Робототехника. Будущее — сегодня

Роботы – история рождения слова
Известный чешский писатель Карел Чапек (на фото) написал несколько работ в научно-фантастическом стиле. С точки зрения робототехники наиболее важной из его работ, безусловно, является пьеса Rossum’s Universal Robots, или сокращенно R.U.R., опубликованная в 1921 году. Прежде всего, именно с этой пьесой связано появление слова «робот». Кроме того, в ней рассматриваются проблемы этического характера, которые могут возникнуть при создании искусственного интеллекта.
История появления слова «роботы» такова. У Карела Чапека возникла идея – написать пьесу об искусственных человекоподобных существах, которые создаются для того, чтобы работать на людей, и о проблемах, которые могут возникнуть в такой ситуации. Однако в процессе работы писатель никак не мог подобрать подходящее название для этих существ.
Поэтому он обратился к своему брату Йозефу Чапеку, художнику и хорошему советчику. Йозеф и предложил назвать эти искусственные существа роботами. Это слово происходит от чешского слова «Робота» и означает подневольный труд, трудолюбие. Если бы Йозеф не предложил это слово, мы, вероятно, называли бы их теперь не роботами, а «лабори». Именно такой первоначальный вариант был у Карела Чапека для будущих, наделенных элементами разума, помощников людей.
В контексте истории робототехники основное значение пьесы R.U.R. заключается, вероятно, в появлении самого термина. Впрочем, важно не только это. Хотя роботы чешского писателя довольно существенно отличаются от современных, Чапек в своей пьесе анализирует серьезные проблемы, которые появились или могут в один прекрасный день стать актуальными в процессе развития робототехники.

Как приходят в робототехнику
Павел Шаханин, директор образовательного лагеря «Юниум»: «Начиналось все просто — из Казани знакомый привез первого робота. Тогда это было еще не так распространено. Мы начали собирать программу с нуля. По сути, играли сами и пытались разобраться. Любой робот прекрасен с трех точек зрения:
1. Это хорошее подспорье для проектно-ориентированного обучения, поскольку можно сформулировать проекты широкого спектра: от проектирования битвы-состязания роботов и их программ до съемки артхаусного фильма с роботом в роли главного персонажа.
2. Это связка между миром абстрактных знаний (программирование, математика, физика и так далее) и реальным физическим миром. В момент старта первой программы и первого движения манипулятором только совсем уж черствый не захочет закричать: «Он живой!»
3. Это отличный тренажер логики с мгновенной обратной связью. Ты начинаешь быть внимательным к деталям. Главный вопрос на первом этапе — почему не работает? На втором этапе — почему это работает так? А потом чистое творчество: любопытно, а что если…»

Механика — наука о приложении сил, любых, в самом широком смысле. Робототехника — мизерная часть механики, изучающая лишь те правила и приемы, которые касаются данной темы. Это как зоология и мирмекология. Зоология изу­чает всех животных, а мирмекология — только муравьев.

Зачем нужна робототехника в школьном возрасте
Робототехника — понятие достаточно обширное. Она может быть использована для образования абсолютно по-разному. Это синтетическая дисциплина, которая объединяет механику, программирование, физику, математику.

Многие находят для себя любимое направление и совершенствуются в нем — кто-то больше любит писать алгоритмы, кто-то конструирует, одним нравится выступать на соревнованиях, другие любят делать проекты. Например, классы робототехники, которые уже становятся распространенным явлением в школах, развивают творческое и системное мышление, концентрацию. Программа робототехники подбирается в соответствии с возрастом.
Дети в процессе таких занятий получают опыт работы с приборами с обратной связью, учатся основам программирования, понимают причинно-следственные связи разных процессов, у них развивается способность анализировать ситуации, распознавая причины успеха и неудач, что необходимо в современном мире информационных технологий.
При этом очень важно, чтобы занятия по любым инновационным направлениям были построены таким образом, чтобы развивать у детей желание и способность трудиться, а не создавать ощущение, что «новые технологии все сделают за нас».

Такая сложная терминология
Давайте разберемся, чем робот похож и чем отличается от автомата. Похож: и тот и другой делают работу автоматически, то есть без участия человека. Именно это и приводит к постоянной путанице в понятиях. Как только где-то появляется такое чудо, которое делает человеческую работу без участия человека, так сразу объявляют это чудо роботом, хотя на самом деле это просто автомат. А вот дальше уже начинаются различия. Первое различие с автоматом: робот предназначен для осуществления разного рода механических операций. Тут оба слова — и «разного» и «механических» — важны. Слово «разного» важнее, но и робот-юрист роботом в этом определении считаться не может, так как делает не механическую работу. Возможно определение придется и расширить — жизнь покажет. Но вот слово «разного» останется навсегда. Второе различие с автоматом — это работа по заранее заложенной программе. Как эта программа будет заложена, то ли это будет скачана инфа с флешки, то ли это будет обучение нейронной сети — не суть важно. Важно, что для смены выпускаемой продукции робота не надо полностью демонтировать, ну, может быть, слегка оснастку поменять. Все как у человека.

Востребована ли робототехника в вузах?
Валерий Гаврилюк, выпускник университета ИТМО, Санкт-Петербург, возглавляет компанию, которая конкурирует с ведущими мировыми производителями. Продукцию его компании полностью собирают роботы. Человек там присутствует только для того, чтобы наблюдать, как роботы выполняют технологическую цепочку, чтобы не было сбоев и сохранялся нормальный режим работы. Он говорит: «Роботы нужны для того, чтобы решать сложные технические задачи, которые человек выполнять по каким-то причинам не может: поднять тяжесть, пролезть куда-то. И это очень интересные игрушки. В моем детстве, например, «гремели» японские мультфильмы про трансформеров. Правда, нынешние студенты знакомы с ними скорее по фильмам.
Кстати, один из самых известных роботов BigDog — это продукт военного бюджета США. В него было вложено около 27 млрд долларов и 20 — 30 лет непрерывной работы. Неприятный сюрприз в том, что он работает на двигателе внутреннего сгорания. Это очень шумная штука, то есть если она предназначалась для того, чтобы незаметно переносить какие-то грузы, она для этого явно не подходит. Хотя с точки зрения науки это потрясающая вещь, ее делали специалисты высшего уровня.

BigDog

Наш профессор Илья Васильевич Мирошник в качестве девиза для робототехники пропагандировал цитату из Кэрролла: чтобы оставаться на месте, нужно бежать со всех ног, а чтобы куда-то попасть, надо бежать как минимум вдвое быстрее. Нужно много работать, и тогда будет результат.
Робот — это просто груда железа и проводов, и чтобы он выполнял фокусы, надо прикладывать массу усилий. Нерешенные задачи, как правило, ориентированы на технологический процесс. Огромные проблемы появляются, как только робот оказывается в экстремальных условиях — под водой, в космосе.
Если дело касается прикладной области, возникает масса сложностей, связанных с запаздыванием, техническим зрением, возмущающими воздействиями, неопределенностью, невозможностью куда-то проникнуть, измерить, передать данные. Нельзя сказать, что люди, которые придут в робототехнику завтра, не смогут найти чем заняться, — задач масса. Но в первую очередь им нужно будет освоить серьезный багаж знаний: геометрию, дифференциальную алгебру, массу разных аспектов естественных наук, специализированную литературу и справочники. Но это стоит того — образование в сфере робототехники открывает невероятные возможности и при этом не ориентирует на какое-то определенное место работы.
Вы станете специалистом широкого профиля. Если вы владеете материалом и знаете, как управлять многозвенными динамическими системами, то вы сможете работать с роботами-манипуляторами на гражданке и в армии. Это еще и надводные суда, подводные аппараты, ледоколы и так далее, технология синтеза законов управления везде практически одинакова».
По информации из открытых источников.