Добавить материал и получить бесплатное свидетельство о публикации в СМИ
Эл. №ФС77-60625 от 20.01.2015
Свидетельство о публикации

Автоматическая выдача свидетельства о публикации в официальном СМИ сразу после добавления материала на сайт - Бесплатно

Добавить свой материал

За каждый опубликованный материал Вы получите бесплатное свидетельство о публикации от проекта «Инфоурок»

(Свидетельство о регистрации СМИ: Эл №ФС77-60625 от 20.01.2015)

Инфоурок / Информатика / Другие методич. материалы / Курсовая работа по теме "ИСКУССТВЕННЫЙ ИНТЕЛЛЕКТ В РОБОТОТЕХНИКЕ"
ВНИМАНИЮ ВСЕХ УЧИТЕЛЕЙ: согласно Федеральному закону № 313-ФЗ все педагоги должны пройти обучение навыкам оказания первой помощи.

Дистанционный курс "Оказание первой помощи детям и взрослым" от проекта "Инфоурок" даёт Вам возможность привести свои знания в соответствие с требованиями закона и получить удостоверение о повышении квалификации установленного образца (180 часов). Начало обучения новой группы: 28 июня.

Подать заявку на курс
  • Информатика

Курсовая работа по теме "ИСКУССТВЕННЫЙ ИНТЕЛЛЕКТ В РОБОТОТЕХНИКЕ"

Выбранный для просмотра документ Искусственный интеллект в робототехнике.pptx

библиотека
материалов
Искусственный интеллект в робототехнике Выполнили Ученицы 10 «Б» класса Берг...
Введение Цель: Проанализировать значение интеллектуальных роботов, способных...
История развития искусственного интеллекта В древнем Египте была создана «ожи...
История развития искусственного интеллекта Первой программой искусственного и...
История развития искусственного интеллекта Специальная комиссия, расследовавш...
Тест Тьюринга Человек взаимодействует с одним компьютером и одним человеком....
Кибернетический подход
История робототехники Принципы, названные тремя законами робототехники, гласят:
История робототехники В 1500 году Леонардо да Винчи построил механического ль...
История робототехники Вокансон также создал механическую утку, покрытую насто...
История робототехники
Виды роботов Промышленные роботы Чаще всего под понятием «Промышленный робот»...
Виды роботов Бытовые роботы Чаще всего они предназначены для развлекательных...
Виды роботов Андроид-это человекоподобный робот. Именно этот тип роботов наиб...
Примеры роботов В 2000 году корпорация Sony создала нового поколения роботов-...
Примеры роботов Роботы, получившие название M-Blocks, представляют собой куби...
Примеры роботов Робот-сортировщик выкладывает аккуратный ряд из блинчиков, дл...
Примеры роботов Электронная кожа (e-skin), так назвали продукт исследователи,...
Примеры роботов Роботы-аватары – это роботы, полностью копирующие людей, и сп...
Примеры роботов Специалисты из компании White Box Robotics и создали робота 9...
Влияние развития робототехники на жизнь человека
Перспективы развития робототехники
23 1

Подайте заявку сейчас на любой интересующий Вас курс переподготовки, чтобы получить диплом со скидкой 50% уже осенью 2017 года.


Выберите специальность, которую Вы хотите получить:

Обучение проходит дистанционно на сайте проекта "Инфоурок".
По итогам обучения слушателям выдаются печатные дипломы установленного образца.

ПЕРЕЙТИ В КАТАЛОГ КУРСОВ

Описание презентации по отдельным слайдам:

№ слайда 1 Искусственный интеллект в робототехнике Выполнили Ученицы 10 «Б» класса Берг
Описание слайда:

Искусственный интеллект в робототехнике Выполнили Ученицы 10 «Б» класса Берг Яна Золотарева Дарья

№ слайда 2 Введение Цель: Проанализировать значение интеллектуальных роботов, способных
Описание слайда:

Введение Цель: Проанализировать значение интеллектуальных роботов, способных автономно совершать операции по достижению целей, поставленных человеком. Задачи:

№ слайда 3 История развития искусственного интеллекта В древнем Египте была создана «ожи
Описание слайда:

История развития искусственного интеллекта В древнем Египте была создана «оживающая» механическая статуя бога Амона. У Гомера в «Илиаде» бог Гефест ковал человекоподобные существа-автоматы. Гомер

№ слайда 4 История развития искусственного интеллекта Первой программой искусственного и
Описание слайда:

История развития искусственного интеллекта Первой программой искусственного интеллекта была программа Логик-теоретик, предназначенная для доказательства теорем в исчислении высказываний (9 августа 1956). Программа для игры в шахматы была создана в 1957 году. Ее структура и структура программы Логик-теоретик легли в основу создания программы Универсального Решателя Задач. Эта программа, хорошо решает головоломки типа «Ханойская башня» или вычисляет неопределенные интегралы.

№ слайда 5 История развития искусственного интеллекта Специальная комиссия, расследовавш
Описание слайда:

История развития искусственного интеллекта Специальная комиссия, расследовавшая обстоятельства покушения на Джона Кеннеди, пришла к потрясающему выводу (конечно не официальному, это лишь одна из версий). Убийство президента США спланировала и организовала электронная вычислительная машина!

№ слайда 6 Тест Тьюринга Человек взаимодействует с одним компьютером и одним человеком.
Описание слайда:

Тест Тьюринга Человек взаимодействует с одним компьютером и одним человеком. На основании ответов на вопросы он должен определить, с кем он разговаривает: с человеком или компьютерной программой. Задача компьютерной программы — ввести человека в заблуждение, заставив сделать неверный выбор

№ слайда 7 Кибернетический подход
Описание слайда:

Кибернетический подход

№ слайда 8 История робототехники Принципы, названные тремя законами робототехники, гласят:
Описание слайда:

История робототехники Принципы, названные тремя законами робототехники, гласят:

№ слайда 9 История робототехники В 1500 году Леонардо да Винчи построил механического ль
Описание слайда:

История робототехники В 1500 году Леонардо да Винчи построил механического льва, который при въезде короля Франции в Милан выдвигался, раздирал когтями грудь и показывал герб Франции. Леонардо да Винчи

№ слайда 10 История робототехники Вокансон также создал механическую утку, покрытую насто
Описание слайда:

История робототехники Вокансон также создал механическую утку, покрытую настоящими перьями, которая могла ходить, двигать крыльями, крякать, пить воду, клевать зерно и, перемалывая его маленькой внутренней мельницей, отправлять нужду на пол.

№ слайда 11 История робототехники
Описание слайда:

История робототехники

№ слайда 12 Виды роботов Промышленные роботы Чаще всего под понятием «Промышленный робот»
Описание слайда:

Виды роботов Промышленные роботы Чаще всего под понятием «Промышленный робот» подразумевается система предназначенная для выполнения операций, связанных с перемещениями различных предметов. Основными потребителями в области промышленной робототехники является автомобильная и электронная промышленность.

№ слайда 13 Виды роботов Бытовые роботы Чаще всего они предназначены для развлекательных
Описание слайда:

Виды роботов Бытовые роботы Чаще всего они предназначены для развлекательных целей, но всё большую популярность набирают роботы-уборщики, по своей сути - автоматические пылесосы, способные самостоятельно прибраться в квартире и вернуться на место для подзарядки без участия человека.

№ слайда 14 Виды роботов Андроид-это человекоподобный робот. Именно этот тип роботов наиб
Описание слайда:

Виды роботов Андроид-это человекоподобный робот. Именно этот тип роботов наиболее широко распространен в научной фантастике и кинематографе. Маленький, перемигивающий лампочками R2-D2 и золотой человечек С-3РО — дивная парочка из далекой Галактики, в которой бушуют звездные войны. И если не каждый знает, как они называются, то практически все когда-либо видели их в кино, рекламе или мультфильмах.

№ слайда 15 Примеры роботов В 2000 году корпорация Sony создала нового поколения роботов-
Описание слайда:

Примеры роботов В 2000 году корпорация Sony создала нового поколения роботов-собак AIBO. К умению прыгать, бегать, вилять хвостиком, катать мячик и демонстрировать различные чувства - от страха до щенячьей радости, четвероногий робот добавил способность реагировать на кличку, которую присваивает ему хозяин, подавать лапу, садиться и бежать вперед.

№ слайда 16 Примеры роботов Роботы, получившие название M-Blocks, представляют собой куби
Описание слайда:

Примеры роботов Роботы, получившие название M-Blocks, представляют собой кубики с магнитами, находящимися на каждой грани и на ребрах кубиков. Они способны взбираться друг на друга, прыгать в воздухе и кататься по земле, в итоге соединяясь в различные конструкции.

№ слайда 17 Примеры роботов Робот-сортировщик выкладывает аккуратный ряд из блинчиков, дл
Описание слайда:

Примеры роботов Робот-сортировщик выкладывает аккуратный ряд из блинчиков, длина которого задается производителем. На выходе из роботизированной зоны получаются стопки блинов, готовых к упаковке и отправке в продажу. Всего за минуту роботизированная зона способна обработать 400 блинов. То есть чуть меньше семи штук за одну секунду.

№ слайда 18 Примеры роботов Электронная кожа (e-skin), так назвали продукт исследователи,
Описание слайда:

Примеры роботов Электронная кожа (e-skin), так назвали продукт исследователи, реагирует на прикосновения свечением. Чем большее давление было приложено, тем ярче светится устройство. Образец электронной кожи представляет собой матрицу 16х16 пикселей. Внутри каждого пикселя находится транзистор, органический светодиод и датчик давления.

№ слайда 19 Примеры роботов Роботы-аватары – это роботы, полностью копирующие людей, и сп
Описание слайда:

Примеры роботов Роботы-аватары – это роботы, полностью копирующие людей, и способные в точности повторять движения человека, находящемся в специальном костюме. Смысл в том, что человек, например какой-нибудь ученый, надевает специальный костюм, после чего робот начинает повторять все движения головы, ног, рук и даже пальцев.

№ слайда 20 Примеры роботов Специалисты из компании White Box Robotics и создали робота 9
Описание слайда:

Примеры роботов Специалисты из компании White Box Robotics и создали робота 912 «MP3». Это передвижной мультимедийный центр, который может подключаться к любому экрану и воспроизводить видео. Беспроводная клавиатура и мышь позволят владельцу 912-го работать как с обычным настольным компьютером.

№ слайда 21 Влияние развития робототехники на жизнь человека
Описание слайда:

Влияние развития робототехники на жизнь человека

№ слайда 22 Перспективы развития робототехники
Описание слайда:

Перспективы развития робототехники

№ слайда 23
Описание слайда:

Выбранный для просмотра документ искуственный интелект в робототехнике.docx

библиотека
материалов

МУНИЦИПАЛЬНОЕ НЕТИПОВОЕ БЮДЖЕТНОЕ

ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

«ЛИЦЕЙ №76»













ИСКУССТВЕННЫЙ ИНТЕЛЛЕКТ В РОБОТОТЕХНИКЕ






Выполнили

Ученицы 10 «Б» класса

Берг Яна

Золотарева Дарья


Руководитель

Учитель информатики

Зиновьева Татьяна Александровна




Новокузнецк

2016

Содержание







Введение

Актуальность создания искусственного интеллекта в настоящее время связана со сложностью проблем, которые приходится решать современному человечеству. К таким проблемам можно отнести освоение космоса, прогнозирование природных катаклизмов и антропогенного воздействия на окружающую среду, создание сложнейших инженерных проектов, использование современной техники в медицине и многие научные исследования. Технологии искусственного интеллекта (ИИ) всегда были тесно связаны с робототехникой. Не случайно одним из направлений ИИ до сих пор считается целенаправленное поведение роботов.

Объект исследования:

Искусственный интеллект.

Предмет исследования:

Искусственный интеллект в робототехнике.

Цель:

Проанализировать значение интеллектуальных роботов, способных автономно совершать операции по достижению целей, поставленных человеком.

Задачи:

  1. Выяснить историю создания и применения искусственного интеллекта в робототехнике.

  2. Найти информацию о влиянии развития робототехники на жизнь человека.

  3. Предложить рекомендации по развитию робототехники в России.

  4. Рассмотреть примеры роботов в современной жизни.

История развития искусственного интеллекта

История искусственного интеллекта как нового научного направления начинается в середине XX века. С самого момента своего рождения ИИ развивается как междисциплинарное направление, взаимодействующее с информатикой и кибернетикой, когнитивными науками, логикой и математикой, лингвистикой и психологией, биологией и медициной. Идея создания искусственного подобия человеческого разума для решения сложных задач и моделирования мыслительной способности витала в воздухе с древнейших времен. В древнем Египте была создана «оживающая» механическая статуя бога Амона. У Гомера в «Илиаде» бог Гефест ковал человекоподобные существа-автоматы. Однако родоначальником искусственного интеллекта считается средневековый испанский философ, математик и поэт Р. Луллий который в XIV веке пытался создать машину для решения различных задач на основе всеобщей классификации понятий. В XVIII в. Г. Лейбниц (1646-1716) и Р. Декарт (1596-1650) независимо друг от друга развили эту идею, предложив универсальные языки классификации всех наук. Эти идеи легли в основу теоретических разработок в области создания искусственного интеллекта. Развитие искусственного интеллекта как научного направления стало возможным только после создания ЭВМ. Это произошло в 40-х гг. XX веке. В это же время Н. Винер (1894-1964) создал свои основополагающие работы по новой науке - кибернетике.

Термин искусственный интеллект предложен в 1956 г. на семинаре с аналогичным названием в Станфордском университете (США). Семинар был посвящен разработке логических, а не вычислительных задач. Вскоре после признания искусственного интеллекта самостоятельной отраслью науки произошло разделение на два основных направления: нейрокибернетику и кибернетику «черного ящика».

Первые исследования в области ИИ связаны с созданием программы для игры в шахматы, так как считалось, что способность играть в шахматы является показателем высокого интеллекта. В 1954 году американский ученый Ньюэлл задумал создать такую программу. Попутно был создан специальный язык ИПЛ (1956), предназначенный для манипулирования информацией в символьной форме, который явился предшественником языка Лисп (MacCarthy, 1960). Однако первой программой искусственного интеллекта была программа Логик-теоретик, предназначенная для доказательства теорем в исчислении высказываний (9 августа 1956). Программа для игры в шахматы была создана в 1957 году (NSS - Newell, Shaw, Simon). Ее структура и структура программы Логик-теоретик легли в основу создания программы Универсального Решателя Задач (GPS-GeneralProblemSolving). Эта программа, анализируя различия между ситуациями и конструируя цели, хорошо решает головоломки типа «Ханойская башня» или вычисляет неопределенные интегралы. Начало 60-х гг. - эпоха эвристического программирования. Эвристика - правило, теоретически не обоснованное, но позволяющее сократить количество переборов в пространстве поиска. В 60-х годах создаются первые программы, работающие с запросами на естественном языке. Программа БЕЙСБОЛ (Green и др.,1961) отвечала на запросы о результатах прошедших бейсбольных матчей, программе STUDENT (Bobrow,1964) было доступно решение алгебраических задач, сформулированных на английском языке.

«Не существует такого закона физики, который препятствовал бы взаимодействию частиц для создания искусственным интеллектом собственных и полностью самостоятельных логических комбинаций, недоступных для человеческого мозга» - Стивен Хокинг. Этим высказываньем знаменитый на весь мир ученый подтвердил, что искусственный интеллект будет создан, но будет ли он представлять опасность для человечества. Кроме энтузиастов и мечтателей, которые грезят о будущем с искусственным интеллектом, есть еще и скептики, которые видят в данной технологии только минусы. Доходило до абсурдного, например, искусственный интеллект был обвинен в убийстве тридцать пятого президента США Джона Кеннеди.

Специальная комиссия, расследовавшая обстоятельства покушения на Джона Кеннеди, пришла к потрясающему выводу (конечно не официальному, это лишь одна из версий). Убийство президента США спланировала и организовала электронная вычислительная машина! Получив задание, от правительства США, устранить Кастро, искусственный интеллект пришел к заключению, что это - преступное деяние, направленное не только против Кубы, но и противоречащее законам США. Затем электронный мозг сделал вывод, что правительство Соединенных Штатов проводит политику, противоречащую интересам народа, а потому должно быть свергнуто. В соответствии с этим компьютер подготовил покушение на президента и претворил план в жизнь.

Тест Тьюринга

Тест Тьюринга — эмпирический тест, идея которого была предложена Аланом Тьюрингом в статье «Вычислительные машины и разум», опубликованной в 1950 году в философском журнале Mind. Тьюринг задался целью определить, может ли машина мыслить.

Стандартная интерпретация этого теста звучит следующим образом: «Человек взаимодействует с одним компьютером и одним человеком. На основании ответов на вопросы он должен определить, с кем он разговаривает: с человеком или компьютерной программой. Задача компьютерной программы — ввести человека в заблуждение, заставив сделать неверный выбор».

Все участники теста не видят друг друга. Если судья не может сказать определенно, кто из собеседников является человеком, то считается, что машина прошла тест и может мыслить. Чтобы протестировать именно интеллект машины, а не её возможность распознавать устную речь, беседа ведется в режиме «только текст», например, с помощью клавиатуры и экрана (компьютера-посредника). Переписка должна производиться через контролируемые промежутки времени, чтобы судья не мог делать заключения, исходя из скорости ответов. Во времена Тьюринга компьютеры реагировали медленнее человека. Сейчас это правило тоже необходимо, потому что они реагируют гораздо быстрее, чем человек.

Кибернетический подход

Попытки построить машины, способные к разумному поведению, в значительной мере вдохновлены идеями профессора МТИ Норберта Винера, одной из выдающихся личностей в интеллектуальной истории Америки. Помимо математики он обладал широкими познаниями в других областях, включая нейропсихологию, медицину, физику и электронику. Винер был убежден, что наиболее перспективны научные исследования в так называемых пограничных областях, которые нельзя конкретно отнести к той или иной конкретной дисциплине. Они лежат где-то на стыке наук, поэтому к ним обычно не подходят столь строго. "Если затруднения в решении какой-либо проблемы психологии имеют математический характер, пояснял он, - то десять несведущих в математике психологов продвинуться не дальше одного столь же несведущего".

Винеру и его сотруднику Джулиану Бигелоу принадлежит разработка принципа "обратной связи", который был успешно применен при разработке нового оружия с радиолокационным наведением. Принцип обратной связи заключается в использовании информации, поступающей из окружающего мира, для изменения поведения машины. В основу разработанных Винером и Бигелоу систем наведения были положены тонкие математические методы; при малейшем изменении отраженных от самолета радиолокационных сигналов они соответственно изменяли наводку орудий, то есть - заметив попытку отклонения самолета от курса, они тотчас рассчитывали его дальнейший путь и направляли орудия так, чтобы траектории снарядов и самолетов пересеклись.

В дальнейшем Винер (1958) разработал на принципе обратной связи теории как машинного, так и человеческого разума. Он доказывал, что именно благодаря обратной связи все живое приспосабливается к окружающей среде и добивается своих целей. "Все машины, претендующие на "разумность",- писал он, - должны обладать способностью преследовать определенные цели и приспосабливаться, т.е. обучаться". Если принять, что разум - своего рода сложная динамическая форма, т.е. по сути своей динамическая структура взаимозависимых информационных потоков, то может ли кто-нибудь ответить на вопрос: "возможно ли сохранить сущность разума как структуры, поменяв физический носитель? " Т.е. проблему искусственного интеллекта решить не как создание этого интеллекта, а как перенос человеческого разума на другой носитель? Например, так, как взрослые воспитывают малышей... по сути, перенося часть своей информационной системы на другой носитель - в ребенка.

История развития робототехники

История робототехники уходит в глубокую древность. Уже в те времена появились идеи создания технических средств, похожих на человека, и были предприняты первые попытки по их созданию. Статуи богов с подвижными частями тела (руки, голова) появились еще в Древнем Египте, Вавилоне, Китае. В 3 веке до н. э. римский поэт Клавдий упоминал об автомате, изготовленном Архимедом. Он имел форму стеклянного шара с изображением небесного свода, на котором воспроизводилось движение всех известных в то время небесных светил. Шар приводился в движение водой. А греческий изобретатель и физик Ктесибий из Александрии сконструировал водяные часы. До нас дошли книги Герона Александрийского (I век н.э.), где описаны подобные и многие другие автоматы древности. В качестве источника энергии в них использовались вода, пар, гравитация (гири). В «Театре автоматов» описано даже устройство целого театра, представление в котором разыгрывали фигурки-куклы, приводимые в движение с помощью системы зубчатых колес, блоков и рычагов.

В средние века большой популярностью пользовались различного рода автоматы, основанные на использовании часовых механизмов. Были созданы всевозможные часы с движущимися фигурами людей, ангелов и т. п. К этому периоду относятся сведения о создании первых подвижных человекоподобных механических фигур – андроидов. Так, андроид алхимика Альберта Великого (1193 – 1280) представлял собой куклу в рост человека, которая, когда стучали в дверь, открывала и закрывала ее, кланяясь при этом входящему. В 13 веке Альберт Великий создал автомат, ставший впоследствии известным как «говорящая голова», способный воспроизводить человеческий голос. В 1495 году Леонардо да Винчи разработал детальный проект механического человека, способного двигать руками и поворачивать голову. А в 1500 году он построил механического льва, который при въезде короля Франции в Милан выдвигался, раздирал когтями грудь и показывал герб Франции. Работы по созданию андроидов достигли наибольшего развития в XVIII в. Одновременно с расцветом часового мастерства. Французский механик и изобретатель Жак де Вокансон  (1709-1789) создал в 1738 году первое работающее человекоподобное устройство (андроид), которое играло на флейте. «Флейтист» был ростом с человека. Подвижными пальцами он мог исполнять 11 мелодий с помощью, заложенной в него программы. Вокансон также создал механическую утку, покрытую настоящими перьями, которая могла ходить, двигать крыльями, крякать, пить воду, клевать зерно и, перемалывая его маленькой внутренней мельницей, отправлять нужду на пол. Утка состояла из более чем 400 движущихся деталей и была однозначно признана венцом творения мастера. Созданием автоматов также занимались швейцарские часовщики Пьер-Жак Дро (1721-1790) и его сын Анри Дро (1752-1791). От имени последнего позднее было образовано и понятие «андроид».

Научная фантастика о роботах ведёт начало с «Франкенштейна», написанного Мэри Шелли в 1818 году. Этот роман открыл целую серию произведений, в которых существа, созданные людьми с благими намерениями, осознают себя приходят в противоречие с человеческой моралью и гибнут.

Сцена из пьесы R. U. R., изображающая восстание роботов одним из главных произведений является пьеса «R. U. R.» (Rosse’s Universal Robots – «Россумские универсальные роботы») знаменитого чешского писателя Карла Чапека (1890-1938). В этой пьесе, поставленной 21 января 1921 года на сцене Пражского национального театра, рассказывается о некоем Россуме, который основал фабрику, на которой биологическим путем выращивались роботы, отличавшиеся очень высокой работоспособностью.

Наверно более значительное место тема робототехники занимает в творчестве другого писателя-фантаста, американского ученого и популяризатора науки Айзека Азимова (1920-1992). В одном из своих рассказов, объединенных общим циклом «Я, робот», А. Азимов в 1942 г. попытался впервые сформулировать основные принципы поведения роботов и взаимодействия их с человеком, исходя из категорий добра и гуманности. Эти принципы, названные тремя законами робототехники, гласят:

  1. Робот не может причинить вред человеку или своим бездействием допустить, чтобы человеку был причинен вред.

  2. Робот должен повиноваться всем приказам, которые дает человек, кроме тех случаев, когда эти приказы противоречат Первому Закону.

  3. Робот должен заботиться о своей безопасности в той мере, в какой это не противоречит Первому и Второму Законам.

Благодаря всеобщему интересу к роботам изобретателям удается разрабатывать оригинальные конструкции роботов-андроидов: 

«Мистер Телевокс» (1928, американский инженер Дж. Уэнсли) — робот, имевший внешнее сходство с человеком, способный выполнять элементарные движения по команде, подаваемой голосом, и ставший экспонатом Всемирной выставки в Нью-Йорке.

«Эрик» (1928) – робот, который на Выставке Британской ассоциации инженеров по моделированию «выступил» с небольшой речью.

«Естествоиспытатель» (1928, под руководством доктора Нисимура Макота) — японский робот, способный с помощью электропривода манипулировать руками и головой. Впоследствии этот андроид стали считать родоначальником роботостроения в Японии.

«Альфа» (1932, английский изобретатель Гарри Мей) — человекоподобный автомат, который по голосовым командам садился и вставал, двигал руками и говорил.

«В2М» (1936, московский школьник Вадим Мацкевич) — первый робот-андроид в России. В 1937 году был удостоен диплома Всемирной выставки в Париже.

Виды роботов

Существует огромное количество различных типов роботов, предназначенных для разных целей и отличающихся друг от друга не только целями и задачами, но и самими принципами их архитектуры.

Однако можно условно разделить на разновидности роботов.

  • Промышленные роботы

Данный тип роботов находит свое применение, главным образом, на промышленных производствах и в научных лабораториях.

Чаще всего под понятием «Промышленный робот» подразумевается система предназначенная для выполнения операций, связанных с перемещениями различных предметов.

Манипулятор промышленного робота в зависимости от его задач имеет от двух до шести степеней свободы и может перемещать грузы весом до нескольких центнеров в радиусе нескольких метров.

Чаще всего промышленные роботы используются для перемещения и сортировки различной продукции (в том числе крупногабаритных грузов), в качестве сварщиков и для покраски.

Использование данного типа роботов удобно для многих отраслей промышленного производства, поскольку позволяет добиться роста производительности труда при сохранении высокого качества продукции и дает возможность быстро приспосабливаться к изменениям объектов производства и потребительского рынка. Именно поэтому с каждым годом растет число предприятий, производственные линии которых укомплектованы роботами.

Основными потребителями в области промышленной робототехники является автомобильная и электронная промышленность.

  • Бытовые роботы

Предназначены для помощи человеку в повседневной жизни. Сейчас бытовые роботы не слишком распространены, однако есть все основания предполагать широкое их распространение в ближайшем будущем.

На данном этапе бытовые роботы - чаще всего предназначены для развлекательных целей, но всё большую популярность набирают роботы-уборщики, по своей сути - автоматические пылесосы, способные самостоятельно прибраться в квартире и вернуться на место для подзарядки без участия человека.

Роботы для медицины становятся неотъемлемой частью современных клиник. Хирургическая система daVinci компании IntuitiveSurgical представляет собой прецизионный манипулятор для врачей. Она стоит чуть больше 1 млн долл. и может просверлить кость или произвести надрез. Эта система точно управляет своими движениями и «видит» трехмерное изображение, что помогает сделать хирургическую операцию гораздо менее болезненной. А это, в свою очередь, способствует скорейшему выздоровлению, облегчая и удешевляя процесс лечения. Сегодня в клиниках применяется 192 системы daVinci.

  • Андроиды

Андроид - это человекоподобный робот. Именно этот тип роботов наиболее широко распространен в научной фантастике и кинематографе.

Роботы для игр и развлечений появились не так давно, но уже успели стать популярными. В 2000 году корпорация Sony создала нового поколения роботов-собак AIBO. К умению прыгать, бегать, вилять хвостиком, катать мячик и демонстрировать различные чувства - от страха до щенячьей радости, четвероногий робот добавил способность реагировать на кличку, которую присваивает ему хозяин, подавать лапу, садиться и бежать вперед. За десять лет AIBO завоевал мировую популярность и стал одним из брэндов компании SONY. К сожалению, сегодня из-за финансовых проблем разработка новых моделей AIBO прекращена, а вскоре намечено и вовсе полное прекращение производства этих роботов.

Южнокорейская компания Dasatech разработала роботизированную собаку Genibo, продажи которой планируется начать в ближайшее время. Корейский робопес умеет распознавать голосовые команды и понимает около сотни слов.

Примеры роботов

  • M-Blocks

В лаборатории компьютерных наук и искусственного интеллекта Массачусетского технологического института (MIT) созданы самособирающиеся роботы, способные собирать сами себя из кубиков. Об этом сообщается на сайте института.

Роботы, получившие название M-Blocks, представляют собой кубики с магнитами, находящимися на каждой грани и на ребрах кубиков. Внутри каждого кубика находится маховик, скорость вращения которого может достигать 20 тысяч оборотов в минуту: когда маховик тормозят, он передает свой угловой момент кубику. Благодаря этому, кубики способны взбираться друг на друга, прыгать в воздухе и кататься по земле, в итоге соединяясь в различные конструкции.

  • Робот-сортировщик

После выпекания в печи готовые блины попадают на конвейер, который привозит их к специальной роботизированной зоне. Эта зона поделена на четыре последовательных сектора, в каждом из которых расположена камера и сверхскоростной манипулятор. Камера снимает конвейер сверху, а специальное программное обеспечение, настроенное распознавать круглые объекты, вычисляет количество блинчиков на подконтрольном манипулятору участке конвейера и их местоположение. Ориентируясь на информацию, поступившую из компьютера, роботизированный манипулятор с огромной скоростью двигается над конвейером, поднимая и перенося блинчики с боковых конвейерных лент на центральную – ту, что ведет в отдел упаковки. Здесь робот выкладывает аккуратный ряд из блинчиков, длина которого задается производителем. Во втором секторе робот делает то же самое, выкладывая еще один ряд выпечки поверх предыдущего. Идентичный процесс происходит и в двух последующих секторах. На выходе из роботизированной зоны получаются стопки блинов, готовых к упаковке и отправке в продажу.

Помимо запрограммированной укладки блинов, система в состоянии оценить их количество и отложить лишние изделия на специальную полку, если на конвейере их слишком много, чтобы потом, когда блинов будет, наоборот, слишком мало для формирования стопок заданной высоты, взять и уложить их на центральный конвейер.

Всего за минуту роботизированная зона способна обработать 400 блинов. То есть чуть меньше семи штук за одну секунду.

  • E-skin

Группа специалистов из Национальной лаборатории имени Лоуренса в Беркли разработали первую в своем роде интерактивную систему сенсоров на гибкой пластиковой подложке. Электронная кожа (e-skin), так назвали продукт исследователи, реагирует на прикосновения свечением. Чем большее давление было приложено, тем ярче светится устройство. По словам разработчиков, новую электронную кожу можно легко обертывать вокруг самых разных объектов, что обеспечит "новую форму взаимодействия человек-машина".

Образец электронной кожи представляет собой матрицу 16х16 пикселей. Внутри каждого пикселя находится транзистор, органический светодиод и датчик давления. Исследователи считают, что новая разработка найдет применение в производстве интерактивных обоев, сенсорных панелей различного назначения, приборных панелей в автомобиле, позволяющих водителям управлять многими функциями легким прикосновением руки. Манжета из такой электронной кожи, закрепленная на руке, поможет следить за давлением и частотой сердечных сокращений.


  • Роботы-аватары

Роботы-аватары – это роботы, полностью копирующие людей, и способные в точности повторять движения человека, находящемся в специальном костюме. Смысл в том, что человек, например, какой-нибудь ученый, надевает специальный костюм, после чего робот начинает повторять все движения головы, ног, рук и даже пальцев. Нужно это по нескольким причинам:

Во-первых – это гораздо упрощенная конструкция кораблей, которые будут посылать аватара в космос, так как не надо встраивать в корабль систему жизнеобеспечения, роботу этого не нужно.

Во-вторых – робота не нужно забирать обратно с луны, чего нельзя сказать про космонавта. То есть корабль рассчитывается только на полёт в один конец.

В-третьих – робот может работать в более жестких условиях, чем человек.

В-четвертых – костюм, управляющий роботом, может надеть любой человек, например, с начала его может надеть ученый, исследуя то, что ему нужно, потом его может надеть инженер, для того чтобы что-либо починить (например, деталь в самом роботе, вышедшую из строя) и так далее…

Но у робота есть один неоспоримый минус – задержка в сигнале, посылаемом от костюма к роботу, и от видеокамеры робота на Землю, будет очень велика. Если для Луны эта задержка составит около 3 секунд, то для Марса эта задержка будет в разы больше, что уже значительно осложнит управление этим роботом. Так что в ближайшее время их можно будет использовать только вблизи Земли, например, на Луне или на космических станциях.

  • 912 «MP3»

Специалисты из компании White Box Robotics и создали робота 912 «MP3». Это передвижной мультимедийный центр, который может подключаться к любому экрану и воспроизводить видео. Кроме этого в корпус встроен 5,5-дюймовый LCD-монитор. «На борту» есть достаточно мощные колонки. 912 MP3 — это концептуальная модель, серийно она не производится.

Влияние развития робототехники на жизнь человека

Для начала рассмотрим плюсы использования роботов. Самым значимым преимуществом автоматических устройств является то, что они исключают из процесса производства человеческий фактор. Робот не ошибается, ему не нужен отдых, перерыв на обед и т.д. Таким образом, производительность роботизированного устройства, точность работы на несколько порядков выше, чем у человека. Автоматизированный комплекс может работать в условиях, которые могут быть опасными для здоровья человека. В результате этого, работодатель освобождается от необходимости осуществлять рабочему выплаты за вредное производство и вообще там, где присутствуют роботизированные устройства, можно вовсе обойтись без персонала. 

Несмотря на указанные выше преимущества, роботизированные комплексы имеют и недостатки. Самым значимым недостатком является то, что подобное оборудование целесообразно применять только в условиях массового или серийного производства, если серия изделий значительна. Кроме этого, к минусам можно отнести и то, что любой роботизированный комплекс - это довольно сложное оборудование, которое требует постоянной наладки и периодического ремонта. Соответственно, если на производстве имеется данное оборудование, то приходится держать в штате сотрудников специалиста робототехника, работа которого стоит дорого.

Перспективы развития робототехники

Прогресс в робототехнике весьма нагляден, поэтому в ближайшие десять лет можно ожидать следующие события:

1. Появление и начало массового внедрения роботизированного транспорта, т. е. транспорта без человека-водителя. Этот процесс идет не так быстро, как хотелось бы, но через десятилетие он достигнет той черты, когда будет окончательно принят обществом в развитых странах.

2. В области военной робототехники беспилотная авиация (БПЛА) продолжит вытеснять летчиков из ВВС. Скорее всего, соотношение летательных аппаратов будет стремиться к соотношению 80:20 в пользу беспилотников. Аналогично будет нарастать замена военнослужащих роботами и во всех других видах вооруженных сил.

3. Сформируется устойчивый рынок сервисных роботов, в первую очередь домашних, на которых лягут такие функции, как уборка и охрана жилища, присмотр за детьми, приготовление пищи и организация досуга членов семьи. Следует ожидать появления всевозможных роботов-сиделок, обучающих роботов. В этом направлении существует колоссальное количество разработок, и, я думаю, в ближайшие 5-10 лет практически каждая семья обзаведется хотя бы одним сервисным роботом того или иного типа.

Наш взгляд на будущее робототехники

Когда-нибудь перед обществом встанет вопрос: «Хотим ли мы заменить человеческий разум искусственным интеллектом?». Разумеется, роботы нужны в жизни человека, потому что они значительно её облегчают. Но сейчас робототехника находится на начальном этапе своего развития. Развитие данной области в сфере информационных технологий могут позволить себе только фирмы, которые имеют большой бюджет. Мы считаем, что это направление должно быть доступнее для общества. Хотя будущее, безусловно, не мыслимо без роботов, андроидов и прочих чудес техники, но они все равно не заменят человека в полной степени.

Практическая часть. Разработка автоматизированной ручки

hello_html_3838b32d.png





















Практическая часть нашей исследовательской работы заключается в разработке робота – автоматизированной ручки. Разработанная модель должна найти большое применение для широкого круга людей, независимо от их возраста, пола и положения в обществе.

Каждый человек неоднократно держал в руках ручку. Жизнь людей можно назвать бессмысленной без этого предмета, ведь нам постоянно надо что-то записывать: планы действий, название услышанной песни или телефонные номера. В разработанной нами модели ручки собрано многообразное количество полезных функций:

  1. Функция Писать: нажать на кнопку «вкл. и выкл. ручки».

  2. Функция Микрофон - включается нажатием на кнопку, которая у обычной ручки выдвигает стержень. Работает по принципу «Google поиск».

  3. Функция Сканер – если провести листком бумаги по сенсорной панели, он автоматически считает информацию и начнет поиск в интернете.

  4. Разъем для наушников – при поиске в интернете, ручка сама находит ответ на ваш вопрос и прослушать его можно при помощи наушников. Также можно слушать музыку, которая хранится на карте памяти.

  5. Кнопка изменения почерка – ручка может писать печатными буквами, а может распознать ваш почерк и писать им.

  6. Внизу находятся крутящиеся переключатели, которые меняют стержень ручки на карандаш или цвет чернил. Также ручка может переключаться в режим таблиц и схем.

  7. Присутствует мини проектор, он выводит видео или фотографии, которые находятся на карте памяти.

Информационная модель автоматизированной ручки создана, хотелось бы претворить ее в жизнь. Для этого необходимо создать материальную модель и программы для ее работы.

Мы надеемся, что автоматизированная ручка найдет свое применение в жизни общества, ведь это нужное и многофункциональное изобретение.

Заключение

При рассмотрении истории создания искусственного интеллекта и робототехники, можно сделать вывод, что эти, казалось бы, молодые науки зарождались ещё в древности. Несмотря на то, что раньше не было таких развитых технологий.

Развитие робототехники значительно облегчает жизнедеятельность общества.

При выполнении работы мы изучили различные виды роботов от простейших до самых сложных в различных областях деятельности человека, увидели не только модели прошлого, но и те, которые появятся в ближайшем будущем. Если бы в школах изучался курс инновационных технологий, то в России было бы больше специалистов в области робототехники, что способствовало бы развитию научных центров. Надеемся, учёные смогут осуществить свои планы и выдвинуть человечество на новый уровень.

Список используемой литературы

  1. Искусственный интеллект: перспективы развития http://knowledge.allbest.ru/programming/3c0a65625a2ac79b5c43b88421206d37_0.html

  2. Кибернетический подход http://gashevsn.narod.ru/Intell.htm

  3. Виды роботов http://otherreferats.allbest.ru/programming/00176233_0.html

  4. История развития робототехники http://roboreview.ru/nauka-o-robotah/istoriya-razvitiya-robototehniki.html

  5. Плюсы и минусы применения промышленных роботов http://www.bizkatalog.ru/23-equipment/2268-pljusy-i-minusy-primjenjenija-promyshljennykh-robotov.html

  6. Примеры роботов http://www.prorobot.ru/06.php?page=2.htm

  7. Роботы C-3P0 и R2-D2 из «Звездных войн» http://www.infocity.az/?p=41300


Подайте заявку сейчас на любой интересующий Вас курс переподготовки, чтобы получить диплом со скидкой 50% уже осенью 2017 года.


Выберите специальность, которую Вы хотите получить:

Обучение проходит дистанционно на сайте проекта "Инфоурок".
По итогам обучения слушателям выдаются печатные дипломы установленного образца.

ПЕРЕЙТИ В КАТАЛОГ КУРСОВ

Автор
Дата добавления 29.08.2016
Раздел Информатика
Подраздел Другие методич. материалы
Просмотров1179
Номер материала ДБ-168685
Получить свидетельство о публикации
Похожие материалы

Включите уведомления прямо сейчас и мы сразу сообщим Вам о важных новостях. Не волнуйтесь, мы будем отправлять только самое главное.
Специальное предложение
Вверх