Что такое робототехника? Понятие и классификации
Робототехника – это техническая наука, изучающая автоматизацию производственных и иных систем при помощи роботов. Предполагает проектирование, создание и использование роботов для взаимодействия с внешней средой выполнения различных задач без участия человека.
Понятия робот и робототехника
Термин «робот» ввел чешский писатель Карел Чапек, использовав его в своем произведении «Универсальные роботы Россума». В переводе с чешского «robota» означает – рабство, работа. Вот и в романе Чапека роботы были рабами, созданными человеком.
Робот
Механизированное устройство, цель которого выполнение определенных операций и действий, заранее заданных по заложенной программе.
Слово «робототехника» обязано своим появлением американскому писателю российско-еврейского происхождения Айзеку Азимову, который внес немалый вклад в популяризацию науки.
Робототехника
Прикладная наука, цель которой разработка автоматических роботизированных систем, направленных на улучшение и автоматизацию производства.
История появления роботов берет начало с появления первых механических машин андроидного типа, а развитие робототехники, как отрасли, начинается с первых индустриальных конвеерных роботов, использующихся на производствах.
Ключевые даты в развитии робототехники:
1913 год. Создание Чарльзом Маколи машины, находящей решения логических проблем.
1921 год. Первое упоминание слова «робот» в пьесе «R.U.R.» Карела Чапека.
1934 год. Создание индустриального конвейерного робота для покраски поверхностей.
1946 год. Презентация механизма управления машинами посредствам магнитного записывающего устройства.
1950-е годы. Активная разработка механических роботов-манипуляторов.
1971 год. Изобретение первого в мире микропроцессора.
1980 годы. Сильнейший скачок роста рынка робототехники, произошедший благодаря коммерческой реализации японских роботов.
2000 год. Компания Electrolux в эфире телеканала BBC представила робот-пылесос Trilobite.
2010 год.
Корейская фирма Ilshim Global презентует первого в мире робота для мойки окон Windoro. С 2017 года. Основное направление робототехники – это прогресс искусственного интеллекта.
Строение робота
Каждый робот состоит из следующих базовых компонентов:
- Рама или тело робота;
- Блок управления;
- Манипуляторы;
- Ходовая часть.
(Наглядное устройство робота)
Робот может быть любых форм и размеров. Именно рама или тело робота является основой его конструкции и определяет внешний облик. Среднестатистический человек при слове «робот» представляет человекоподобное существо из металла. Этот образ навязан многочисленными фантастическими кинофильмами.
На самом же деле большинство роботов совершенно не похоже на человека.
Главное для робота – это его функциональность, а не то, как он выглядит.
Контроль за работой робота осуществляется при помощи системы управления. Она включает в себя огромное количество датчиков, которые помогают технике взаимодействовать с внешним миром.
(На картинке робот Humanoid)
Система управления роботом предполагает целый набор алгоритмов, благодаря которым решаются те или иные задачи. В работе робота происходит постоянный обмен данными между датчиками и центральным процессором (ЦП). Алгоритмы и программное обеспечение создаются человеком.
Для физического контакта с объектами внешней среды используется манипулятор. Данный элемент не является обязательным. Как правило, манипулятор не является частью рамы/тела робота. Используется для решения конкретных задач в различных отраслях.
Ходовая часть робота также не является обязательной, и наличествует лишь у тех роботов, которым необходимо передвижение в пространстве. В качестве средств для перемещения чаще всего используются колеса.
Классификация робототехники
Роботов можно разделить по нескольким типам:
- по способу передвижения;
- по способу управления;
- по области применения.
Перемещение робота в пространстве не всегда является обязательным. Если данная задача от робота не требуется, он является статичным.
Наземное передвижение робота осуществляется при помощи колес. Для повышения проходимости используется гусеничный ход. Перемещение роботов на двух ногах, как мы привыкли видеть в фантастических фильмах, не является практичным и используется в робототехнике редко.
Существуют летательные роботы, в создании которых используются достижения аэродинамики. Роботы также используются для полетов в космос.
Управлять роботом можно программно, с использованием алгоритмов для автоматической деятельности. При необходимости в программу робота могут быть внесены коррективы, чтобы оптимизировать его работу в соответствии с текущими задачами.
Существует также ручное управление роботом, осуществляемое оператором.
Области робототехники
Применяются роботы самых различных сферах, но основными являются следующие:
- Промышленность: промышленные роботы;
- Исследовательская деятельность: роботы-ученые, исследователи;
- Нанотехнологии: микро- и нано-роботы в исследовательских и медицинских целях;
- Домашние технологии: бытовые роботы, пылесосы, мойщики окон и персональные.
В сфере промышленности роботы позволяют выполнять большой объем работ с высокой скоростью и точностью. Они позволяют решать такие задачи, с которыми невозможно справиться человеческими силами.
Очень многие места нашей планеты и за ее пределами не исследованы по той причине, что делать это человеку невозможно. Например, о том, что творится в океанных глубинах и в космосе мы знаем благодаря роботам-исследователям.
Рост инновационных технологий позволяет оптимистически смотреть в будущее. Робототехника стремительно развивается, открывая человечеству новые возможности.
Что такое Робототехника? Робототехника — это… Расписание тренингов. Все Тренинги .ру
Робототехника — сфера деятельности, связанная с разработкой и эксплуатацией автоматизированных технических систем — роботов.
В XX веке писатели-фантасты представляли будущее, в котором роботы не только будут работать вместо человека, но и даже станут полноправными членами общества. И если второе ещё пока не наступило, несмотря на активное развитие искусственного интеллекта, то без использования роботов уже трудно представить себе не только промышленность, но и повседневную жизнь.
Зачастую люди не задумываются, насколько распространены роботы. Например, современные пассажирские самолёты являются летающими роботами, управляемыми пилотами.
При этом автопилот способен полностью самостоятельно осуществлять не только полёт, но также взлёт и посадку.
Современные промышленные предприятия с каждым годом всё больше роботизируются. И уже есть проекты по созданию заводов, производящих автомобили с помощью исключительно роботов, без участия человека. Планируется, что уже к 2020 году количество промышленных роботов превысит 3,5 млн единиц.
Незаменимы роботы в химической и атомной промышленности: они применяются в качестве манипуляторов в условиях, опасных для человека (радиация, химические загрязнения и т.д.).
В сфере образования и науки робототехника является эффективным инструментом для повышения качества подготовки инженерных специалистов, проведения экспериментов и т.д. По данным исследований, объём продаж роботов для этих целей уже сегодня составляет 8 млн единиц.
Хорошо зарекомендовали себя сельскохозяйственные роботы, которые могут работать на полях круглосуточно в любую погоду, производя самые разные агротехнологические операции.
Применение робототехники в медицине позволяет создавать экзоскелеты, которые возвращают возможность самостоятельно передвигаться больным с нарушениями опорно-двигательного аппарата. Уже разработаны и применяются специальные медицинские роботы, способные делать хирургические операции.
Сегодня уже сложно найти сферу деятельности, которая бы не подверглась роботизации. Это связано с огромным разнообразием выпускаемых роботов и применяемых в них технических решений. Например, по назначению роботы подразделяются на манипуляционные и мобильные. Для первых характерна очень высокая точность и большое количество операций, которые они способны выполнять своей рукой (манипулятором). Вторые используют для передвижения самые разные технические решения: существуют колёсные, шагающие, летающие, ползающие роботы. Например, последние необходимы для поиска и спасения людей, оказавшихся под завалами зданий в результате стихийных бедствий.
Отдельно можно остановиться на человекоподобных роботах андроидах. Многие из них максимально реалистично копируют внешний вид человека и отчасти его движения, включая мимику, а благодаря искусственному интеллекту общение с ними почти не отличается от взаимодействия с живыми людьми. Прогнозируется, что уже в скором времени андроиды заменят человека в таких профессиях, как продавцы, секретари, сотрудники гостиниц и т.д.
По данным исследований, профессия робототехника уже в настоящее время является одной из самых востребованных. Излишне говорить, что подобные специалисты могут и в будущем рассчитывать на интересную и высокооплачиваемую работу. При этом от робототехников требуется очень высокая квалификация в широком спектре областей, таких как электроника, механика, телемеханика, информатика, радиотехника, электротехника и др.
Расписание тренингов и семинаров
В вашем городе не планируются подобные мероприятия.
Робототехника: подписаться на новости этого направления.
Мероприятия в других городах
26 января Четверг, 10:00 2 учебных дня, 16 часов Новосибирск | Служба главного механика. Организация технического обслуживания и ремонта оборудования. Курс повышения… |
Направление используют
Спасибо, за интерес к теме “что такое Робототехника”!
- ВКонтакте
Что изучать для карьеры в робототехнике?
Какие навыки необходимы для работы с роботами?
Какие предметы следует изучать?
Как начать карьеру своей мечты в области робототехники?
С тех пор, как мы опубликовали первую версию этой статьи еще в 2015 году, она стала одной из наших самых популярных статей.
И легко понять, почему.
Будущее за роботами. Роботы уже здесь. Роботы повсюду!
Многие люди, как и вы, заинтересованы в карьере робототехники.
Но с чего начать? В наши дни существует так много предметов для изучения, что очень трудно понять, какой предмет является правильным, который даст вам необходимый старт.
Давайте рассмотрим различные пути, которые вы можете выбрать для карьеры в области робототехники, и навыки, которые вам понадобятся, чтобы стать инженером-робототехником.
Кто занимается робототехникой?
Инженеры-робототехники учатся.
Инженеры-робототехники — мастера на все руки.
Инженеры-робототехники знают немного обо всем (по крайней мере, обо всем, что важно для робототехники).
Они являются связующим звеном между машиностроением, электротехникой, информатикой и даже психологией.
Робототехника включает в себя гораздо больше, чем просто «строительство роботов». Чтобы стать инженером-робототехником, вы должны иметь целый ряд различных навыков и областей знаний.
Есть 10 основных навыков, которыми должны обладать все хорошие робототехники.
Конечно, другие профессии в области робототехники не связаны с профессией инженера-робототехника. Вы можете быть техником-робототехником, программистом или даже оператором робототехники (в наши дни это может быть практически любой человек). Не для всех профессий в области робототехники вам потребуется высшее образование. Некоторые из них возможны только при наличии правильных основных предметов в старшей школе.
Как начать заниматься робототехникой
Робототехника — непростая карьера. Это действительно междисциплинарная карьера. Этим она отличается от многих традиционных профессий.
Ты хочешь быть врачом? Изучать медицину.
Хочешь строить мосты? Изучайте гражданское строительство.
Вы хотите работать с роботами? Ну… вы можете изучать электронику, информатику, биотехнологию, производство, когнитивистику…
… есть множество путей к работе в области робототехники!
Основные предметы для старшеклассников
Начнем с уровня обучения в старших классах.
Что можно посоветовать тем, кто интересуется робототехникой и хочет выбрать школьные предметы?
На самом базовом уровне есть 2 основных предмета, которые вам необходимы для начала занятий робототехникой:
- Математика — Это обязательно. Вам не обязательно быть Джоном Нэшем — известным американским математиком, — но хорошее знание алгебры и геометрии необходимо для изучения всех предметов, составляющих робототехнику.
- Физика (или другая наука) — Если вы хотите работать в какой-либо области техники, важно хорошо разбираться в науке. Физика особенно полезна, потому что она дает фундаментальные знания в области энергетики, электрических цепей, механики, материаловедения и других ключевых тем для робототехники. Однако все науки полезны, поскольку они учат применять математику к реальным проблемам.
Другие полезные школьные предметы
В каждой стране есть свой набор предметов, которые преподаются в школах, поэтому сложно составить список, который подходит всем.
Вместо этого вот 3 навыка, полезных для робототехники и некоторых предметов, которые их обеспечивают:
- Компьютеры и программирование —
- Дизайн и технология — Предметы, которые могут повысить практическую сторону инженерии, включают дизайн продукта, графическую коммуникацию, технологические исследования и производство.
- Конкретные инженерные дисциплины — Некоторые школы преподают предметы по специальным инженерным дисциплинам, таким как автомобилестроение, биоинженерия, электроника, мехатроника и машиностроение. Все это может быть полезно для начинающих робототехников.
На уровне колледжа вы, возможно, захотите ознакомиться с нашей статьей 6 специальностей колледжей, которые готовят лучших сотрудников робототехники.
изображение: mit.
edu
Выбор степени в области робототехники
В робототехнике есть 3 основные дисциплины: механика, электроника и информатика.
В университете я выбрал 5-летнюю степень магистра в области робототехники, которая уделяла одинаковое внимание трем основным областям. В то время я полагал, что именно так люди попадают в робототехнику. Однако вскоре я обнаружил, что мой маршрут далек от стандартного. Большинство людей, работающих в области робототехники, прибыли одним или несколькими из следующих путей, пройдя курсы бакалавриата и магистратуры.
В каждом маршруте основное внимание уделяется изучению различных основных частей робототехники:
- «Тело» — Машиностроение — Эта отрасль инженерии изучает физические системы, из которых состоит робот. Такие подтемы, как механика, инженерия материалов и производство, являются ключевыми для промышленной робототехники. Часто курсы машиностроения будут специализироваться на мехатронике или робототехнике, но они, как правило, сосредоточены в основном на физическом проектировании и приведении в действие.
- «Нервная система» — Электротехника и электроника — Эта отрасль техники дает вам основы электроники, встроенных систем, низкоуровневого программирования и теории управления. Часто курсы электротехники также предоставляют специализации в области робототехники или автоматизации, которые будут сосредоточены на управлении роботами, а не на механическом проектировании.
- “Мозг” – Информатика – Кажется, что многие люди, занимающиеся исследованиями, занимаются робототехникой через информатику. Эта тенденция, вероятно, сохранится, поскольку стандартные роботизированные аппаратные платформы станут нормой. Общие платформы смещают исследовательский центр с физического оборудования и вместо этого позволяют исследователям сосредоточиться на программном обеспечении и высокоуровневом программировании. Часто эти курсы будут включать темы программирования роботов, такие как искусственный интеллект и дизайн программного обеспечения. Обычно именно на этом уровне обучения люди с опытом работы в области психологии и смежных областях могут поступить в робототехнику на курс магистратуры последипломного образования.
Это основные 3, но есть и много других путей, которыми вы могли бы пойти, чтобы закончить работу в робототехнике.
Например, просто взгляните на 25 лучших женщин в области робототехники, и вы найдете людей, которые начали изучать:
- Физику (например, Од Биллар из EPFL и Арианну Менчиасси из Scuola Superiore Sant’Anna)
- Когнитивные науки и психология (например, Лейла Такаяма из Google X)
- и даже социологии и социальной психологии (например, Астрид Вайс из Венского технологического университета).
Другие громкие имена в области робототехники также начинались с таких степеней, как:
- Чистая математика (например, Родни Брукс из Массачусетского технологического института)
- Юриспруденция (например, Райан Кало из Юридической школы Университета Вашингтона)
- и гражданское строительство (например, Радж Редди, лауреат премии Тьюринга).
Какой бы путь вы ни выбрали, убедитесь, что вы продолжаете развивать свои знания и во всех других областях.
Конечно, вы никогда не станете ведущим специалистом во всех подобластях робототехники, но развитие себя как компетентного ученого-компьютерщика, инженера-электрика и инженера-механика поставит вас в прекрасное положение, когда вы продолжите специализироваться во всех сферах своей деятельности. карьера.
Как выбрать подходящую для вас степень в области робототехники
Многие люди прокомментировали эту статью с тех пор, как мы впервые опубликовали ее. Многие из этих комментариев в основном задают следующий вопрос:
“Какое высшее образование мне выбрать?”
Хотя мне всегда приятно слышать об интересе людей к робототехнике, основной ответ на этот вопрос таков: «Я не знаю, какую степень вам следует выбрать».
Как вы видели, есть много степеней, которые могут дать вам доступ к робототехнике. Вам нужно выбрать тот, который лучше всего соответствует вашим интересам. Ответ также будет зависеть от того, какие курсы доступны в вашей части мира.
Чтобы помочь вам принять решение, я написал две дополнительные статьи:
- Как выбрать курс робототехники: какая специализация? — Эта статья содержит упражнение, которое вы можете использовать, чтобы выяснить, какая область робототехники вас больше всего интересует.
- Как выбрать степень по робототехнике: ответы на 3 основных вопроса — ответы на 3 наиболее частых вопроса, которые мне задают о том, как выбрать лучшую степень для ваших нужд.
Если вы все еще застряли, пожалуйста, прочитайте комментарии других людей к этому сообщению и мои ответы на них. У них можно многому научиться!
Жизненно важное значение внеклассной игры на скрипке
Что бы вы ни изучали, есть один аспект обучения робототехнике, которым часто пренебрегают.
Загляните в Уголок карьеры НАСА, и вы получите несколько полезных советов от профессионалов в области робототехники о том, как начать работу в робототехнике. Многие из них рекомендуют внеклассный практический опыт работы с роботами на протяжении всего обучения.
Я называю это “внеклассной игрой на скрипке”.
Получение физического опыта работы с роботами, электроникой, программированием и механикой необходимо для полного понимания теории робототехники. Это также позволяет вам узнать, какие области робототехники вас действительно больше всего интересуют.
Наборы роботов, такие как Lego Mindstorms, — это хорошее место, чтобы начать играть с робототехникой дома, как и встроенные системы, такие как Raspberry Pi.
Один из лучших способов получить практический опыт — принять участие в одном из многочисленных соревнований по робототехнике, доступных для людей разного возраста и уровня образования. Если вы знаете других людей, интересующихся робототехникой, почему бы не собрать команду и не поучаствовать?
На самом деле есть много способов начать заниматься робототехникой. Главное — дополнять свои знания практическими занятиями и продолжать учиться!
Какой совет вы бы дали тому, кто хочет начать заниматься робототехникой? У вас есть вопросы о том, как начать? Как вы начали заниматься робототехникой? Расскажите нам в комментариях ниже.
Если кто-то из ваших знакомых заинтересован в карьере робототехники, передайте им ссылку на этот пост. Спасибо.
Причины изучать робототехнику
Анна Джонсон
Источник изображения: Pexels
Робототехника — больше, чем наука. Он сочетает в себе сложнейшую математику с программированием, искусством и инженерией. Комбинация может сделать дисциплину жесткой для некоторых людей, но с профессиональным автором диссертации на вашей стороне вы обязательно справитесь даже с самыми сложными единицами робототехники.
Выбор курса робототехники требует глубоких размышлений. Вы также должны быть готовы к тому, что потребуется для завершения курса. Вам требуется опыт работы в области физики, вычислительной техники, механики и автоматизации, а также в других общих областях. Если вы еще не решили, стоит ли заниматься робототехникой, вот причины, по которым вам стоит рассмотреть этот курс.
Это одна из дисциплин будущего
В мире много робототехники.
То, что начиналось как автоматизация, теперь превращается в умных роботов. Роботы могут выполнять задачи, выходящие за рамки того, с чем может справиться механическая система, такая как конвейерная лента. Поскольку отрасли и учреждения ценят роль автоматизации, они легко осваивают робототехнику.
Помимо традиционных отраслей, основанных на робототехнике и автоматизации, появляются новые. Разработка поддерживается технологией искусственного интеллекта. Искусственный интеллект помогает роботу принимать собственные решения о направлении движения, скорости и действиях в каждый момент времени. Поскольку робот является разовым приобретением, он заменяет большую часть рабочих.
По мере роста спроса на роботов потребуется больше людей для разработки их программного обеспечения, обслуживания роботов и их проектирования для этого растущего рынка. Эти возможности доступны как в сфере занятости, так и в сфере предпринимательства.
Робототехника — междисциплинарный курс
Робототехника выходит за рамки науки машиностроения.
Эта область открыта для программистов, графических дизайнеров, дизайнеров кузовов и инженеров-электронщиков, среди прочих дисциплин. Красота и эффективность робота не ограничиваются его внутренней работой.
Являясь междисциплинарным центром, он объединяет профессионалов из разных областей. Вы будете работать в междисциплинарной среде, что сделает вашу повседневную работу интересной. В то же время ваши навыки необходимы, чтобы сделать роботов более эффективными. Такая рабочая среда мотивирует и доставляет удовольствие. Вы легко построите солидную и динамичную карьеру, работая в индустрии робототехники.
Вам понравится творческая сторона науки
Темпы развития робототехники означают, что вы станете своего рода пионером. Промышленность нуждается в самых креативных роботах. Будь то с точки зрения ИИ или интересных конструкций, наука о роботах интересна.
Потенциал роботов еще не полностью использован. Вот почему индустрия требует, чтобы эти техники и инженеры раздвигали границы, используя свой творческий потенциал.
На самом деле робототехника — это больше, чем программирование, электроника и машиностроение. Это похоже на создание нового измерения жизни, где объекты могут выполнять команды, не завися от вмешательства человека. У самых творческих инженеров-роботиков и техников есть шанс открыть новые горизонты.
Это прибыльная карьера для наемных работников и предпринимателей
Инженеры-роботы и техники — одни из самых высокооплачиваемых специалистов в отрасли. Средняя зарплата инженера-робототехника в США составляет 99 тысяч долларов. Эта цифра намного выше, чем многие другие профессионалы зарабатывают за двойную работу. Шанс присоединиться к индустрии робототехники означает работать в одном из самых прибыльных секторов и получать при этом солидный доход.
Предприниматели, нацеленные на индустрию робототехники, будут смеяться всю дорогу до банка. Многие отрасли ищут жизнеспособные варианты производства товаров или предоставления услуг по более низкой цене.
Если вы сможете создать для этого робота, вас ждет непредвиденная удача. Таким образом, ваш заработок в качестве наемного работника или предпринимателя делает решение изучать робототехнику чрезвычайно полезным.
Вы создаете невероятное социальное, экологическое и экономическое влияние
Роботы сильно меняют мир. Они идут туда, куда люди боятся попасть. Например, они могут спасать людей или исследовать глубоководные районы без опасностей, с которыми могут столкнуться люди. На производственном предприятии робот значительно сократит себестоимость продукции за счет увеличения скорости и эффективности. Таким образом, влияние роботов обширно.
Возможность демистифицировать курс
Научные курсы считаются сложными, особенно для девочек. Они также кажутся заповедником элитного клуба. Вы можете использовать робототехнику, чтобы доказать свою точку зрения и особенно демистифицировать понятия, связанные с наукой и робототехникой. Роботов также обвиняют в совершении самых гнусных действий, таких как убийства.