Robototexnika fanining kelib chiqish tarixi

Robototexnika - bu oldindan belgilangan dasturlarga muvofiq ishlaydigan avtomatlashtirilgan tizimlar. Robotlar bizni jimgina o'rab oladi. Asosan ishda va uyda. Kelajakda robototexnika bilan bog'liq ko'plab kasblar paydo bo'ladi. Bular muhandislar, dizaynerlar, sinovchilar, avtomobil ta'mirchilari, robot dasturchilar va boshqalar bo'ladi. Ehtimol, bolalar uchun arduino kurslari sizning farzandingiz uchun mutaxassislikni tanlashda birinchi qadam bo'ladi! 
https://polycent.ru/blog/chto-takoe-robototexnika-i-chem-ona-polezna-dlya-detej/
Inson va robotlarning o'zaro ta'siri - bu odamlar va robotlar o'rtasidagi o'zaro ta'sirni o'rganish. Tadqiqotchilar ko'pincha HRIga murojaat qilishadi. Inson va robotning o'zaro ta'siri ko'p tarmoqli soha bo'lib, u inson va kompyuterning o'zaro ta'siri, sun'iy intellekt, robototexnika, tabiiy tilni tushunish, dizayn va ijtimoiy fanlarni o'z ichiga oladi.
Ta'rif "O'zaro" va "harakat" ikki so'zining yig'ilishidan hosil bo'lgan "o'zaro ta'sir" atamasi o'zining etimologiyasida o'zaro harakat, o'zaro munosabat, ko'p elementlar g'oyasini anglatadi. Inson munosabatlari sohasida "o'zaro ta'sir" ma'lumotlar almashinadigan ikki kishi (bu erda inson/robot) o'rtasidagi shaxslararo munosabatlar sifatida ta'riflangan "ijtimoiy o'zaro ta'sir" ning qisqartmasi sifatida aralashadi.
Inson va robotning o'zaro ta'siri bir nechta texnologik panellar atrofida tashkil etilgan. Haqiqatan ham, odamlar bilan aloqada bo'lish bilan bir qatorda hamkorlik qilish qobiliyatiga ega bo'lgan robotlarni yaratish uchun tadqiqotchilar o'rganish algoritmlarini ishlab chiqish, mexanik jihatni o'rganish va materiallar ustida tadqiqotlar olib borish ustida ishlamoqda. Inson va robotning o'zaro ta'siri robotlar paydo bo'lishidan oldin ham ilmiy fantastika va akademik mish-mishlar mavzusi bo'lib kelgan. HRI (ba'zan tabiiy) insoniy muloqot haqidagi bilimga bog'liq bo'lganligi sababli, HRI ning ko'p jihatlari robototexnikadan ancha eski bo'lgan insoniy muloqot mavzularining kengaytmalari hisoblanadi.
HRIning diskret muammo sifatida kelib chiqishi 20-asr muallifi Isaak Asimov tomonidan 1941 yilda o'zining "Robot" romanida bayon etilgan. U robototexnikaning uchta qonunini aytadi:
Robot insonga zarar etkaza olmaydi yoki harakatsizlik orqali insonga zarar yetkazishi mumkin emas.
Robot odamlar tomonidan berilgan har qanday buyruqlarga bo'ysunishi kerak, agar bunday buyruqlar Birinchi Qonunga zid bo'lmasa.
Robot o'z mavjudligini himoya qilishi kerak, agar bunday himoya birinchi yoki ikkinchi qonunga zid bo'lmasa.
Robototexnikaning ushbu uchta qonuni xavfsiz o'zaro ta'sir qilish g'oyasini belgilaydi. Inson va robot qanchalik yaqin bo'lsa, munosabatlar qanchalik murakkab bo'lsa, inson jarohati xavfi ortadi. Hozirgi vaqtda rivojlangan mamlakatlarda robotlardan foydalanadigan ishlab chiqaruvchilar bu muammoni odamlar va robotlarning istalgan vaqtda ish joyini birgalikda ishlatishiga yo'l qo'ymaslik orqali hal qilishadi. Bunga lidar datchiklari yoki jismoniy qafaslar yordamida xavfsiz zonalarni belgilash orqali erishiladi. Shunday qilib, robot ishlayotgan vaqtda uning ish joyida odamning bo'lishi butunlay taqiqlanadi.
Sun'iy intellekt sohasidagi yutuqlar tufayli avtonom robotlar oxir-oqibat murakkab, noma'lum muhitda harakatlarini rejalashtirib, faolroq xatti-harakatlarga ega bo'lishi mumkin. Ushbu yangi xususiyatlar xavfsizlikni asosiy tashvish va samaradorlikni ikkinchi darajali deb biladi. Ushbu yangi avlod robotlarini ishga tushirish uchun odamlarni aniqlash, harakatni rejalashtirish, sahnani qayta qurish, vazifalarni rejalashtirish orqali aqlli xatti-harakatlar va kuchlarni boshqarish (impedans yoki bardoshlik nazorati sxemalari) yordamida mos xatti-harakatlar bo'yicha tadqiqotlar olib borilmoqda.
HRI tadqiqotining maqsadi odamlar va robotlar o'rtasida yanada tabiiy va samarali o'zaro ta'sir o'tkazishga imkon beradigan robot dizayni va algoritmik rivojlanishiga rahbarlik qilish uchun robotlarning o'zaro ta'siriga oid odamlarning kutish modellarini aniqlashdir. Tadqiqotlar odamlarning masofaviy, masofadan boshqariladigan, uchuvchisiz transport vositalari bilan qanday ishlashidan tortib antropomorfik robotlar bilan hamkorlikda ishlashgacha.
HRI sohasidagi ko'pchilik odamlar qanday hamkorlik qilishini va o'zaro ta'sir qilishini o'rganadi va robotlarning odamlar bilan qanday munosabatda bo'lishini rag'batlantirish uchun ushbu tadqiqotdan foydalanadi.
Do'stona inson robotlarining maqsadi Robotlar jismoniy dunyoni idrok etish va harakat qilish qobiliyatiga ega bo'lgan sun'iy agentlar bo'lib, ular tadqiqotchilar tomonidan ko'pincha ish joylari deb ataladi. Ulardan foydalanish fabrikalarda umumlashtirilgan, ammo hozirgi kunda ular qidiruv va qutqaruv, harbiy janglar, minalar va bombalarni aniqlash, ilmiy tadqiqotlar, huquqni muhofaza qilish, ko'ngilochar va kasalxonada parvarish qilish kabi muhim sohalarda eng ilg'or texnologik jamiyatlarda topiladi. Ushbu yangi dastur sohalari foydalanuvchi bilan yaqinroq o'zaro aloqani nazarda tutadi. Yaqinlik kontseptsiyasi to'liq qabul qilinishi kerak, robotlar va odamlar ish maydonini baham ko'rishadi, lekin maqsadlarga erishish nuqtai nazaridan maqsadlarni baham ko'rishlari kerak. Ushbu yaqin o'zaro ta'sir, bir tomondan, robotlarning foydaliligini yaxshilash ustida ishlayotgan robot-olimlar uchun yangi nazariy modellarni talab qilsa, boshqa tomondan, ushbu yangi "do'st" ning zamonaviy jamiyatimiz uchun xavf va foydalarini baholashni talab qiladi. AIning rivojlanishi bilan tadqiqot eng xavfsiz jismoniy o'zaro ta'sirga olib boradigan yo'lning bir qismiga, shuningdek, madaniy mezonlarga qarab ijtimoiy jihatdan to'g'ri o'zaro ta'sirga qaratilgan. Maqsad - nutq, imo-ishoralar va yuz ifodalari orqali robot bilan intuitiv va oson aloqa o'rnatish. Dautenhahn inson va robotning do'stona o'zaro ta'sirini "Robotiquet" deb ataydi va uni "odamlar uchun qulay va maqbul bo'lgan robotlarning xatti-harakati uchun ijtimoiy qoidalar ("robotexnika")" deb ta'riflaydi. Robot bizning xohish va buyruqlarni ifodalash uslubimizga moslashishi kerak, aksincha emas. Ammo uylar kabi kundalik sharoitlar fabrikalarda yoki hatto harbiy muhitda nazarda tutilganidan ancha murakkab ijtimoiy qoidalarga ega. Shunday qilib, robot o'z muhitining dinamik modellarini yaratish qobiliyatini idrok etishi va tushunishi kerak. U ob'ektlarni tasniflashi, odamlarni, shuningdek ularning his-tuyg'ularini tanib olishi va topishi kerak. Dinamik kuchlarga bo'lgan ehtiyoj robototexnikaning barcha kichik sohalarini kuchaytirmoqda. Bundan tashqari, ijtimoiy signallarni tushunish va idrok etish orqali robotlar odamlar bilan hamkorlik stsenariylarini yaratishi mumkin. Masalan, ish stoli 3D printerlari, lazerli kesgichlar va boshqalar kabi shaxsiy ishlab chiqarish mashinalarining tez o'sishi bilan uylarimizga robotlar birgalikda boshqarishi, muvofiqlashtirishi va vazifalarni hal qilishi mumkin bo'lgan stsenariylar paydo bo'lishi mumkin. Sanoat robotlari allaqachon sanoat yig'ish liniyalariga kiritilgan va odamlar bilan hamkorlikda ishlaydi. Bunday robotlarning ijtimoiy ta'siri o'rganildi va ishchilar hali ham robotlashtirilgan va ijtimoiy mavjudotlar bo'lib, tushunish va birgalikda ishlash uchun ijtimoiy belgilarga tayanishlari ko'rsatilgan. HRI tadqiqotining boshqa oxirida, odamlar va robotlar o'rtasidagi "munosabatlar" ni kognitiv modellashtirish psixologlar va robot tadqiqotchilarga foyda keltiradi, ular ko'pincha har ikki tomonning foydalanuvchilari manfaatlarini o'rganadilar. Ushbu tadqiqot o'z vazifasi sifatida insoniyat jamiyatining bir qismini belgilaydi. Bunday sun'iy agentlar/tizimlarni ishlab chiqishda inson va robotning samarali o'zaro ta'siri uchun ko'plab muloqot qobiliyatlari va tegishli funktsiyalarni amalga oshirish kerak.
O'zaro munosabatlarni soddalashtirish insoniylashtirish nafaqat tashqi ko'rinish, balki imo-ishoralar ham muhim rol o'ynaydi. Qanchalik gumanoid robotga o'xshasa, odam o'z kompaniyasini qabul qilishi shunchalik oson bo'ladi.
Robotning inson tomonidan qabul qilinishini osonlashtirish va tabiiy va xavfsiz o'zaro ta'sirni ta'minlash uchun robot joriy etilgandan beri hech narsa tasodifan qolmaydi. Shunday qilib, Robopec tomonidan "teri" sifatida tanlagan moslashuvchan material uning robotini ifodali qilishga yordam beradi: "Reeti bizga hissiyotlar paneli orqali inson va robot o'zaro ta'sirini qo'shish imkonini beradi. Reetining terisi elastik va deformatsiyaga uchragan, shuning uchun u ma'lum his-tuyg'ularni taqlid qilishi mumkin, - deb tushuntiradi Robopec asoschisi Kristof Russet. Yuzni ifodalashdan tashqari, yumshoq va aqlli materiallar ham sezgir teginishni ta'minlaydi.
Bundan tashqari, robotda inson sensorimotor robotlarini ko'paytirish robototexnika uchun muhim vazifa bo'lib qolmoqda. Bu bo'shliq sun'iy intellekt va sezgir intellekt deb ataladi:
AIST (Tsukuba Milliy ilg'or sanoat fanlari va texnologiyalari instituti) CNRS bilan hamkorlikda 10 yildan beri odamlar va robotlar o'rtasidagi aloqani rivojlantirish ustida ishlamoqda, shu jumladan, mutlaqo avtonom, talablarni tushunadigan va unga bo'ysunadigan robot yaratishga harakat qilmoqda. odam. Buni amalga oshirish uchun olimlar tri-sensorli idrok etish uchun maqsadli yondashuvni tanlashmoqda. Italiya texnologiya instituti tadqiqotchilari uchta sezgi (ko‘rish, eshitish, teginish)ga ega bo‘lgan ochiq kodli kichik robot iCub orqali teginish hissini yaxshilash ustida ishlamoqda. iCub - bu atrof-muhit va odamlar bilan o'zaro aloqada bo'ladigan gumanoid robot. U sensorli datchiklar bilan qoplangan, u har xil narsalarni tanib, ularni maydalamasdan ushlab, nomini saqlab qolishi mumkin.
Akka Technologies kompaniyasi muhandislari Link and Go robotiga o‘rnatilgan sun’iy intellekt qatlamini kiritdilar: “Avtomobil yo‘lovchini taniy oladi va vaqt va kontekstga qarab marshrutlarni taklif qiladi. Robot ta'minot kuchiga aylanadi. aql darajasidan qat'i nazar, odam har doim qo'lni ko'tara olishi kerak, xususan, xizmatga bag'ishlangan qo'shma robotlarda. Ile-de-Frans Integratsiyalashgan Robototexnika Markazi (CRIIF) direktori Rodolf Xasselvander hayotimizni nazorat qila oladigan robot haqidagi fantastikadan uzoqda bizni haqiqatga qaytaradi: “Biz avtonom robotlarga ega bo'la olmaymiz. Maqsad robotni masofadan boshqarishdir.
Texnologik muammolar
- Aqlli materiallar: teginish hissini yaxshilash.
- Sensorli sensorlar: atrof-muhitni yaxshiroq qabul qilish.
- Hisoblash kuchi: real vaqtda traektoriyalarni aniqlash.
- Sun'iy intellekt: atrof-muhitni tanib olishni va yangi vazifalarni bajarishni o'rganing.
Mexanika: robotning harakatlari inson uchun tabiiy bo'lishi uchun. Umumiy HRI tadqiqotlari HRI tadqiqotlari HRI tabiatiga xos bo'lgan ba'zilari keng tarqalgan sohalarni qamrab oladi. Insonni idrok etish usullari Ko'pgina usullar atrof-muhitni ko'rish orqali 3D modelni yaratishga qaratilgan. Propriosepsiya sensorlari robotga ma'lumotni o'z holatida qabul qilish imkonini beradi. Ushbu ma'lumot havola bilan bog'liq.
Atrofdagi odamlarni idrok etish usullari sensor ma'lumotlariga asoslanadi. Microsoft tomonidan boshqariladigan sensorli komponentlar va dasturiy ta'minot bo'yicha tadqiqotlar inson kinematikasini olish uchun foydali natijalar beradi. Qadimgi texnikaning misoli rang ma'lumotlaridan foydalanishdir, masalan, ochiq teriga ega odamlar uchun qo'llar kiyimdan engilroq. Ikkala holatda ham, apriori modellashtirilgan odam sensor ma'lumotlariga bog'lanishi mumkin. Robot quradi yoki (robotning avtonomiya darajasiga qarab) odamlarning joylashuvi tayinlangan atrof-muhitning uch o'lchovli tasvirini yaratadi.
Nutqni aniqlash tizimi inson istaklari yoki buyruqlarini izohlash uchun ishlatiladi. Propriosepsiya, sensor va nutq yordamida olingan ma'lumotlarni birlashtirib, odamning holati va holati (tik turgan, o'tirgan).
Harakatni rejalashtirish usullari Dinamik muhitda harakatni rejalashtirish hozirda faqat 3-10 daraja erkinlikdagi robotlar uchun erishiladigan vazifadir. Insonsimon robotlar yoki hatto 40 darajagacha erkinlikka ega bo'lgan ikkita qurolli robotlar bugungi texnologiya bilan dinamik muhitlarga mos kelmaydi. Biroq, past o'lchamli robotlar odamlarning to'qnashuvidan qochadigan traektoriyalarni hisoblash uchun potentsial maydon usulidan foydalanishi mumkin.
Kognitiv modellar va aql nazariyasi Odamlarda salbiy ijtimoiy va hissiy reaktsiyalar namoyon bo'ladi, shuningdek, odamlarga yaqin, ammo nomukammal tarzda o'xshash ba'zi robotlarga bo'lgan ishonch kamayadi; bu hodisa "cheksiz vodiy" deb nomlangan. Biroq, telepresensiya robotlari bo'yicha so'nggi tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, inson tanasining holati va ifodali imo-ishoralariga taqlid qilish robotlarni jozibador qilgan va masofadan sozlash bilan shug'ullangan. Bundan tashqari, android yoki insonsimon robot-robot bilan sinovdan o'tkazilganda an'anaviy monitor video havolasiga qaraganda, inson operatorining mavjudligi kuchliroq sezildi.
Robotlarga oid foydalanuvchi idroki va his-tuyg'ulari bo'yicha o'sib borayotgan tadqiqotlarga qaramay, biz hali ham to'liq tushunishdan yiroqmiz. Faqat qo'shimcha tajribalar aniqroq modelni aniqlaydi.
O'tgan tadqiqotlarga asoslanib, bizda robotlar atrofidagi foydalanuvchilarning hissiyotlari va xatti-harakatlariga oid ba'zi belgilar mavjud:
Dastlabki o'zaro ta'sirlar paytida odamlar ko'proq noaniq, kamroq ijtimoiy mavjudligini kutishadi va robotlar bilan muloqot qilish haqida o'ylashda kamroq ijobiy his-tuyg'ularga ega. Ushbu xulosa inson va inson o'rtasidagi o'zaro ta'sir stsenariysi deb ataladi. Aniqlanishicha, robot proaktiv xatti-harakatni amalga oshirib, “xavfsiz masofa”ni saqlamaganda (foydalanuvchining bo‘sh joyiga kirib borish orqali) foydalanuvchi ba’zida qo‘rquvni bildiradi. Bu qo'rquv javobi shaxsga bog'liq. Robotning ahamiyati past bo'lsa, ko'pincha salbiy his-tuyg'ular paydo bo'lishi ham isbotlangan. Robot foydasiz deb qabul qilinadi va uning mavjudligi bezovta bo'ladi. Odamlar dasturiy ta'minotda amalga oshirilmagan robot shaxsiyat xususiyatlariga ega ekanligi ham ko'rsatildi.
Inson va robotlarni muvofiqlashtirish texnikasi Inson va robotning o'zaro ta'siri sohasidagi ishlarning aksariyati odamlar va robotlarning qanday qilib yaxshiroq hamkorlik qilishi mumkinligiga qaragan. Birgalikda ishlashda odamlar uchun asosiy ijtimoiy qo'llanma - bu faoliyatni umumiy idrok etish, shu maqsadda tadqiqotchilar robotlarni turli usullar bilan faol boshqarishni o'rganishdi, jumladan: ko'zni kuzatish orqali inson sheriklarining xatti-harakatlarini nazorat qilish, niyat haqida xulosalar. inson vazifasi va robotning faol harakatlari. Tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, proaktiv nazorat foydalanuvchilarga faqat reaktiv nazoratdan ko'ra tezroq vazifalarni bajarishga yordam beradi.
Robotlarda ijtimoiy signallarni dasturlashning umumiy yondashuvi birinchi navbatda inson va inson xatti-harakatlarini o'rganish va keyin o'rganishni uzatishdir. Misol uchun, inson robotlari bilan hamkorlikdagi muvofiqlashtirish mexanizmlari idrok va harakatni izolyatsiyada emas, balki ijtimoiy kontekstda o'rganish orqali inson-inson konfiguratsiyasida sinergiyani qanday ta'minlashni o'rgangan nevrologiyadagi ishlarga asoslanadi. Ushbu tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, topshiriq haqida umumiy tasavvurni saqlash guruhlardagi vazifalarni bajarish uchun juda muhimdir. Misol uchun, mualliflar birgalikda haydash vazifasini ko'rib chiqdilar, tezlashtirish va tormozlash vazifalarini ajratish, ya'ni. bir kishi tezlashtirish uchun, ikkinchisi esa tormozlash uchun javobgardir; Tadqiqot shuni ko'rsatdiki, er-xotinlar individual odamlar bilan bir xil ishlash darajasiga erishgan, faqat bir-birlarining muddatlari haqida fikr-mulohazalarini olganlarida. Xuddi shunday, tadqiqotchilar odamdan odamga o'tkazish jihatini ichki stsenariylar bilan o'rganib chiqdilar, masalan, stol plitalarining o'tishi, inson robotlarini o'tkazishda ularni moslashuvchan boshqarish imkonini beradi. Yaqinda tadqiqotchilar muvofiqlashtirishni yaxshilash uchun birgalikda joylashgan ishchilar o'rtasida montaj ishlarini avtomatik ravishda taqsimlovchi tizimni o'rganishdi.
Ilovaga yo'naltirilgan HRI tadqiqotlari umumiy HRI tadqiqotlariga qo'shimcha ravishda, tadqiqotchilar hozirda inson va robot o'zaro ta'siri tizimlarini qo'llashni o'rganmoqdalar. Ilovaga asoslangan tadqiqotlar zamonaviy robototexnika texnologiyalarini bugungi jamiyat muammolariga qarshi turishga yordam berish uchun foydalanilmoqda. Inson va robotlarning o'zaro ta'siri hali ham juda yosh qiziqish sohasi bo'lsa-da, ko'plab sohalar faol rivojlanmoqda va o'rganilmoqda.
HRI/OS tadqiqoti Inson robotlarining oʻzaro taʼsiri operatsion tizimi (HRI/OS) "inson-robot buyruqlarini yaratish uchun tuzilgan dasturiy taʼminot infratuzilmasini taʼminlaydi, turli foydalanuvchi interfeyslarini qoʻllab-quvvatlaydi, odamlar va robotlarga maqsadli muloqot qilish imkonini beradi va robot integratsiyasini osonlashtiradi. kengaytiriladigan API." Qidiruv va qutqaruv birinchi javob xodimlari qidiruv va qutqaruv (SAR) sozlamalarida katta xavflarga duch kelishadi, ular odatda odamlarning sayohati uchun xavfli bo'lgan muhitlarni o'z ichiga oladi. Bundan tashqari, texnologiya inson idrokining aniqligini sezilarli darajada tezlashtiradigan va yaxshilaydigan kuzatuv vositalarini taklif etadi. Ushbu muammolarni hal qilish uchun robotlardan foydalanish mumkin. Ushbu sohadagi tadqiqotlar aniqlash, harakatchanlik, navigatsiya, rejalashtirish, integratsiya va teleko'rsatuv masalalarini hal qilishga qaratilgan sa'y-harakatlarni o'z ichiga oladi.
https://www.hisour.com/ru/human-robot-interaction-42941/