Это «Роботы повсюду» - статья, в которой мы рассказываем о медленном, но неуклонном захвате наших будущих повелителей роботов и показываем вам, как они проникают практически во все аспекты современной жизни.


Роботы повсюду: армия одноцелевых ботов выполняет домашние дела

На протяжении десятилетий научная фантастика обещала будущее, наполненное роботами, выполняющими за нас все наши повседневные задачи. От горничной Рози в «Джетсонах» до C-3PO в фильмах «Звездные войны» - все мы представляли себе день, когда нам не придется пошевелить пальцем, а вместо этого мы будем окружены всевозможными дворецкими-киборгами и слугами, которые будут выполнять вещи по дому, которые мы не хотим делать сами.


К сожалению, мы до сих пор не живем в эпоху универсального робота-слуги. Вместо этого у нас есть меньшая армия специализированных роботов-помощников, которые могут выполнять всевозможные специфические задачи, от уборки полов до стрижки газонов. Но даже они все еще довольно просты. Проблема в том, что даже самая обыденная домашняя задача, от мытья посуды до вывоза мусора, включает в себя множество отдельных задач, с которыми современные роботы просто не могут справиться.


Проблема в том, что хотя домашние дела довольно просты для нас, людей, они все же требуют тонны небольших навыков, таких как пространственное мышление и мелкая моторика, что требует чрезвычайно сложного программирования. Подумайте, например, о приготовлении кофе. Как бы вы запрограммировали на это робота? Процесс приготовления кофе может быть простым, но программирование машины так, чтобы понимать, что такое кухня, различие между приборами, где кофе хранится в шкафу, захват и выкапывание кофе - все это дико сложно с точки зрения программирования.


Хотя у нас уже есть роботы-пылесосы, швабры, косилки, средства для мытья окон, дезинфицирующие средства и многое другое, ни один из них не достиг высот обещанных кино-роботов; вместо этого у нас есть несколько роботов, которые служат определенным целям. Но вот что интересно: с развитием ИИ мы можем запрограммировать этих отдельных роботов на совместную работу. С появлением голосовых помощников, таких как Алекса, мы теперь можем управлять отдельными роботами через одного робота, создавая единую точку, чтобы направлять крошечную армию отдельных роботов по дому для выполнения задач, а не ждать этого футуристического робота-дворецкого. В домах будущего не будет одного робота-дворецкого, вместо этого роботы будут везде.


Роботы повсюду: будущее автономных роботизированных доставок


В наши дни роботы могут делать практически все, но одна из основных задач робототехники - это способность доставлять посылки. Есть много чего ожидать от доставки роботов, в том числе облегчения бремени доставки людей, которые должны рисковать своей жизнью и работать безумно много времени во время пандемии коронавируса, чтобы доставка продолжалась и по графику. В этом эпизоде Роботы повсюду мы узнаем, где мы находимся сейчас и куда мы движемся, когда дело касается полного развертывания роботизированных систем доставки.


Самым большим обещанием, конечно же, является целый флот дронов-доставщиков, развернутых в наших небесах, автономно курсирующих взад и вперед, переправляющих посылки и пассажиров из пункта А в пункт Б. Такие компании, как Amazon и Google, - лишь некоторые из тех, кто возглавляет эту задачу. отрасли. Amazon Prime Air - это дрон с вертикальным взлетом и посадкой, который выглядит как каркас кровати IKEA, который может летать. В Google Wing беспилотный выглядит как унылый гидросамолет с понтонами приклеен непосредственно к крыльям, и способен понижать пакеты вниз с выдвигающимся когтем. Другие компании, такие как UPS, DHL и FedEx, разрабатывают собственные версии дронов для доставки.


Итак, если технология уже есть, почему роботы-доставщики уже не везде? Есть несколько причин, первая из которых - логистика. В настоящее время у нас нет хорошей системы управления движением дронов, и Федеральное управление гражданской авиации в течение многих лет работало над разработкой системы, чтобы выяснить, как уберечь сотни дронов от столкновения друг с другом, а также от столкновения с зданиями. или пассажирские самолеты. До тех пор, пока система не будет безопасно разработана и развернута, крупномасштабная доставка дронами не начнется. Во-вторых, дроны по-прежнему менее энергоэффективные чем традиционные системы доставки, такие как автомобили и даже поезда. Поскольку дронам приходится постоянно бороться с притяжением силы тяжести, удержание их в воздухе требует больше энергии, чем перемещение чего-либо по земле. И за исключением значительного технологического скачка в эффективности, это не скоро изменится.


Однако доставка роботов - это не только дроны в воздухе. Наземные роботы, от шестиколесных машин, которые выглядят как охладители, до автономных двуногих роботов, доставляющих посылки из грузовика к вашему порогу, меняют способ доставки. И если подумать, сейчас значительная часть нашей системы доставки уже обрабатывается роботами, от складов доставки до самолетов, которые работают на автопилоте. Недалеко от дороги и автономные автомобили, которые также будут использоваться для доставки. Таким образом, хотя небо, полное дронов, еще не кажется на горизонте, развитие робототехники в наших цепочках поставок и доставки будет продолжать приближать нас к этому будущему.


Роботы повсюду: перспективы гуманоидных роботов


По какой-то причине кажется, что мы, люди, одержимы созданием роботов, похожих на нас. Но одно можно сказать наверняка: мы давно делаем роботов-гуманоидов, и они начинают становиться действительно хорошими. 

Роботы бывают самых разных форм и размеров, но одна из постоянных составляющих нашей истории робототехники - создание гуманоидного робота, который выглядит, звучит и действует так же, как и мы, люди. Может быть, причина, по которой мы стремимся создавать роботов по нашему собственному подобию, - нарциссизм. Или, может быть, из практических соображений. Или, возможно, это просто потому, что люди любят вызовы. В любом случае создание машин, которые выглядят и действуют как люди, всегда было частью нашего видения того, какими могут и должны быть роботы.

Человекоподобные роботы появились еще в самой робототехнике. Некоторые из самых первых прототипов роботов были разработаны, чтобы иметь гуманоидную форму и функции. Робот Эрик дебютировал в 1928 году на лондонской выставке Общества инженеров-моделистов. Этот «оловянный человек» был создан для того, чтобы произнести вступительную речь, когда герцог Йоркский не смог присутствовать. Эрик вышел на сцену, поднялся на ноги, поклонился публике и произнес 4-х минутную вступительную речь. Технически адрес был передан по радио кем-то за кулисами, но технология все равно была впечатляющей. В 1939 году Westinghouse представила Elektro, гиганта-гуманоида ростом 7 футов, который мог говорить до 700 слов с помощью проигрывателя внутри груди, а также мог надувать воздушный шар и курить сигареты.

Если не считать курения сигарет, эти роботы все еще были очень примитивными и оставались такими еще полвека или около того. Примерно в 2000 году роботы-гуманоиды начали активно возвращаться, в первую очередь благодаря роботу Honda Asimo, который, наконец, получил возможность ходить на своих двух ногах. Asimo стал кульминацией десятилетий работы, направленной на то, чтобы машины могли ходить, бегать и балансировать, как человек. Азимо также мог распознавать движущиеся объекты, жесты, звуки и даже лица, что позволяло ему взаимодействовать с людьми.


Asimo стал поворотным моментом в гуманоидной робототехнике, и вскоре скорость и сложность этих машин резко возросли. Теперь эти роботы могли очень ловко двигать руками, мимить лица и играть в футбол. В последние годы мы видели роботов-гуманоидов с полной кожей и человеческими чертами, а также роботов от таких компаний, как Boston Dynamics, которые всего за несколько коротких лет превратились из почти не ходьбе в способность перемещаться по неровной, ледяной местности, а затем научитесь бегать, паркур и с легкостью делать сальто.


Темпы развития гуманоидных роботов продолжают ускоряться. Сейчас мы находимся на этапе, когда перспектива жить и работать вместе с этими роботами не просто возможна - это, скорее всего, произойдет в ближайшем будущем.


Повсюду роботы: машины, которые выращивают, готовят и подают еду


Выращивание и производство продуктов питания - вот что позволило людям превратиться из племен охотников / собирателей в развитие поселений и городов. Посадка, выращивание, сбор урожая и приготовление еды - основа наших современных цивилизаций. Теперь наши возможности выполнять все эти задачи настолько развиты, что многие из этих шагов могут быть выполнены роботами и машинами. Итак, как выглядит будущее робототехники, когда она пересекается с производством продуктов питания? Мы рассмотрим три основные области, в которых роботы взаимодействуют с процессом: на этапе выращивания, на этапе обработки и на этапе приготовления и подачи.


Когда дело доходит до земледелия и выращивания наших культур, огромные достижения в области аппаратных и программных технологий позволили фермерам использовать все больше и больше автономных машин. Такие компании, как John Deere, разработали тракторы, которые работают без участия человека, с использованием GPS, технологий камеры и множества датчиков, которые помогают им ухаживать за каждым отдельным растением на своем поле, от посадки до удобрения и сбора урожая. Это позволяет фермерам делать больше с меньшими затратами рабочей силы.


Когда дело доходит до пищевой промышленности, в использовании машин и автоматических роботов нет ничего нового. Многие из нас видели кадры на всевозможных пищевых предприятиях, где работают различные машины, обрабатывающие и упаковывая все, от фруктов до пирожных. Прорыв в технологиях позволил автономным машинам выйти за рамки простой упаковки и получить возможность индивидуально обрабатывать сложные предметы, такие как удаление костей из рыбного филе с помощью различных датчиков и камер, а затем удаление костей струей воды - и все это в течение нескольких секунд.


Но как насчет приготовления и подачи еды? Люди по-прежнему играют важнейшую роль в приготовлении и подаче пищи. Приготовление пищи требует огромного количества нюансов, сноровки и обучения, и хотя роботы не очень хорошо справляются со сложностями приготовления пищи, они делают большой шаг вперед. Существуют машины, которые могут приготовить омлеты, приготовить жаркое, переворачивать гамбургеры и многое другое, используя передовые датчики, камеры, датчики температуры и машинное обучение.


Идея всего этого состоит не в том, чтобы заменить рабочих, а в том, чтобы сделать процесс более эффективным и рентабельным. Если мы позволим роботам и автоматизированным машинам работать вместе с нами на каждом этапе процесса, это может привести к тому, что продукты питания станут дешевле, полезнее и доступнее для всех.


Роботы повсюду: роботы и царство животных


В этом эпизоде ​​мы рассмотрим роботов, смоделированных по образцу царства животных, от машин, имитирующих внешний вид наших домашних питомцев, до роботов, вдохновленных конкретными частями животных.


Немецкая компания Festo - ведущий производитель роботов, вдохновленных определенными частями животных. Например, «бионический помощник по управлению» компании представляет собой руку робота, смоделированную по образцу хобота слона, которая избавляется от жестких суставов локтевого типа, которые можно увидеть на большинстве других манипуляторов роботов. Это дает гораздо больший диапазон гибкости и ловкости, чем у большинства других захватных роботов-манипуляторов. На самом деле, это сработало так хорошо, что компания также разработала роботизированную руку, в которой использовались присоски, похожие на руку осьминога, для создания мягкого щупальца для захвата объектов. А FlexShapeGripper имитирует захват языка хамелеона, который может захватывать огромное количество объектов, независимо от их формы.


Переходя к роботам, которые созданы для воссоздания реальных животных, Sony разработала Aibo, роботизированную собаку, которая не будет какать, грызть вашу обувь и наводить беспорядок в доме. Также есть Томбот, который призван стать помощником пожилых людей. Фактически, теперь вы можете выбирать из целого ряда животных-компаньонов - от собак до кошек и тюленей.


Есть также роботы, которые являются аниматронными копиями реальных животных. Они используются в фильмах, телешоу, тематических парках и даже в качестве инструментов исследования в дикой природе. Ученые смогли использовать роботов-горилл, собак и черепах для изучения животных в их собственной среде и получения снимков с близкого расстояния животных в дикой природе.


Наконец, у нас есть роботы, основанные на животных, но не предназначенные для того, чтобы полностью выглядеть как животные, на которых они созданы, например, знаменитый собачий робот Spot от Boston Dynamics, который может делать все, от прогулки по лестнице до танцев под Бруно Марс. В эту категорию животных-роботов также входят гепард-бот Массачусетского технологического института, похожий на страуса робот-ходун от Agility Robotics и удивительный робот-кенгуру от Festo.


Хотя царство животных-роботов не так разнообразно, как реальное царство животных, использование взглядов и движений животного царства стимулировало некоторые важные и захватывающие достижения в области робототехники, и это будет продолжаться в будущем.


Роботы повсюду: роботы в освоении космоса


В этом эпизоде ​​мы рассмотрим роботов в космосе и то, как различные типы автоматизированных машин и роботов помогают нам исследовать поверхность Марса, а также приземляться здесь, на Земле.


Когда дело доходит до космоса, мы рассмотрим три категории роботов: боты-исследователи, боты-помощники и автоматизированные системы. Каждая из этих категорий создана для определенной цели, и хотя некоторые из них больше похожи на традиционных роботов, чем другие, все они работают практически без участия человека.


Во-первых, это роботы-исследователи. Поскольку космос и другие планеты не очень гостеприимны для людей, мы использовали роботов-исследователей, чтобы помочь нам собрать информацию о далеких планетах, лунах и астероидах, пока мы живем в безопасности здесь, на Земле. Самыми известными из этих роботов-исследователей являются те, что мы отправили на Марс. В 1997 году робот Sojourner, весивший 23 фунта и катящийся с максимальной скоростью 0,02 мили в час, был первым из пяти различных роботов-исследователей, отправленных на Марс. Он длился около 85 дней и прошел около 100 ярдов, прежде чем закончился заряд.


После этого были отправлены еще два робота-исследователя, Spirit и Opportunity, с миссией по поиску следов воды. Через несколько месяцев марсоходам это удалось, и теперь мы знаем, что на поверхности Марса действительно было много воды. Марсоход Curiosity был отправлен в 2012 году и был намного больше марсохода, чем предыдущие, и имел еще больше научных инструментов. Его цель состояла в том, чтобы определить, есть ли на Марсе все ингредиенты, необходимые для жизни: постоянный источник воды и химические ингредиенты, которые, как известно, являются предшественниками жизни. Curiosity по-прежнему бродит, отправляя фотографии прямо в свой аккаунт в Twitter.


В настоящее время на пути к Марсу идет новый марсоход Perseverance, самый большой, самый тяжелый и самый совершенный из когда-либо отправленных. Вместо того, чтобы просто искать воду и другие предпосылки для жизни, "Настойчивость" будет искать прямые доказательства существования жизни на красной планете.


Еще одна категория космических роботов - это «роботы-помощники». Они помогают астронавтам выполнять задачи, которые слишком опасны или сложны для выполнения астронавтами самостоятельно, от сложных маневров при стыковке до обработки полезной нагрузки и, по сути, работы в качестве плавающего космического Amazon Echo для членов экипажа.


Наконец, у нас есть автоматизированные системы, которые могут работать практически без участия человека. Хотя мы не можем думать об этих машинах как о традиционных роботах, поскольку они могут действовать и двигаться автономно, они, по определению, являются роботами. Космический корабль Mars Pathfinder - хороший тому пример. Из-за задержки связи между Землей и Марсом автоматические системы использовались для посадки и управления кораблем самостоятельно. Аналогичным образом, SpaceX в настоящее время использует автоматизированные «роботизированные» системы для посадки своих ракет Falcon 9.


Тенденция, когда роботы берут верх и играют более важную роль в освоении космоса, не изменится в ближайшее время. В космосе количество роботов уже превышает количество людей, и в будущем мы будем отправлять все более совершенные роботы. Из-за ограничений нашего физического тела и продолжительности жизни роботизированные системы - идеальный способ помочь в сборе информации, которая была бы невозможна для нас, людей.