеда – закона об удельном весе и закона о плавучести тел – механизм весил намного тон больше, чем корабль. Архимед сделал точные расчеты силы и равновесия, чтобы поднять галеру.
Правда нет точных подтверждений, что именно Архимед является автором изобретения, древние источники всегда преувеличивали его достижения. Недавние эксперименты инженеров доказали, что такое изобретение могло иметь место.

7. Робот Герона Александрийского с «программным управлением»

Самым выдающимся изобретателем Древнего мира принято считать Герона Александрийского (10-70 годы н.э.), так как на его счету монетный автомат по выдачи святой воды, автоматические двери, эолипила (шар, который двигался под действием пара, и это за 1700 лет до парового двигателя Уатта). Но поражает Герон особенно программируемым роботом, который был построен в 60 году н.э. Внешне он был похож на трехколесную тележку, которая вывозила другие устройства на сцену во время показательных выступлений перед публикой. «Программным обеспечением» служила веревка, обмотанная особым способом на обе оси тележки, независимых одна от другой. На осях находились колышки, которые и позволяли веревкам разматываться или закручиваться под силой тяжести до определенного уровня. В результате чего робот двигался, но необходимым условием была ровная поверхность. Инженер из Университета Шеффилда Ноэль Шарки доказал, что веревочное управление роботом – это прототип двоичного кодирования, которое лежало в основе программирования при помощи перфокарт.

6. Рыцарь и лев Леонардо да Винчи


Рыцарь Леонардо да Винчи

Говоря о древних роботах, необходимо упомянуть и о достижениях Леонардо да Винчи в этой области. Он изучал работы Герона, систематизировал полученные знания, применил свои знания анатомии, обработки металлов и инженерии, чтобы создать механические макеты скелета и мышц животных и человека. Исследователи считают, что несколько страниц, которые отсутствуют в книге Леонардо под названием «Атлантикус» (1497 год) были посвящены именно вопросам о робототехнике.
Однажды в Милане Леонардо удивил публику бронированным рыцарем, который двигался абсолютно без помощи человека, так как был оснащен механизмом на основе веревок, шкивов и противовесов. Робот мог поворачивать головой, садиться, вставать и поднимать забрало. Еще одним изобретением Леонардо считают механического льва, который был продемонстрирован французскому королю Франциску I в 1515 году. Лев мог ходить, а когда останавливался, то его грудной отдел открывался, демонстрируя букеты лилий и других цветов. В 2009 году была осуществлена попытка воссоздать льва по чертежам Леонардо.

5. Молящийся монах


Джанелло Торриано — выдающийся итальянский часовой мастер 16 века, служивший императору Карлу V, посетил монастырь в San Yustre в 1555 году, чтобы поддержать императора после сложения полномочий и помочь ему справиться с депрессией. С этой целью мастер конструировал маленьких механических роботов, например, солдатиков, которые устраивали сражение на обеденном столе, или летающих деревянных птиц. Робота Торриано «Леди, играющая на лютне» сегодня можно увидеть в музее в Вене, но, к сожалению, он не в рабочем состоянии, хотя в свое время двигался, играл правой рукой на лютне и поворачивал голову.
В Смитсоновском институте хранится еще один, но работающий робот, который приписывают Торриано – это статуя молящегося монаха высотой 39 сантиметров. Робот деревянный с железными элементами и способен передвигаться по квадратной траектории, бить правой рукой себя в грудь, поднимать и опускать левую руку с четками, целуя их время от времени. Робот может поворачивать и кивать головой, закатывать глаза и тихо проговаривать молитвы губами.
Существует легенда, в которой рассказывается о подростке, сыне короля Испании Филиппа II, Доне Карлосе, который умирал от травмы головы, полученной при падении. Вся семья и Испания молились о выздоровлении наследника. Святые мощи, принадлежащие монаху Диего де Алькала, лежали рядом с больным. Однажды ночью дух монаха явился мальчику и пообещал, что скоро тот вылечится. И, о чудо, скоро ребёнок пошел на поправку, а благодарный отец попросил Торриано построить фигуру монаха. Таким образом, чудо техническое было создано в честь чуда божественного.
Город Сан-Диего в Калифорнии был назван в честь чуда Диего де Алькала.

3. Робот, играющий на флейте


Робот, играющий на флейте

«Новый Прометей» — так называл Вольтер гениального инженера Жака де Вокансона за то, что он создавал механические шедевры. В детстве Жак детально исследовал церковные часы, пока ждал свою мать, приходившую на исповедь. Мальчик запомнил подробно все детали механизма и был способен дома воссоздать его. С годами интерес к механике только усиливался, и Жак продолжал экспериментировать с роботами. Когда он заболел, то в бреду ему привиделся механический флейтист и после выздоровления Жак занялся его созданием.
Когда в 1738 году робота показали публике, то все были ошеломлены тем, насколько хорошо он играл на флейте, на сложном музыкальном инструменте. Дело в том, что идеальное исполнение основано не только на выдувании воздуха, но и на том, как правильно музыкант складывает губы и дышит, поэтому робот был оснащен механизмами, которые подражали каждой мышце при игре на флейте, мехами, трубами, весами и даже губами. Робот Жака фактически мог дышать и исполнять 12 разных мелодий.
Единственной проблемой были жесткие деревянные пальцы робота, которые не качественно выполняли свою роль, что отражалось на чистоте звука. Для этого он использовал кожаные подушечки. Жаку де Вансону принадлежит и механическая утка, которая чистила перья после еды. Но это был робот больше для развлечений.

2. Писатель


В Музее искусства и истории Neuchatel в Берне, Швейцария, за столом из красного дерева можно увидеть мальчика, который сидит и пишет пером, время от времени водя глазами по строчкам и стряхивая чернила с перьевой ручки в чернильницу. Детали, а их 6000, спроектированные мастером часовых дел Пьером Жак Дро в конце 18 века для обеспечения работы робота-писателя, работают прекрасно. Робот приводится в действие рукояткой, и запускаются все механизмы. Робот-писатель без посторонней помощи, благодаря встроенному «программному обеспечению», может написать 40 букв или 4 строчки любого текста. По желанию робота можно остановить во время процесса и изменить задачу.
При дворе испанского короля Фердинанда VI ходили слухи, что все роботы Пьера от злого духа. Чтобы доказать, что все это не так, изобретатель пригласил на демонстрацию главного инквизитора и показал весь внутренний механизм. Кроме робота-писателя, Пьер создал еще двух в 1767 и 1774 годах – робот «Леди-музыкант» и «Чертежник». Основным достоинством этих роботов является филигранность деталей механизмов и синхронность их работы. Прошло 200 лет, а роботы продолжают удивлять.