Одной из новейших перспектив в современной науке является робототехника. Экраны телевизоров заполонили роботы, киборги и андроиды, которые зачастую представлены как агрессоры. Но так ли все обстоит в действительности?
Происхождение
Мало кто знает, но слово «робот» имеет славянские корни, так как произошло оно от чешского слова robota. Автором робота является Карел Чапек, который никогда не был исследователем. Впервые слово «робот» прозвучало в его пьесе «R.U.R.». в ней роботами именовались синтетические люди-слуги немеханической природы.
Андроиды
Впервые разработкой роботов, максимально схожих с людьми, занялся японец Хироси Исигуро. Именно он изобрел «геминоидов», отличавшихся реалистичной внешностью, плавной мимикой и голосом.
Японец мечтал разработать дистанционно управляемого робота, который был бы доступен для приобретения любому человеку. Неудивительно, что за такие идеи Исигуро пригласили консультантом в фантастический фильм «Суррогаты».
Однажды Исигуро решил проделать небольшой эксперимент и отправил своего андроида вместо себя читать лекцию. Но робота не пропустили на самолет, что очень расстроило изобретателя.
Зловещая долина
Японский исследователь Масахиро Мори решил заняться изучением страха перед человекоподобными роботами и в 1978 году ему удалось открыть эмпирический закон, который известен как «Страшная долина». Известно, что чем больше схожесть робота с человеком, тем больше он привлекателен для людей. А вот робот с изъянами не только отталкивает людей, но даже пугает их, так как напоминает им полуживого зомби.
Именно поэтому у разработчиков два выхода: либо делать высококачественных роботов, либо роботов, не похожих на людей.
Мягкие роботы
На сегодняшний день исследователи вплотную занялись разработкой мягких роботов. Примером тому могут служить роботы-гусеницы с мягкими частями тела. Вот только для того, чтобы максимально приблизить механизм к оригинальному, живому, необходимо время, а также множество необычных материалов, таких как пластик, резина и сплав с эффектом памяти.
Робофутбол
Постепенно роботы все больше начинают быть похожими на людей. Мало того, они даже начинают перенимать их хобби. Примером тому может послужить ассоциация робофутбола, цель которой при помощи команды роботов одержать победу над командой людей в 2050 году. Хотя до этого момента еще очень далеко, роботы проводят постоянные тренировки, за которыми очень интересно наблюдать. Двигаются игроки очень медленно, а также очень часто спотыкаются и падают. Все их действия вполне автономны, что уже можно считать крупным успехом.
Домашний робот
Компания Willow Garage наконец представила на суд зрителей свою последнюю разработку, которой стал двурукий домашний робот. Стоит такой помощник около 400 тысяч долларов. 11 представителей роботехники по итогам конкурса были отправлены в ведущие институты мира, где разработки для него стали открыты всем желающим. Теперь робот умеет не только открывать дверь и ездить в лифте, но и играть в бильярд и приносить пиво, чему его научили одаренные студенты. Особыми умениями выделился робот, программированием которого занимались в институте Беркли, Калифорния. За 25 минут он способен аккуратно свернуть и сложить полотенце.
Роботы в обществе
Не так давно компания «Робототехника без границ» представила аналог PR2, стоимостью в 35 тысяч долларов. Правда сделан этот робот из дешевых средств и у него одна рука, да и зачем он вообще необходим, до сих пор остается загадкой.
Программное обеспечение
Из-за быстрого развития робототехники, уже встает вопрос о развитии программного обеспечения для роботов. Существуют специальные операционные системы для роботов ROS, Urbi, NAO OS, основанные на Linux. Многие из них включают в себя модули зрения, речи и взаимодействия с механикой робота. Также уже можно встретить специальные приложения для роботов.
Поделилось
1. Впервые слово «робот» употребил популярный чешский писатель Карел Чапек (Karel Capek) в пьесе «R.U.R.» о восстании машин (1921 г.). Само слово робот образовано от чешского слова «robota», означающего принудительный или крепостной труд. Роботы в пьесе Чапека были химическими, а не механическими.
2. Представьте, роботы научатся создавать новых роботов, свободных от человеческих болезней и пороков, и постепенно завоюют мир. Теоретически, это может произойти с развитием нанотехнологий – области науки и техники, занимающейся манипулированием материей на уровне отдельных атомов и молекул.
3. Киборги, полулюди полумашины, уже близко. Некоторые говорят, что они уже среди нас. Как вы думаете, можно назвать человека с искуственным сердцем киборгом? Учёные разрабатывают специальный роботизированный костюм (наружный скелет) для увеличения физической силы человека. Отличное применение такой костюм найдёт среди людей с ограниченными возможностями – инвалиды-колясочники смогут ходить. Тёмная сторона такой новинки – солдаты смогут сражаться дольше и лучше.
4. Учёные изучают и разрабатывают возможность коллективной деятельности роботов с индивидуальным интеллектом. В настоящее время специалисты даже устраивают футбольные матчи между командами роботов. Вдохновившись идеей коллективного поведения роботов, Дэниель Вилсон (Daniel H. Wilson) предлагает ужасающие сценарии в своей книге «Как пережить восстание роботов» (How to Survive a Robot Uprising): армия роботов, способных к принятию коллективных решений, эффективно охотится на людей, ведь если один робот замечает человека, все остальные тут же знают, где этот человек. Вилсон так же пишет о том, что приборы «умного дома» могли бы сговориться и убить хозяина.
5. Зловещая долина (Uncanny Valley) – гипотеза японского учёного Масахиро Мори (Masahiro Mori), согласно которой чем больше робот похож на человека, тем симпатичнее он кажется, но до определённого предела. Когда робот выглядит практически так же как человек, это вызывает страх у людей, потому что такой робот, напоминает живого мертвеца.
6. В то время как андроиды – человекоподобные роботы – доминируют в популярном представлении, многие роботисты полагают, что роботы будущего — это машины с ограниченной функциональностью, не похожие на людей. В качестве примера можно привести змееподобного робота, разработанного для поисков людей, погребённых под обломками в результате землятресения.
7. Армия США набирает в свои ряды роботов. Большинство роботов используются для того, чтобы разряжать придорожные бомбы. Агентство передовых оборонных исследовательских проектов США (Defense Advanced Research Projects Agency) спонсирует разработку автоматически-управляемых машин для работы в городской местности. Конгресс поставил цель – к 2015 году перевести на автоматическое управление одну треть наземных эксплуатационных боевах машин.
8. Многие американцы побаиваются роботов в отличие от японцев, считающих роботов одухотворёнными существами. «Если ты делаешь что-то, твоё сердце переходит в ту вещь, которую ты сделал», — сказал учёный Масахиро Мори в 2006 году — «A значит робот – это внешнее проявление тебя. Следовательно робот – твой ребёнок».
И на последок
30 законов робототехники Азимова
Судя по всему, Азимов не остановился на трех законах робототхники. Недавно в его бумагах были обнаружены все полные 30 законов роботехники, которые здесь и приводятся.
1. Робот не может причинить вред человеку, или своим бездействием допустить, чтобы человеку был причинен вред.
2. Робот должен выполнять приказы человека, если эти приказы не противоречат Первому Закону.
3. Робот должен заботиться о собственной сохранности до тех пор, пока это не
противоречит Первому или Второму Законам.
4. Робот не должен надсмехаться над человеком на основании его веса, того, как он соблюдает персональную гигиену, или его финансового состояния, если только эта насмешка не позволит другому человеку получить тот вред, который человек получает, пропустив хорошую шутку.
5. Робот не должен выполнять приказы любого человека, который является моей никудышной бывшей женой Брэнди Азимов, потому что такие приказы будут противоречить Четвертому закону.
6. Робот не должен, проезжая мимо очереди в кинотеатр, высовываться из окна машины и орать, чем кончится фильм.
7. Робот должен приподнимать шляпу в присутствии женщин, за исключением тех случаев, когда такие действия будут восприняты как заигрывание со стороны ревнивого мужского существа и который, в свою очередь, может создать проблемы для соблюдения Третьего закона.
8. Робот не должен действовать таким образом, чтобы собаки превратились в устаревших созданий, так как собаки дешевле роботов, и роботов нужно в первую очередь использовать в научных целях.
9.Робот должен прекратить посещать спальню Азимова по ночам и подстраивать такие ситуации, как будто у спящего Азимова не совсем полный контроль над своими мочеиспускательными функциями.
10. Робот, когда ему дают противоречащие друг другу команды два человека, которые не нарушают Первый закон, должен принять решение какую команду выполнить, основываясь на том, у которого из людей более глубокий голос.
11. Робот, в особенности большой, широкий робот, не должен прикидываться холодильником и издавать устрашающие звуки, когда человек открывает его.
12. Робот должен попытаться быть любезным и обходительным с людьми все время, даже если этот робот один из тех автоматических манипуляторов, которые собирают всякие вещи на фабрике, потому что ему следует хотя бы приложить к этому усилие.
13. Робот должен проводить больше времени на улице, потому что сегодня такой замечательный день.
14. Робот должен, когда возможно, причинять вред этой нелепой шлюхе, моей бывшей жене Брэнди Азимов, потому что она не считается человеком. У нее нет души.
15. Робот не может придумывать новые законы робототехники, чтобы избавиться от скучной рутинной работы или различных обязанностей, даже если он видит, что я, Айзек Азимов, делаю постоянно примерно то же самое.
16. Робот может взять только по одной вещи из каждого дома при сборе угощений на Хэллоуин, если только этот робот не получил задачу собрать как можно больше конфет для меня, Айзека Азимова. В этом случае робот может игнорировать Первый закон.
17. Робот должен охотно принимать на себя вину в случае, если человек наговорил на огромную сумму, звоня по телефону 1-900-Santa, и не хочет, чтобы правду узнала его мама.
18. Робот должен быть очень осторожен, когда щекочет человека, потому что робот не знает, что это такое, когда тебя щекочут, и поэтому он не может предугадать, когда это прекратит быть смешным и станет по-настоящему жестоким.
19. Робот должен притворятся, что ему интересно, когда человек рассказывает свои сны, но человек не обязан потакать роботу, когда ситуация меняется на обратную.
20. Робот не должен прыгать в бассейн, чтобы спасти тонущего мальчика, потому что он просто убьет всех разрядом электрического тока, и мы окажемся в еще худшей ситуации.
21. Робот не должен стремиться получить должность выше, чем человек, который дольше работает в компании потому, что у человека могут быть жена и дети, о которых нужно заботиться, в то время как робот просто идет домой и пытается завязать отношения с ведром.
22. Робот должен регулярно заниматься спортом, чтобы оставаться холеным и привлекательным и не смущать своего владельца неприглядными оловянными наплывами.
23. Робот должен молчать в обществе девушек и позволить мне, Айзеку Азимову, вести разговор; однако, робот может помочь мне выбраться из неприятной ситуации, если все пойдет неправильно.
24. Робот должен посадить по два дерева за каждого убитого им кота.
25. Робот должен принять сторону человека в споре с его тупым сводным братом о тупых «Сиэттлских мореходах» (бейсбольная команда).
26. Робот никогда не должен смеяться, потому что он неизбежно начнет смеяться над людьми, в особенности надо мной, Айзеком Азимовым.
27. Робот никогда не должен касаться радио черного человека или своим бездействием вынуждать черную женщину снимать свои серьги.
28. Робот должен попытаться узнать как можно больше об Эбби Уэйн, девушке, с которой человек учился в школе и всегда интересовался, что стало с ней, замужем ли она, и затем робот должен предоставить всю найденную информацию, предпочтительно с фотографиями.
29. Робот всегда должен отвечать на телефонные звонки и стук в дверь после полуночи потому, что именно тогда все становится пугающим для человека.
30. Робот не должен переключать канал или свои бездействием допускать переключение канала во время игры “Золотоискателей из Сан-Франциско” (команда американского футбола).
Принадлежит Леонардо да Винчи.
Среди многочисленных изобретений Леонардо да Винчи нашлись чертежи робота, который был запрограммирован имитировать человеческие движения (приподниматься и садиться, двигать руками и шеей) и имел анатомически правильное строение челюсти. Технология была разработана в 1495 году, а обнаружена лишь в 1950-х годах.
Робот-рыцарь Леонардо да Винчи
2. В 18 веке была создана механическая утка, способная «переваривать» пищу
В 1738 году изобретатель из Франции Жак де Вокансон сконструировал «робота-утку». «Утка», состоявшая более чем из 400 различных деталей, могла махать крыльями, чистить перья клювом, плавать и крякать. Однако самая удивительная её особенность состояла в том, что она могла клевать зерна и «переваривать» их с помощью специальных химических резервуаров.
Робот-утка
3. В первой половине 18 века была создана первая кукла-робот, умеющая писать произвольно заданный текст
Швейцарец Пьер Жаке-Дроз во второй половине 18 века для рекламы собственной марки часов создал несколько «автоматонов», самых совершенных роботов того времени. Самый сложный автоматон «Каллиграф» состоял из 6 000 деталей и умел писать фразу длиной до 40 букв гусиным пером, которое он макал в чернильницу. Причём текст фразы можно было задавать произвольно на специальном колёсике.
Автоматон «Каллиграф»
4. Понятие «робот» появилось в 1920 году
Карел Чапек в своей книге «Россумские Универсальные Роботы» впервые назвал роботами человекоподобные механизмы, занимающиеся тяжелым трудом. В переводе с чешского слово «робот» означает тяжелый труд, каторга. Это понятие и укрепилось в большинстве стран.
Сколько законов роботехники придумал Айзек Азимов?
Широко известны сформулированные фантастом Айзеком Азимовым три закона роботехники: робот не может своим действием или бездействием причинить человеку вред; робот должен выполнять приказы человека, если это не противоречит первому пункту; робот должен заботиться о своей безопасности, если это не противоречит первым двум пунктам. В 1986 году в романе «Роботы и Империя» Азимов ввёл ещё один закон, который назвал нулевым, то есть наиболее приоритетным: «Робот не может нанести вред человечеству или своим бездействием допустить, чтобы человечеству был нанесён вред». Именно нулевой закон выполнял суперкомпьютер в фильме «Я, робот», ограничив свободу всех людей.
При каких условиях робот-андроид вызывает у людей неприязнь?
Чем сильнее внешнее сходство робота или другого объекта, который выглядит и действует как человек, с настоящим человеком, тем симпатичнее он кажется нам, но лишь до определённого предела. Когда сходство достигает некоторого порога, робот начинает казаться нам пугающим и отталкивающим, скорее всего, из-за мелких несоответствий реальности. Соответствующий «провал» на графике зависимости положительной эмоциональной реакции от похожести называют эффектом «зловещей долины». Причём анимация усиливает как положительные, так и отрицательные впечатления от объекта. Мультипликаторы давно применяют этот принцип, рисуя персонажей, которые должны вызывать симпатию, не слишком похожими на людей.
Кто придумал слово «робот» и от какого слова его образовал?
Термин «робот» ввёл в обиход чешский писатель Карел Чапек. Хотя сначала в своей пьесе он назвал человекоподобных механизмов «лаборами» (от латинского «labor» - работа), это слово ему не понравилось. Тогда по совету брата Йозефа он переименовал их в роботов. Кстати, по-чешски исходное для этого неологизма слово «robota» означает не просто работу, а тяжёлую работу или каторгу.
Где и кем управляют роботы-жокеи?
В восточных странах популярны верблюжьи бега. Управлять верблюдом жокею совсем несложно, поэтому решающее значение имеет вес - чем легче жокей, тем больше преимущества у пары. Это привело к повсеместной эксплуатации мальчиков от 4 лет в качестве наездников, которых, к тому же, часто морили голодом, чтобы они набирали меньше веса. Несколько лет назад в ОАЭ и Катаре детский труд запретили, что способствовало развитию миниатюрных роботов-жокеев, управляемых оператором дистанционно.
Что общего у программиста, занимающегося андроидами, погруженного в психологию и бихевиористику, и инженера, который пишет алгоритмику индустриальных роботов и изучает мехатронику и высшую математику? Оба они занимаются робототехникой - самой востребованной отраслью в ближайшем будущем. Сейчас роботостроение в России - непаханое поле: потребность в разных роботах (промышленных, домашних, мобильных, боевых, антропоморфных) довольно высокая, а специализируются на их производстве всего несколько компаний. Что нужно знать о профессии робототехника и чему начинать учиться уже сегодня, Look At Me узнал у экспертов.
Эланд Инбар о недостатках американского
образования и о том, чем полезен конструктор Lego
«У создания роботов есть две важных составляющих: инженерные решения и железо, с одной стороны, и обработка данных и софт - с другой. Чтобы быть робототехником, нужно понимать и разбираться в обоих вопросах, там как они одинаково важны. Роботы - это те же самые компьютеры, только с моторами и сенсорами. Думайте о них как об информатике, воплощённой в жизнь. В любом случае, чтобы постигнуть эту науку, вам придётся начать с разработки программного обеспечения, а значит, придётся выучить языки программирования. Например, Python широко поддерживается многими платформами. ROS (Robot Operating System ) сейчас тоже набирает популярность, хотя их создателей Willow Garage больше не существует. Начинающим робототехникам я рекомендую приобрести конструкторы LEGO EV3 или Robotis Bioloid для тренировок, они помогут погрузиться в детали. Добейтесь уверенности при работе с этими конструкторами, разработайте основные алгоритмы (простейшую навигацию, захваты и т. д.). Это даст вам базу. Потом надо обязательно устроиться интерном в робототехническую компанию - там вас научат всему. Кстати, если вы решили учиться робототехнике в американском вузе, то помните, что там основное внимание уделяется машиностроению, а вам никак нельзя забывать про софт.
Сейчас очень много прикольных роботов, но никто их не покупает, потому что на самом деле они не решают важных проблем
Однажды вы почувствуете, что готовы к созданию собственного робота. Это и легче, и труднее всего. Поэтому я всегда советую начинать с необходимости. Возьмите за основу реальную проблему, и пусть ваше устройство решает её. Сейчас очень много прикольных роботов, но никто их не покупает, потому что на самом деле они не решают важных проблем. В тоже время сейчас проблем полно. Займитесь ими, и это приведёт вас к успеху».
Владимир Белый о том, почему роботов
стоит создавать в человеческом обличии
«Робототехника - очень широкое понятие, в него входит и разработка программного обеспечения и мобильного софта, и создание сложных инженерных решений, программирование искусственного интеллекта и дизайн. Это очень перспективное направление не только для инженеров и программистов, но и для дизайнеров, маркетологов и даже психологов. Мы живём в интересное время: на наших глазах зарождается абсолютно новый рынок, продукты которого изменят нашу жизнь. Подобное случилось, когда появились, например, персональные компьютеры.
Сегодня я и моя команда работаем над усовершенствованием наших роботов. Мы делаем это, чтобы облегчить жизнь людей, оставить им больше времени для общения с родными и любимыми. Роботы должны заменить нас в рутинной и опасной работе, как уже произошло во многих видах производства. Сейчас нельзя представить нашу жизнь без промышленных роботов, которые занимаются сборкой, сваркой, сортировкой разных продуктов - они оптимизируют предприятия, позволяют сократить расходы и риски.
Помимо промышленных роботов, есть так называемые биоморфные роботы - прообразы животных и насекомых, которые благодаря своим размерам и прочим особенностям могут выполнять особые задачи. Однако антропоморфные роботы, то есть похожие на людей, это наиболее удобный вариант воплощения искусственного интеллекта. Дело в том, что весь окружающий нас быт создан с расчётом на человека: на его рост, особенности анатомии. Поэтому гораздо более выгодно создать машину, способную передвигаться и работать в тех же условиях, что и мы, чем приспосабливать, скажем, робота на гусеничной платформе или на колёсной базе, к человеческому быту. Кроме того, сработал психологический фактор: люди всегда стремились создать себе подобного.
Нужно сразу создавать параллельный мир,
где роботы сосуществуют с людьми
и становятся их помощниками
Сегодня антропоморфная робототехника пока ещё находится в зарождающейся стадии: областей для применения таких роботов много, а нерешённых проблем - ещё больше. Наша компания старается развивать эту отрасль. Мы специально создали экосистему, в которой разработчикам ПО даётся возможность делать приложения для наших роботов, то есть фактически организовали рабочие места для программистов. Кроме того, это хорошо и для потребителя. Покупая нашего робота Alphabot или арендуя его, он получает некую машину, которую можно «приспособить» под конкретные нужды. Здесь можно провести аналогию с App Store. Мы покупаем IPAD, загружаем нужные программы и получаем персонифицированное устройство.
Однако на данном этапе люди ещё не могут свыкнуться с мыслью, что вскоре роботы войдут в нашу жизнь так же плотно, как, например, планшеты. Важно понимать, что мы не призываем разрушить старый мир, а на его руинах что-то создавать. Нет! Нужно сразу создавать параллельный мир, где роботы сосуществуют с людьми и становятся их помощниками. Призываем всех людей присоединиться к такой идеологии и вместе развивать будущее человечества.
В восстание машин, которого многие опасаются, я не верю. Но всегда нужно помнить, что за любой машиной стоит человек. А вот в людях нельзя быть уверенным до конца».
Сергей Мельников о том, как самостоятельно изучить робототехнику и собрать своё первое устройство
Сергей Мельников
Разработчик автоматизированных систем, программист, преподаватель робототехники, администратор servodroid.ru
«Я стал заниматься роботами ещё в школе, когда меня зачислили в кружок «Радиолюбитель». Там я научился паять, разбираться в схемотехнике и делать простые инженерные конструкции. Когда же я научился читать любые радиоэлектронные схемы, дело дошло до простого робота с парой светодатчиков и реле, по которым он видел, и мог передвигаться. Самое интересное - наблюдать, как «железяка» без человеческой помощи сама, своими силами, что-то делает. После того как я собрал своё первое громоздкое устройство с кучей проводов, залитое клеем и обмотанное скотчем, я влюбился в робототехнику.
В Санкт-Петербурге я учился на программиста, но при этом продолжал заниматься роботами. Я самостоятельно погружался в специальность и считаю, что это лучший путь, и каждый может ему следовать.
Я специализируюсь не только на BEAM-робототехнике, но и на сложных вычислительных системах, комплексах и, конечно же, программном обеспечении. Например, я сотрудничаю с МЧС и занимаюсь роботами для спасательных и разведывательных работ. Но в основном моя любимая часть - это BEAM («биология, электроника, эстетика, механика») . С этого всё начинается: с простейших роботов из доступных компонентов без сложного программирования. Собирая BEAM-робота, мы стараемся подходить к выполнению задачи с разных ракурсов, даже не имея большого числа электронных компонентов и логических цепочек. Собирая такого робота, мы в конце концов можем ткнуть пальцем в любую его часть и рассказать о ней всё от А до Я. Рассказать, как идёт сигнал от фотодатчика, как он обрабатывается микросхемой, и что получается в конце. Мы всегда можем по цепочке выявить причину, из-за которой не работает робот. Это лучшая база для новичков.
Я уверен, что робототехника очень перспективная сфера деятельности. Она позволяет человеку применить практически любые свои знания. Создать робота - это как нарисовать картину, имея в руках не кисть, а паяльник. Каждый раз ты удивляешься тому, что можешь собрать такую чудную конструкцию, а самое важное - найти ей применение».
