Коробка робот чем отличается от автомата: что лучше. В чем отличия коробок передач робот и автомат и что лучше, разница

Разница между декартовыми, шестиосевыми роботами и роботами SCARA

Использование декартовых и шестиосевых роботов, а также шарнирных роботов-манипуляторов с селективным соответствием (SCARA) находится на подъеме. Они автоматизируют задачи, чтобы сократить время цикла, повысить производительность и устранить узкие места. Расширенные элементы управления делают роботов более удобными для пользователя, чем когда-либо, с меньшими требованиями к внутреннему программированию. А в некоторых случаях онлайн-инструменты позволяют конечным пользователям и OEM-производителям быстро выбирать и настраивать функции роботов.

В этом дизайне упаковки используется робот, который берет коробки с высокоскоростного конвейера и укладывает их на поддон. Сборщик должен выдвинуться на целый метр, чтобы захватить коробки и переместить их на пол и на поддон, создавая консольную ситуацию. Таким образом, экономически выгодный декартовский робот имеет наибольший смысл. Роботы всех типов распространяются на новые и креативные приложения, но особенно широкое распространение получают декартовы роботы благодаря линейным серводвигателям, модулям, стандартизированным компонентам и удобным для оператора элементам управления, которые снижают стоимость и повышают производительность.

Декартовы роботы, иногда называемые портальными роботами, представляют собой мехатронные устройства, использующие двигатели и линейные приводы для позиционирования инструмента. Они совершают линейные движения по трем осям, X, Y и Z. Физические леса образуют каркас, который закрепляет и поддерживает оси и полезную нагрузку. Некоторые приложения, такие как обработка деталей с жесткими допусками, требуют полной поддержки базовой оси, обычно оси X. В отличие от этого, другие приложения, такие как сбор бутылок с конвейера, требуют меньшей точности, поэтому каркас должен поддерживать только базовую ось в соответствии с рекомендациями производителя привода. Движения декартового робота остаются в пределах границ рамы, но рама может быть установлена ​​горизонтально или вертикально, или даже над головой в определенных конфигурациях портала.

Скачать эту статью в формате .PDF Этот тип файла включает в себя графику и схемы высокого разрешения, если это применимо.

SCARA и шестиосевые роботы, напротив, обычно устанавливаются на пьедестал. SCARA перемещаются в плоскостях X, Y и Z подобно картезианам, но имеют тета-ось в конце плоскости Z для вращения инструмента на конце руки. Это делает SCARA удобными для операций вертикальной сборки, таких как вставка штифтов в отверстия без заедания. Тем не менее, рука по сути является рычагом, и это ограничивает досягаемость SCARA: суставы — это точки нагрузки, которым нужны надежные подшипники и двигатели с высоким крутящим моментом, чтобы выдерживать нагрузки, когда рука выдвигается.

Этот декартовский робот состоит из базовых строительных блоков системы, которые были модифицированы позже. С такими конструкциями OEM-производители могут проектировать элементы управления и механические компоненты отдельно, а затем связывать их вместе с помощью пользовательского кода для таймера, запускающего движение захвата и размещения.

Шестиосевые роботы двигаются вперед и назад, вверх и вниз, а также могут рыскать, наклоняться и катиться, обеспечивая больший контроль над направлением, чем SCARA. Это подходит для сложных движений, имитирующих человеческую руку — например, залезть под что-то, чтобы взять деталь и поместить ее на конвейер. Дополнительный диапазон движения также позволяет шестиосным роботам обслуживать больший объем, чем SCARA. Шестиосевые роботы часто выполняют сварку, укладку на поддоны и обслуживание машин. Программировать их движения в 3D сложно, поэтому программное обеспечение обычно сопоставляет движение с набором мировых координат, в которых начало координат находится на оси первого сустава пьедестала.

Выбор между типами роботов

Чтобы выбрать робота, сначала оцените потребности приложения. Это начинается с профилирования нагрузки задания, ориентации, скорости, хода, точности, окружающей среды и рабочего цикла, иногда называемых параметрами LOOSTPED.

1. Загрузка. Грузоподъемность робота (определенная производителем) должна превышать общий вес полезной нагрузки, включая любые инструменты, на конце манипулятора робота. Что ограничивает SCARA и шестиосевых роботов, так это то, что они поддерживают нагрузки на вытянутых руках. Рассмотрим обрабатывающий центр, который изготавливает подшипниковые узлы массой 100 кг и более. Эта полезная нагрузка превышает возможности всех роботов, кроме самых больших SCARA или шестиосевых роботов. Напротив, типичный декартовский робот может легко поднимать и размещать такие грузы, потому что его опорная рама и подшипники постоянно поддерживают весь диапазон движения.

Этот декартовский робот так же надежен, как СКАРы и артикуляционные роботы, у которых заданы параметры и направления движения. Напротив, декартовы роботы поддаются реконфигурации, поэтому производителям не нужно покупать новое оборудование при изменении конструкции.

Даже когда большая нагрузка находится в пределах возможностей робота, точность может снизиться. Например, сбор и размещение 50-килограммовых предметов находится в пределах полезной нагрузки как роботов SCARA, так и декартовых роботов. Но 50 кг — это верхний предел типичных возможностей SCARA, поэтому для управления крутящим моментом потребуются более дорогие элементы управления и компоненты. Более того, типичные роботы SCARA могут размещать тяжелые грузы с точностью до 0,1 мм, так как вес отклоняет руку и снижает способность робота последовательно и точно позиционировать груз. Но декартовы роботы с шарико-винтовыми приводами и хорошо расположенными опорными подшипниками могут многократно перемещать грузы весом 50 кг и более с точностью до 10 мкм.

2. Ориентация зависит от того, как установлен робот и как он размещает перемещаемые детали или продукты. Цель состоит в том, чтобы сопоставить след робота с рабочей зоной. Если пол SCARA или шестиосевого робота или установленный на линии пьедестал создают препятствие, то такие роботы могут быть не лучшим вариантом. Если приложению требуется движение только по нескольким осям, то декартовы роботы с малым корпусом могут устанавливаться над головой и в стороне. Но для сложной обработки деталей или работы, требующей четырех или более осей движения, каркас декартового робота может создавать слишком много препятствий, и небольшой робот SCARA, иногда требующий всего 200 мм2 пространства и четырех болтов на постаменте, может быть более подходящим.

Этот декартовский робот имеет элементы управления, которые позволяют операторам безопасно входить в клетку машины, чтобы обучить его координатам для захвата и размещения (иногда просто потянув концевой эффектор из точки в точку). Это сокращает время обучения операторов и снижает потребность инженеров в изменении уже работающих машин.

Еще одним фактором является ориентация детали. SCARA и шестиосевые роботы могут вращать детали, что является преимуществом при работе с деталями или инструментами под разными углами и в разных положениях. Чтобы получить аналогичную гибкость, некоторые декартовы роботы имеют подкомпоненты, называемые модулями подачи, которые перемещают легкие полезные нагрузки по оси Z. Как правило, в модулях подачи используется упорный стержень с шарико-винтовой передачей для перемещения деталей или инструментов вдоль оси Z при перемещении, захвате и подаче. Декартовы роботы также могут включать поворотные приводы для обеспечения дополнительных возможностей ориентации.

3. Скорость и перемещение. Наряду с грузоподъемностью в каталогах производителей роботов также указываются рейтинги скорости. Одним из ключевых соображений при выборе роботов для операций по захвату и перемещению является время ускорения на значительных расстояниях. Декартовы роботы могут разгоняться до 5 м/с и более, конкурируя с производительностью SCARA и шестиосных роботов.

Декартовы роботы также имеют смысл, когда приложения требуют больших пролетов. Это связано с тем, что конструкторы могут быстро модифицировать и расширять декартовых роботов по мере необходимости с помощью модулей длиной до 20 м. Скорость и расстояние дополнительно настраиваются с помощью ремня, линейного двигателя или шарико-винтового привода. Напротив, шарнирные рычаги обычно предварительно проектируются для заданного вылета, например, 500 мм.

Конечные пользователи могут изменять монтажные кронштейны, приводы, двигатели и элементы управления декартового робота в соответствии с изменяющимися потребностями приложения. Например, чтобы приспособиться к новым производственным требованиям, декартовский робот с потолочным креплением можно заменить на боковой.

SCARA и шестиосевые роботы имеют предустановленные рейтинги точности, которые позволяют легко определить повторяемость их движений. Но эти роботы привязывают дизайнеров к одному уровню точности на момент покупки. Конечные пользователи могут модернизировать декартовы или портальные роботы до бесчисленных уровней точности, изменив привод даже до 10 мкм с помощью шарикового винта. Для снижения точности и снижения затрат конечные пользователи могут заменить пневматический или ременный привод и другой привод для обеспечения точности 0,1 мм.

Точность является ключевым фактором в высокотехнологичных приложениях, таких как станкостроение. Этим декартовым роботам нужны более совершенные механические компоненты, такие как прецизионно обработанные столы с шариковыми направляющими и приводы с шарико-винтовой передачей. Для приложений, где SCARA и шестиосевые манипуляторы робота не могут поддерживать точность из-за отклонения манипулятора, рассмотрите декартов робот с высокоточными линейными подшипниками. Расстояние между подшипниками сводит к минимуму отклонение, поэтому концевой эффектор можно позиционировать более точно.

Несмотря на то, что в небольших рабочих зонах предпочтение отдается SCARA или шестиосевым роботам, иногда сложность и высокая стоимость этих роботов не нужны. Одним из примеров, когда декартовы роботы работают лучше, является крупносерийное производство медицинских пипеток. Здесь робот берет пипетки из формы и вставляет их в стойку, которую транспортирует вторичная автоматическая машина. SCARA и шестиосевые роботы жизнеспособны, потому что в этом приложении достаточно точности 0,1 мм. Но отклонение становится проблематичным, когда робот работает с пипетками меньшего размера (3 мм). Кроме того, отсутствие места для пьедестала внутри камеры благоприятствует портальным роботам.

5. Окружающая среда. Два фактора, которые определяют лучший робот, — это окружающая среда рабочей оболочки и опасности в самом пространстве. Третье соображение, будет ли робот работать в чистом помещении, как правило, не является проблемой, поскольку все типы роботов изготавливаются в версиях для чистых помещений.

Пьедесталы SCARA и шестиосевых роботов имеют тенденцию быть компактными, что удобно при ограниченной площади пола. Но это может не иметь значения, если установщики могут установить опорную раму робота над головой или на стене. Напротив, для приложений с механическими помехами, например, когда робот должен залезать в ящики, чтобы вытащить детали, обычно лучше всего подходят шестиосевые манипуляторы. Шестиосевые роботы обычно стоят дороже, чем декартовы, но затраты оправданы, если нет возможности выполнить приложение без сложных последовательностей движений.

Стандартизированные компоненты и средства диагностики этого робота облегчают техническое обслуживание. Декартовы роботы настраиваются, поэтому операторы также могут вносить основные изменения в поле.

Факторы окружающей среды, такие как пыль и грязь, также влияют на выбор робота. Сильфоны могут закрывать соединения SCARA и шестиосевых роботов, а различные типы уплотнений защищают приводы оси Z. Для чистых помещений, использующих продувку воздухом, декартовы роботы позволяют разработчикам заключить линейные приводы в структуру IP65, которая сводит к минимуму проникновение воды и пыли. Кроме того, высокоэффективные уплотнения могут охватывать многие структурные компоненты осей.

6. Рабочий цикл. Это время, необходимое для завершения одного цикла операции. Роботы, которые работают непрерывно 24/7 (например, в высокопроизводительном скрининге и фармацевтическом производстве), заканчивают свой срок службы раньше, чем те, которые работают только по 8 часов в день пять дней в неделю. Заранее проясните эти вопросы и приобретите роботов с длительными интервалами смазки и низкими требованиями к техническому обслуживанию, чтобы предотвратить обострение в будущем.

Возможности программирования и управления роботом

Наиболее подходящий робот для применения также зависит от требований к средствам управления и программируемости. Все элементы управления роботом интерполируют двухточечные, линейные или круговые движения посредством следования по траектории и запрограммированных параметров скорости, ускорения и замедления. Доступны варианты управления начального уровня и высокопроизводительные элементы управления.

Инженеры могут проектировать многоосевые декартовы роботы (а также одноосные установки) с онлайн-выбором и инструментами САПР, которые упрощают определение размеров и спецификаций.

Элементы управления начального уровня обычно доступны только для декартовых роботов. Они работают с тремя степенями свободы, что требует меньше компьютерной обработки и сложности программирования, чем роботы с большим количеством осей и степеней свободы. Здесь элементы управления обычно преобразуют линейные последовательности движения машины в декартовы координаты X, Y и Z. Тем не менее, ряд параметров управления дает разработчикам выбор между линейной или круговой интерполяцией. Так что, если приложению требуется только перемещение от точки к точке — например, чтобы поднять бумажные стаканчики — тогда достаточно элементов управления более низкого уровня.

Высокопроизводительные средства управления обрабатывают больше степеней свободы и преобразуют координаты узлов машины в мировые координаты, необходимые для сложных вращательных или круговых движений. SCARA и шестиосевые роботы обычно имеют дорогие фирменные элементы управления, способные выполнять круговую интерполяцию и последовательности движений — оправданные расходы, когда в приложениях требуется сложное профилирование и отслеживание пути.

Предварительно параметризованные пакеты управления являются еще одним вариантом. Они поставляются с уже выполненным около 80% программирования. Предопределенные функциональные блоки координируют движение нескольких осей. Мастер программного обеспечения адаптирует программу к конкретным приложениям и ключевым параметрам приводов роботов, таким как шаг шарико-винтовой передачи. Упрощенный мнемонический код робота позволяет конечному пользователю загружать и программировать логику для экономии времени.

Благодаря этому программному обеспечению конечные пользователи не привязаны к проприетарным программам, если они используют ПЛК, соответствующий стандарту IEC 61131-3, унифицирующему синтаксис и семантику языков ПЛК. Это означает, что конечные пользователи могут использовать ПЛК разных производителей и выбирать способ программирования с помощью лестничных диаграмм, схем функциональных блоков, структурированного текста, списка инструкций или последовательных функциональных схем. Или программисты, знакомые с объектно-ориентированными языками, могут программировать ПЛК без релейной логики или собственного языка.

Модули подачи, такие как Rexroth VKK, обеспечивают аналогичное SCARA управление перемещением более легких грузов по оси Z декартова робота.

Новые возможности управления декартовыми роботами заполняют этот пробел и позволяют разработчикам программировать на языках программирования высокого уровня, таких как C++ и Java. Затем операторы могут вносить базовые изменения в декартовы роботы. Функциональные блоки могут быть предварительно загружены в приводы, поэтому даже работники более низкого уровня, не знакомые с программированием, могут справиться с программированием, например, для простых приложений захвата и перемещения. Современные декартовы роботы также могут взаимодействовать с системами технического зрения, конвейерными трекерами и другими датчиками через стандарты протоколов, включая Sercos, Ethernet/IP и EtherCAT, что снижает стоимость средств управления.

Особенности SCARA и шестиосевого робота

Технологические разработки в последние годы позволили усовершенствовать все типы роботов, но SCARA и шестиосные роботы:

• Могут быть оборудованы для соответствия определенным спецификациям скорости и движения — и обеспечивают более высокую производительность из коробки.

• Могут стоить дороже, потому что они имеют дорогостоящие функции, такие как фирменные контроллеры.

• Выполнять сложные задачи и требовать дополнительного программирования для сложных шаблонов движения.

• Занимает меньше места и весит меньше, чтобы соответствовать предопределенной занимаемой площади и обеспечивать заданную скорость.

• Демонстрируют менее жесткие удлинители стрелы, поскольку они сконструированы максимально легкими для переноски более тяжелых грузов.

• Поставляются предварительно собранными для определенных показателей производительности (по сравнению с декартовыми роботами, которых разработчики могут масштабировать или адаптировать к конкретным потребностям).

Характеристики декартовых роботов

Общая стоимость владения декартовыми роботами снизилась на 25% за последние пять лет благодаря предварительно настроенным пакетам управления, онлайн-инструментам проектирования и экономии за счет масштаба. Так что теперь они являются жизнеспособным вариантом для малых и средних производителей, стремящихся автоматизировать операции хранения и извлечения, подъема и размещения, дозирования жидкости, упаковки и вспомогательных станочных операций.

Кроме того, декартовы роботы:

• Состоят из стандартизированных компонентов, которые объединяются в роботов, которые стоят меньше, чем специализированные роботы. Это позволяет конечным пользователям быстро собирать роботов по частям, а не настраивать машины для каждого приложения. В некоторых случаях стандартные монтажные кронштейны с центрирующими кольцами заменяют традиционные установочные штифты на направляющих модулей, что еще больше упрощает сборку.

• Можно указать с помощью онлайн-инструментов. Интернет-программное обеспечение избавляет от некоторой путаницы при использовании модульности декартовых роботов. Он позволяет инженерам планировать линейное движение для одно- или многоосевой автоматизации, вводя перемещаемую массу и требуемый ход. В прошлом конструкторы заказывали компоненты декартовых роботов, используя отдельные номера деталей у разных поставщиков. Теперь инженеры часто могут заказывать интегрированные модули роботов, включая рельсы, сервоприводы, механические элементы и элементы управления, с одним номером детали поставщика.

• Безопаснее. В устаревших декартовых роботах схемы безопасности подключаются к элементам управления, которые вносят задержки, когда они управляют усилителем привода двигателя. Вместо этого у новых роботов есть интеллектуальные сервоприводы со схемами безопасности, которые ускоряют реакцию. Эти схемы также позволяют декартовым роботам работать в режиме пониженного крутящего момента, подобно режиму обучения SCARA и шестиосевым роботам. Эти режимы позволяют операторам войти в клетку безопасности робота и вручную «обучить» координаты робота для выполнения работы. Во избежание травм роботы в этом режиме отключаются при контакте с тренером.

Ресурсы: Bosch Rexroth

Робототехника: факты (Научный путь: Общественное телевидение Айдахо)

• Домашний
• Факты
• Ссылки
• Игры
• Учителя
• Книги
• Глоссарий
• Видео

См. 10 самых популярных вопросов

Что такое роботы?

Слово «робот» происходит от чешского слова «robota», что означает «принудительная работа или труд». Сегодня мы используем слово «робот» для обозначения любой искусственной машины, которая может выполнять работу или выполнять другие задачи либо автоматически, либо с помощью дистанционного управления человеком. Некоторые роботы работают в соответствии с заранее запрограммированными инструкциями, в то время как другие должны иметь человека, постоянно отдающего команды. Робототехника — это наука и изучение роботов.

Что делают роботы?

Роботов иногда считают устройствами далекого будущего или чем-то из научной фантастики. Но правда в том, что сегодня роботы являются частью нашей жизни. На самом деле роботы окружают нас повсюду! Наш мир населен машинами, которые могут говорить с нами, слушать нас, выполнять просьбы и даже решать проблемы без конкретных указаний со стороны человека. Однако наиболее распространенное использование роботов заключается в том, что они выступают в качестве заменителей человеческого труда, выполняя работу, которую могут выполнять люди, но для которой роботы лучше подходят.

Представьте, что вы работаете на фабрике, и ваша работа заключается в том, чтобы затянуть один винт на тостере. И представьте, что вы проделывали это действие снова и снова, тостер за тостером, день за днем, недели, месяцы или годы. С такой работой лучше справляются роботы, чем люди. Сегодня большинство роботов используются для выполнения повторяющихся действий или работы, которая считается слишком опасной для человека. Робот идеально подходит для входа в здание, в котором может быть бомба. Роботы также используются на фабриках для создания таких вещей, как автомобили, шоколадные батончики и электроника. Роботы теперь используются в медицине, для военной тактики, для поиска объектов под водой и для исследования других планет. Роботизированные технологии помогли людям, потерявшим руки или ноги. Роботы — отличный инструмент для помощи человечеству.

Краткая история роботов

Роботы кажутся современным изобретением, но на самом деле данные свидетельствуют о том, что в Древней Греции и Риме автоматизация создавалась для всего, от игрушек до деталей для религиозных церемоний. Леонардо да Винчи набросал планы гуманоидного робота в конце 1400-х годов.
Жак де Вокансон прославился в 18 веке своей автоматизированной человеческой фигурой, играющей на флейте, и уткой, которая могла махать крыльями. Эти ранние автоматы часто управлялись веревками, колесами, воздухом или водой.

Многие автоматизированные изобретения, которые могли вести себя подобно человеку, были задокументированы на протяжении всей истории. Большинство из них были созданы в основном для развлекательных целей. Писатели-фантасты с большим успехом писали о роботах во всевозможных ситуациях, а это означало, что роботы были частью повседневных разговоров и воображения. Электро, первый говорящий гуманоидный робот, построенный в 1939 году, мог произносить 700 слов и выполнять такие задачи, как надувание воздушных шаров. В 1956 году Джордж Девол и Джозеф Энгельбергер основали первую в мире компанию по производству роботов. К 19Роботы 60-х годов были внедрены на автомобильном заводе General Motors в Нью-Джерси для перемещения деталей автомобилей. Роботы продолжали развиваться, и теперь их можно найти в домах в качестве игрушек, пылесосов и программируемых домашних животных. Сегодня роботы являются частью многих аспектов промышленности, медицины, науки, освоения космоса, строительства, упаковки пищевых продуктов и даже используются для проведения хирургических операций. Ватсон, робот с искусственным интеллектом от IBM, победил игроков-людей в эпизоде ​​Jeopardy!. Есть социальные роботы с мимикой, беспилотные летательные аппараты (БПЛА), которые следят за ураганами, роботы-пчелы, помогающие опылять урожай, и многое другое. Наука о робототехнике будет продолжать развиваться способами, которые мы едва ли можем себе представить!

Так зачем использовать роботов?

Одной из причин использования роботов является то, что часто дешевле использовать их вместо людей. Роботы легче выполнять некоторые работы, а иногда использование роботов — единственный возможный способ выполнить некоторые задачи. Роботы могут исследовать бензобаки, глубоко под океаном или внутри вулканов. Они могут исследовать поверхность Марса, искать выживших после катастрофы или отправляться в опасные места, где существуют экстремальные температуры или загрязненная среда.

Роботы также могут делать одно и то же снова и снова, не скучая. Они могут сверлить, сваривать, красить, обращаться с опасными материалами, а в некоторых ситуациях роботы гораздо точнее человека ‐ которые могут сократить производственные затраты, ошибки или опасности. Роботы никогда не болеют, не нуждаются во сне, не нуждаются в еде, не нуждаются в выходных и, самое главное, они никогда не жалуются! Использование роботов имеет много преимуществ.

Части робота

В фильмах и комиксах роботы обычно выглядят и ведут себя как люди, общаются и делают то же, что и люди. Роботов, похожих на людей, называют роботами-гуманоидами. Но большинство роботов предназначены для конкретного промышленного использования и не похожи на людей.

Роботы могут быть изготовлены из различных материалов, включая металлы и пластмассы. Большинство роботов состоят из 3 основных частей:

1. Контроллер ‐ также известный как «мозг», которым управляет компьютерная программа. Часто программа очень детализирована, поскольку она дает команды для движущихся частей робота.
2. Механические детали ‐ двигатели, поршни, захваты, колеса и шестерни, которые заставляют робота двигаться, захватывать, поворачиваться и подниматься. Эти части обычно питаются воздухом, водой или электричеством.
3. Датчики ‐ чтобы рассказать роботу о его окружении. Сенсоры позволяют роботу определять размеры, формы, расстояние между объектами, направление и другие отношения и свойства веществ. Многие роботы могут даже определить величину давления, необходимого для захвата предмета без его раздавливания.

Все эти части предназначены для совместной работы и управления работой робота. Помимо программирования роботов, чтобы они были максимально интеллектуальными, ученые также усердно работают над созданием роботов, которые могут выполнять ряд сложных движений, а также использовать различные датчики. Создание робота инженерами и учеными следует этапам процесса проектирования. Узнайте больше о процессе проектирования на сайте Science Trek Inventions.

Нанороботы

Нанороботы или нанороботы — это роботы, уменьшенные до микроскопических размеров, чтобы поместить их в очень маленькое пространство для выполнения определенной функции. В настоящее время наноботы все еще находятся в стадии разработки. Будущие нанороботы могут быть помещены в кровоток для выполнения хирургических процедур, которые слишком деликатны или слишком сложны для стандартной хирургии. Нанороботы могут бороться с бактериями, отслеживая и уничтожая каждую бактериальную клетку, или могут восстанавливать клетки отдельных органов в организме.

Представьте, если бы нанобот мог нацеливаться на раковые клетки и уничтожать их, не касаясь соседних здоровых клеток. Наноботы, вероятно, будут нести на борту лекарства и хирургические инструменты. Они должны были бы иметь возможность перемещаться по человеческому телу, а затем также находить выход. Нанороботы можно использовать и в других ситуациях. Крошечные механизмы и инструменты нанороботов могут позволить создавать объекты в мельчайших масштабах. Некоторые вещи, которые мы только воображаем в научной фантастике, однажды могут стать реальностью. Возможно, однажды вы станете ученым, работающим с нанороботами.

Роботы в космосе

Роботы особенно полезны при исследовании космоса, потому что, в отличие от людей-исследователей, они могут выживать в космосе в течение длительного периода времени и могут безопасно делать то, что люди не могут делать. Они могут быть созданы для выполнения вещей, которые были бы слишком рискованными или невозможными для астронавтов. Например, они могут выдерживать суровые условия, такие как экстремальные температуры на далеких планетах или высокий уровень радиации. Они могут собирать образцы, проводить измерения и отправлять фотографии на Землю.

Mars Rover — NASA

Роботизированные манипуляторы на космических кораблях, таких как Международная космическая станция, используются для перемещения крупных объектов в космосе. Марсоходы НАСА, такие как Curiosity или Perseverance, используются для исследования Марса. Постоянно разрабатываются новые роботы для освоения космоса. Складной робот под названием A-PUFFER был разработан для исследования районов Луны. BRUIE — это робот, предназначенный для исследования подледных поверхностей, таких как подземные океаны спутника Юпитера Европы. Робот под названием Hedgehog разрабатывается для исследования астероидов и комет.

Чтобы спроектировать и построить этих сложных роботов, требуется много людей. Инженеры-электрики разрабатывают схемы, инженеры-механики проектируют корпус или руку робота, а инженеры-компьютерщики разрабатывают системы программирования и связи. Возможно, когда-нибудь вы поможете изобрести новых роботов для исследования за пределами нашей планеты. Узнайте больше об использовании роботов в космосе.

Искусственный интеллект

Некоторые компьютеры и роботы были разработаны так, чтобы вести себя как человек. Машина с искусственным интеллектом — это машина, которая может воспринимать окружающую среду и соответствующим образом изменять свое поведение, используя подручные средства для решения проблем или достижения целей, для достижения которых она была запрограммирована. Программное обеспечение для распознавания лиц, сложное программное обеспечение для планирования или компьютерные игры, которые реагируют на действия игроков, — все это формы искусственного интеллекта. В настоящее время интеллект насекомых находится в центре внимания исследований и разработок, потому что насекомых и их поведение легче имитировать. Наноботы могут быть основаны на поведении насекомых, работающих вместе стаями для выполнения определенной функции.

Робот с искусственным интеллектом может выполнять простое решение проблем в процессе сбора фактов о ситуации, последующего сравнения этой информации с сохраненными данными, выполнения различных возможных действий и предсказания того, какое действие будет наиболее успешным. Одним из примеров такого рода машин являются шахматные роботы.

Другие виды роботов были разработаны с возможностью «обучения» различными способами. Некоторые роботы могут учиться, имитируя действия человека, и ученые научили их танцевать, демонстрируя танцевальные движения. Другие виды роботов могут научиться использовать информацию о предыдущих действиях для принятия будущих решений. Эти обучающиеся роботы распознают, достигло ли определенное действие (например, определенное перемещение ног) желаемого результата (обход препятствия). Робот сохраняет эту информацию и пытается выполнить успешное действие в следующий раз, когда столкнется с той же ситуацией. В других примерах робот, который наполняет коробку печеньем, может «подсчитать» количество печенья в коробке, или робот может определить интенсивность движения на улице, чтобы вычислить, когда менять свет. Эта наука находится на ранних стадиях, но разрабатываются роботы, которые могут принимать решения, чтобы подавать еду, переводить слова с одного языка на другой и получать информацию из внешних источников для решения проблем.

Ограничения робота

В отличие от фильмов, роботы не могут думать или принимать решения без участия человека; скорее, они являются инструментами, помогающими нам добиваться цели.