Содержание
6 Вопиющие различия между роботами и машинами
Мы живем во времена, когда и машины, и роботы работают вместе с людьми, чтобы облегчить нашу жизнь.
Люди изобрели как роботов, так и машины, которые могут помочь с различными повседневными повторяющимися задачами , которые необходимы, но иногда не идеальны для выполнения людьми.
Вам может быть интересно, «Разве роботы не машины?»
Так и есть. Но в некотором смысле между роботами и машинами есть некоторые различия.
Здесь важно помнить, что хотя все роботы являются машинами, не все машины являются роботами.
Прежде чем мы двинемся дальше, важно понять наших двух претендентов на этот анализ различий. С точки зрения физики, машина — это устройство, которое действительно работает.
Машины могут варьироваться от простых устройств, таких как шкив, до более сложных, которые полагаются на электричество или внутреннее сгорание, чтобы работать как двигатели.
С другой стороны, робот по своей сути является машиной, но с некоторыми отличиями, которые отличают его от обычных машин.
Здесь мы рассмотрим некоторые различия между роботами и машинами.
Эти различия обычно варьируются от конструкции и рабочих параметров до производительности и простоты использования.
Список различий между роботами и машинами
Несмотря на то, что различий гораздо больше, ниже приведены наиболее очевидные различия между роботами и машинами.
1. Автономность
Под автономией мы подразумеваем, что робот способный выполнять свои функции практически без прямого влияния человека .
Например, роботы на линии сборки автомобилей могут самостоятельно начинать и завершать сборку автомобилей.
Они не полагаются на людей в постоянном наблюдении и управлении процессом. Все, что им нужно, — это набор инструкций , в которых подробно описывается, как должна выполняться работа, и они готовы к работе.
С другой стороны, машина, такая как подъемный кран, требует вмешательства человека для работы.
Оператор должен постоянно находиться рядом, чтобы работать с элементами управления и при необходимости вносить исправления.
Простой кран не сможет выполнять свои функции самостоятельно, в отличие от робота, который вполне способен работать независимо от человека.
2. Сенсорный ввод
Asimo [Источник: Honda]
Из-за их автономии большинству роботов обычно требуется форма системы ввода информации , которая помогает им выполнять свои задачи.
Роботы делают это с помощью датчиков, которые помогают им различать окружающую среду и выполнять свою работу. От камер, которые помогают в машинном зрении, до датчиков ориентации и движения, роботы используют сенсорные данные для управления своей производительностью.
Возьмем, к примеру, робота-гуманоида ASIMO от Honda.
Этот продвинутый робот может чувствовать людей и другие объекты в непосредственной близости от него, используя набор слуховых и визуальных датчиков, способных распознавать голос и лицо.
Это позволяет роботу реагировать на многие ситуации, включая поведение человека. Робот также способен обнаруживать потенциальные столкновения и избегать их.
Обычная машина, с другой стороны, не использует сенсорные данные для адаптации к окружающей среде, и поэтому необходимо присутствие оператора для учета динамики рабочей среды.
3. Дизайн и разработка
Предоставлено: Nasa.gov
Роботы в основном предназначены для автономной работы в течение определенных периодов времени. Для этого необходимы микроконтроллеров , которые обрабатывают инструкции, предназначенные для указания роботам, как выполнять свои обязанности.
Работа, затрачиваемая на проектирование робота, в раз больше, чем работа, необходимая для проектирования простой машины.
Роботы должны быть более точными в работе, в то время как обычные машины характеризуются определенной степенью жесткости в своих функциях.
Мало того, что роботам требуется больше с точки зрения исследований и разработок для их функциональности, они также должны подвергаться интенсивным испытаниям, чтобы гарантировать, что они соответствуют параметрам производительности, предназначенным для них.
С другой стороны, машины, как правило, должны демонстрировать, что они могут эксплуатироваться в необходимых условиях и обеспечивать ожидаемый результат.
4. Программное обеспечение
В конечном счете, программное обеспечение — это та часть, которая играет огромную роль в различении робота и обычной машины.
Большинство обычных машин имеют сравнительно более простое программное обеспечение по сравнению с роботами или вообще не имеют программного обеспечения.
Одна из причин может заключаться в том, что машина предназначена для управления человеком большую часть времени, в то время как робот должен работать автоматически, когда это необходимо.
Так как робот должен быть запрограммирован, а большинство машин этого не требует, жизненно важно показать, что программное обеспечение играет роль основного различия между роботом и машиной.
По сути, робот — это аппаратное обеспечение, такое же, как и любая другая машина.
Но чтобы он работал сам по себе, необходимо добавить программный бит. Программное обеспечение во многом сложное, поскольку для оптимальной работы ему необходимо ассимилировать входные и выходные данные на основе определенных предварительно запрограммированных передаточных функций.
Можно даже сказать, что программное обеспечение почти помогает роботу «думать».
5. Выполнение изменяющихся задач
Робот может выполнять заранее запрограммированные для него задачи. То же самое можно сказать и о машинах в определенной степени. Однако робот может выполнять свои задачи гораздо эффективнее, чем машина.
Это можно увидеть, когда задачи, которые должны быть выполнены, изменены. Робот может быть запрограммирован на выполнение различных задач в соответствии с потребностями пользователя, в то время как машина может выполнять только одну указанную работу.
Например, дрель можно использовать только для сверления, и когда оператору нужно забрать материал с площадки, ему потребуется другая машина, потому что дрель не сможет удовлетворить эти требования.
Однако робот, используемый в промышленности, может быть сконфигурирован с различными наборами навесного оборудования и может быть запрограммирован для выполнения различных задач всякий раз, когда возникает необходимость.
Такая универсальность делает роботов необходимыми для промышленности, поскольку одно и то же оборудование может выполнять разные задачи только путем изменения его операционной системы.
6. Использование искусственного интеллекта.
Роботы могут быть разработаны так, чтобы полагаться на искусственный интеллект как часть их программирования, и это повлияет на их поведение.
Благодаря искусственному интеллекту робот может обучаться и адаптироваться к различным условиям более гибко, чем раньше.
Робототехника и искусственный интеллект могут взаимодействовать через программное обеспечение .
Софи [Источник: Hanson Robotics]
Хотя обычная машина не может использовать возможности искусственного интеллекта, мы видели, как последний используется такими компаниями, как Hanson Robotics, для создания роботов с искусственным интеллектом, которые в некотором роде имитируют человека. поведение.
Как уже говорилось, обычные машины, как правило, полагаются на прямое управление человеком для выполнения своих функций. Таким образом, они пока не могут напрямую использовать возможности ИИ для автоматизации.
Заключение
Здесь мы рассмотрели принципиальные отличия роботов от машин.
По сути, роботы намного «умнее» обычных машин, потому что они могут выполнять свои задачи автономно.
Они практически не требуют участия человека, как марсоход и их можно запрограммировать на выполнение широкого круга задач. Действительно, это тонкие различия между роботом и машиной.
Однако в широком масштабе, особенно там, где важным фактором является выполнение задач, робот рассматривается как более универсальный кандидат .
Роботы — это, по сути, машины. Однако если посмотреть на них с определенной точки зрения, можно обнаружить определенные черты, как обсуждалось выше, которыми обычные машины просто не обладают.
Робототехника: что такое роботы? Определение и использование робототехники.
Как работают роботы?
Независимые роботы
Независимые роботы способны функционировать полностью автономно и независимо от контроля оператора. Обычно они требуют более интенсивного программирования, но позволяют роботам заменять людей при выполнении опасных, обыденных или невыполнимых по иным причинам задач, от сброса бомб и глубоководных путешествий до автоматизации производства. Независимые роботы оказались наиболее разрушительными для общества, поскольку они сокращают определенные рабочие места, но также предоставляют новые возможности для роста.
Зависимые роботы
Зависимые роботы — это неавтономные роботы, которые взаимодействуют с людьми для улучшения и дополнения уже существующих действий. Это относительно новая форма технологии, и она постоянно расширяется для новых приложений, но одна из реализованных форм зависимых роботов — это усовершенствованные протезы, которые контролируются человеческим разумом.
Известный пример зависимого робота был создан Johns Hopkins APL в 2018 году для Джонни Матени, пациента, которому ампутировали руку выше локтя. Матени был оснащен модульным протезом конечности, чтобы исследователи могли изучать его использование в течение длительного периода времени. MPL контролируется с помощью электромиографии или сигналов, посылаемых его ампутированной конечностью, которая управляет протезом. Со временем Матени стал более эффективно управлять MPL, а сигналы, посылаемые его ампутированной конечностью, стали меньше и менее изменчивы, что привело к большей точности его движений и позволило Матени выполнять такие деликатные задачи, как игра на пианино.
Лучшие компании в области робототехники с открытыми ролямиПросмотр лучших компаний в области робототехники, нанимающих сейчас
Каковы основные компоненты робота?
Роботы созданы для решения различных задач и выполнения различных задач, поэтому для выполнения этих задач им требуются различные специализированные компоненты.
Каковы основные компоненты робота?
- Система управления: центральный процессор, который управляет задачей робота на высоком уровне.
- Датчики: компонент, передающий электрические сигналы, позволяющие роботу взаимодействовать с окружающим миром.
- Приводы: детали двигателя, отвечающие за движение робота.
- Блок питания: аккумулятор, который обеспечивает питание робота.
- Концевые эффекторы: внешние особенности робота, позволяющие ему выполнять задачу.
Однако есть несколько компонентов, которые являются центральными в конструкции каждого робота, например, источник питания или центральный процессор. Вообще говоря, компоненты робототехники делятся на следующие пять категорий:
Система управления
Вычисления включают в себя все компоненты, составляющие центральный процессор робота, который часто называют его системой управления. Системы управления запрограммированы так, чтобы сообщать роботу, как использовать его определенные компоненты, в некотором роде подобно тому, как человеческий мозг посылает сигналы по всему телу для выполнения конкретной задачи. Эти роботизированные задачи могут включать что угодно, от минимально инвазивной хирургии до упаковки на конвейере.
Датчики
Датчики обеспечивают робота стимулами в виде электрических сигналов, которые обрабатываются контроллером и позволяют роботу взаимодействовать с внешним миром. Общие датчики, используемые в роботах, включают видеокамеры, функционирующие как глаза, фоторезисторы, реагирующие на свет, и микрофоны, работающие как уши. Эти датчики позволяют роботу фиксировать свое окружение и делать наиболее логичный вывод на основе текущего момента, а также позволяют контроллеру передавать команды дополнительным компонентам.
Видео: Лаборатория прикладной физики JHU
Приводы
Устройство можно считать роботом, только если оно имеет подвижную раму или корпус. Приводы – это компоненты, отвечающие за это движение. Эти компоненты состоят из двигателей, которые получают сигналы от системы управления и движутся в тандеме для выполнения движения, необходимого для выполнения поставленной задачи. Приводы могут быть изготовлены из различных материалов, таких как металл или эластичный материал, и обычно работают с использованием сжатого воздуха (пневматические приводы) или масла (гидравлические приводы), но бывают разных форматов, чтобы наилучшим образом выполнять свои специальные функции.
Блок питания
Как человеческому телу для работы требуется пища, так и роботам нужна энергия. Стационарные роботы, например, установленные на фабрике, могут работать от сети переменного тока через настенную розетку, но чаще всего роботы работают от внутренней батареи. В большинстве роботов используются свинцово-кислотные батареи из-за их безопасных свойств и длительного срока хранения, в то время как в других могут использоваться более компактные, но и более дорогие серебряно-кадмиевые батареи. Безопасность, вес, заменяемость и жизненный цикл — все это важные факторы, которые необходимо учитывать при разработке блока питания робота.
Некоторые потенциальные источники энергии для будущего развития роботов также включают пневматическую энергию от сжатых газов, солнечную энергию, гидравлическую энергию, энергию маховика для хранения органических отходов посредством анаэробного сбраживания и ядерную энергию.
Концевые эффекторы
Концевые эффекторы — это физические, обычно внешние компоненты, которые позволяют роботам завершать выполнение своих задач.