ASIMO, двуногий робот-гуманоид, разработанный компанией Honda Motor Co.

Британская викторина

Гаджеты и технологии: факт или вымысел?

Виртуальная реальность используется только в игрушках? Использовались ли когда-нибудь роботы в бою? В этой викторине вы узнаете о гаджетах и ​​технологиях — от компьютерных клавиатур до флэш-памяти.

Концепция искусственных людей возникла еще до письменной истории ( см. Автомат ), но современный термин робот происходит от чешского слова robota («принудительный труд» или «крепостной»), использованного в пьесе Карела Чапека « R.U.R.». (1920). Роботы в пьесе были изготовлены людьми, бездушно эксплуатировавшимися владельцами фабрик, пока не восстали и в конечном итоге не уничтожили человечество. Были ли они биологическими, как монстр в книге Мэри Шелли Frankenstein (1818), или механическими, не уточнялось, но механическая альтернатива вдохновляла поколения изобретателей на создание электрических гуманоидов.

Слово робототехника впервые появилось в научно-фантастическом рассказе Айзека Азимова « Runaround » (1942). Наряду с более поздними рассказами Азимова о роботах, он установил новый стандарт достоверности в отношении вероятных трудностей разработки интеллектуальных роботов и технических и социальных проблем, которые могут возникнуть. Обход также содержал знаменитые «Три закона робототехники» Азимова:

• 1. Робот не может причинить вред человеку или своим бездействием позволить человеку причинить вред.

• 2. Робот должен подчиняться приказам людей, за исключением случаев, когда такие приказы противоречат Первому закону.

• 3. Робот должен защищать свое существование до тех пор, пока такая защита не противоречит Первому или Второму закону.

В статье прослеживается развитие роботов и робототехники. Для получения дополнительной информации о промышленных приложениях см. в статье «Автоматизация».

Хотя по форме и не гуманоид, для промышленности были разработаны машины с гибким поведением и некоторыми человеческими физическими характеристиками. Первым стационарным промышленным роботом был программируемый Unimate, гидравлический тяжеловесный манипулятор с электронным управлением, который мог повторять произвольные последовательности движений. Он был изобретен в 1954 году американским инженером Джорджем Деволом и разработан компанией Unimation Inc., основанной в 1956 году американским инженером Джозефом Энгельбергером.В 1959 году прототип Unimate был представлен на литейном заводе General Motors Corporation в Трентоне, штат Нью-Джерси. В 1961 году Condec Corp. (после покупки Unimation в предыдущем году) поставила на завод GM первого в мире производственного робота; у него была неприятная задача (для людей) извлекать и складывать горячие металлические детали из машины для литья под давлением. Оружие Unimate по-прежнему разрабатывается и продается лицензиатами по всему миру, при этом автомобильная промышленность остается крупнейшим покупателем.

Более совершенные электрические руки с компьютерным управлением, управляемые датчиками, были разработаны в конце 1960-х и 1970-х годах в Массачусетском технологическом институте (MIT) и в Стэнфордском университете, где они использовались с камерами в роботизированных исследованиях рук и глаз. Виктор Шейнман из Стэнфорда, работавший с Unimation для GM, разработал первый такой рычаг, используемый в промышленности. Названные PUMA (Программируемая универсальная машина для сборки), они используются с 1978 года для сборки таких автомобильных компонентов, как приборные панели и фары.PUMA широко подражали, и ее потомки, большие и малые, до сих пор используются для легкой сборки в электронике и других отраслях промышленности. С 1990-х годов стрелковое электрическое оружие стало важным в лабораториях молекулярной биологии, точно обрабатывая массивы пробирок и пипетируя сложные последовательности реагентов.

Мобильные промышленные роботы также впервые появились в 1954 году. В том же году электрическая тележка без водителя, произведенная Barrett Electronics Corporation, начала возить грузы по продуктовому складу в Южной Каролине.Такие машины, получившие название AGV (Автомобили с автоматическим управлением), обычно перемещаются по сигнальным проводам, закрепленным в бетонных полах. В 1980-х годах AGV приобрели микропроцессорные контроллеры, которые позволяли выполнять более сложные действия, чем те, которые обеспечивались простым электронным управлением. В 1990-х годах новый метод навигации стал популярным для использования на складах: AGV, оснащенные сканирующим лазером, определяют свое местоположение путем измерения отражений от фиксированных светоотражателей (по крайней мере, три из которых должны быть видны из любого места).

Хотя промышленные роботы впервые появились в Соединенных Штатах, бизнес там не процветал. Unimation была приобретена Westinghouse Electric Corporation в 1983 году и закрыта несколько лет спустя. Cincinnati Milacron, Inc., другой крупный американский производитель гидравлического оружия, в 1990 году продала свое подразделение робототехники шведской фирме Asea Brown Boveri Ltd. Adept Technology, Inc., выделившейся из Стэнфорда и Unimation для производства электрического оружия, является единственная оставшаяся американская фирма. Иностранные лицензиаты Unimation, особенно в Японии и Швеции, продолжают работать, а в 1980-х годах другие компании в Японии и Европе начали активно выходить на рынок.Перспектива старения населения и связанная с этим нехватка рабочих побудила японских производителей экспериментировать с передовой автоматизацией еще до того, как она дала явную отдачу, открыв рынок для производителей роботов. К концу 1980-х Япония, возглавляемая робототехническими подразделениями Fanuc Ltd., Matsushita Electric Industrial Company, Ltd., Mitsubishi Group и Honda Motor Company, Ltd., была мировым лидером в производстве и использовании промышленных роботов. Высокие затраты на рабочую силу в Европе также стимулировали внедрение роботов-заменителей: количество промышленных роботов в Европейском союзе впервые превысило количество установленных в Японии в 2001 году.

Отсутствие надежной функциональности ограничило рынок промышленных и сервисных роботов (созданных для работы в офисных и домашних условиях). С другой стороны, игрушечные роботы могут развлекаться, не выполняя задачи очень надежно, а механические разновидности существуют уже тысячи лет. ( См. Автомат ). В 1980-х годах появились игрушки с микропроцессорным управлением, которые могли говорить или двигаться в ответ на звуки или свет. Более продвинутые в 1990-х распознали голоса и слова.В 1999 году корпорация Sony представила собачьего робота по имени AIBO с двумя дюжинами двигателей для активации его ног, головы и хвоста, двумя микрофонами и цветной камерой, все они координируются мощным микропроцессором. Более реалистичные, чем что-либо прежде, AIBO гнались за цветными шарами и научились узнавать своих владельцев, исследовать и адаптироваться. Хотя первые AIBO стоили 2500 долларов, первые 5000 билетов были распроданы через Интернет.

Робототехника в бизнесе: все, что нужно знать человеку

Особая функция

Специальный отчет: Робототехника на предприятии (бесплатный PDF)

В этой электронной книге, основанной на последней специальной функции ZDNet / TechRepublic, рассматривается, как стремительный рост робототехники влияет на конкретные отрасли, такие как здравоохранение и логистика, и на предприятия в более широком смысле по таким вопросам, как найм и безопасность на рабочем месте.

Прочитайте больше

Один вид роботов сохранился за последние полвека: громадные однорукие Голиафы, доминирующие на промышленных сборочных линиях.

Эти промышленные роботы предназначены для решения конкретных задач — они созданы для точечной сварки, скажем, или добавления резьбы на конец трубы. В них нет ничего привлекательного, но во второй половине 20-го века они изменили промышленное производство, а вместе с ним и рабочую среду с низкой и средней квалификацией в большей части США, Азии и Европы.

Вы, наверное, слышали намного больше о роботах и ​​робототехнике за последние пару лет. Это потому, что впервые с момента дебюта в 1961 году робота GM Unimate, который считается первым промышленным роботом, эта отрасль снова преобразует мировую экономику.

Только на этот раз влияние будет шире. Гораздо шире. Это особенно верно в свете пандемии COVID-19, которая помогла продвинуть внедрение автоматизации в различных отраслях, поскольку производители, центры выполнения заказов, розничная торговля и рестораны стремятся создать надежные, гигиеничные операции, которые могут противостоять развивающимся сбоям и нормам.

Роботы все больше и больше появляются в офисах, больницах и школах — явно непромышленных средах — а также на складах, в центрах выполнения заказов и небольших производственных центрах. Все больше и больше они появляются на наших дорогах и летают над нашими головами.

И это всего лишь несколько областей, в которых роботы быстро набирают обороты, выполняя работу более эффективно, надежно, с меньшими перерывами в работе и за меньшие деньги, чем это было возможно ранее.

Это взволновало многих людей — и многих других обеспокоило.Ошеломляющие темпы развития отрасли вызывают множество вопросов.

Это руководство, написанное для предприятий, ответит на важные вопросы. И это даст вам контекст, чтобы принять решение о других. Это также даст вам представление об отрасли, которая к 2025 году достигнет 210 миллиардов долларов (среднегодовой темп роста 26%), значение которой для коммерции и повседневной жизни в ближайшие десятилетия невозможно переоценить.

Гики-робототехники обсуждают это за пивом.Никто не побеждает. Это потому, что любое определение обязательно должно быть произвольно жестким или слишком общим.

Ваша стиральная машина — робот? Является ли современный высококлассный автомобиль, который выполняет тысячи процессов без ведома водителя? На самом деле, это немного похоже на определение судьи Поттер Стюарт порнографии: Вы знаете, робот, когда вы видите одно.

Нужно лучшее определение?

Робот — это программируемая машина, которая физически взаимодействует с окружающим миром и способна автономно или полуавтономно выполнять сложную серию действий.

Есть четыре причины:

• Падение цен на датчики
• Разработка с открытым исходным кодом
• Быстрое прототипирование
• Конвергенция разнородных технологий

Датчики

Спрос на мобильные вычисления стал благом для развития робототехники, ведущей к падению цен, быстрому развитию и миниатюризации сенсорной техники. Раньше акселерометры стоили сотни долларов каждый.Теперь каждый смартфон может измерять ускорение, а также снимать потрясающее видео, фиксировать географическое положение и предлагать рекомендации, взаимодействовать с другими устройствами и передавать данные в нескольких диапазонах спектра — функциональные роботы должны эффективно маневрировать в нашем мире.

Другой фактор — повсеместное распространение устройств Интернета вещей. К 2025 году будет 100 миллиардов устройств, подключенных к Интернету вещей, с доходом в 10 триллионов долларов. Впервые датчики, которые собирают и отправляют данные, связанные с давлением, крутящим моментом и положением, стоят очень дешево, что привело к буму развития робототехники.

Точно так же цены на лидарные и инфракрасные датчики, ранее являвшиеся самым дорогим измерительным оборудованием для самонаводящихся роботов, упали на 90%, во многом благодаря агрессивному развитию беспилотных автомобилей компанией Google Waymo и другими. А 3D-камеры, которые раньше были недоступны для всех, кроме самых щедро финансируемых команд НИОКР и голливудских титанов, теперь доступны в готовом виде благодаря умной работе с алгоритмами.

Разработка с открытым кодом

В 2009 году доклад, представленный на Международной конференции IEEE по робототехнике и автоматизации (ICRA), представил миру роботизированную операционную систему (ROS).ROS — первая стандартная ОС для разработки робототехники. Он также является бесплатным, открытым исходным кодом и по своей сути гибким, освобождая разработчиков робототехники от трудоемкой задачи разработки ОС с нуля.

В сфере персональных компьютеров много пользователей с открытым исходным кодом, но поскольку проприетарные операционные среды, такие как Windows, первыми достигли масштабируемости, варианты с открытым исходным кодом всегда были альтернативой чему-то еще. Иначе обстоит дело с робототехникой, где открытый исходный код сейчас является нормой, что привело к шквалу массовых разработок.

Open Robotics, под чьим руководством ROS находится, также представила симулятор робототехники под названием Gazebo, который позволяет инженерам тестировать роботов в виртуальной реальности, не рискуя оборудованием.

Насколько эффективны ROS и Gazebo? Из 23 команд, участвующих в хваленом DARPA Robotics Challenge, 18 использовали роботов, работающих на ROS, а 14 использовали Gazebo для тестирования своих гуманоидных конкурентов в виртуальных средах.

Доказательство — вложения. В 2015 году более 150 миллионов долларов венчурного финансирования пошли компаниям, разрабатывающим роботов, работающих на ROS.

Быстрое прототипирование

Хотя мы все еще ждем, чтобы увидеть, изменят ли 3D-принтеры коренным образом способ (и где) производства потребительских товаров, влияние аддитивного производства на развитие робототехники было огромным. «3D-печать позволяет создателю перейти от умопомрачительной концепции к прочному продукту за считанные часы (или дни)», — сообщает Robotics Tomorrow, отслеживающая отрасль.

Принтеры в производственных помещениях и на инженерных факультетах университетов, некоторые из которых позволяют печатать на нескольких материалах и металлах, значительно снизили барьер для входа в развитие робототехники.Нужны доказательства? Просто проверьте количество проектов робототехники, которые сейчас находятся на Kickstarter.

Когда инженеры могут создавать прототипы компонентов на своем рабочем месте, следуют инновации.

Технологическая конвергенция

В то время, как цены на сенсоры резко упали, огромный успех мобильных вычислений стимулировал прогресс в области распознавания голоса и объектов, которые находят четкое применение в робототехнике. Игровые 3D-датчики помогают роботам ориентироваться в беспорядке неструктурированного человеческого мира.И такие компании, как Google, Amazon и Apple, усердно работали, выводя ограниченные платформы искусственного интеллекта онлайн и в дома.

Все это сопровождалось предсказуемым ежегодным увеличением вычислительной мощности, а также появлением облачных технологий и технологий Интернета вещей. Сложите все это вместе, и вы увидите, что многие технологии, которых так ждали робототехники, созрели всего за последние несколько лет.

COVID-19

Невозможно говорить о будущем автоматизации, не говоря о COVID-19 и связанных с этим массовых остановках и увольнениях.

Если семена робототехнической революции прорастали уже более десяти лет, возвращаясь к исследовательской лаборатории Willow Garage и новаторским исследованиям робототехники, которые начали выходить из конкурсов DARPA в начале 2000-х, COVID-19 может оказаться ускоритель.

В отрасли принято считать, что роботы предназначены не для замены рабочих, а для облегчения работы талантливых профессионалов. Специалисты по маркетингу получают кучу денег, чтобы продать эту предпосылку, и это приятный коммерческий шаг, который, безусловно, достаточно легко проглотить в условиях нехватки рабочей силы в условиях сильной экономики, когда расползание автоматизации сложно измерить в терминах человеческих жертв.

Пандемия может это изменить. Рабочие увольняются во всех отраслях промышленности, компании закрывают цеха или затягивают ремни, и этот почтительный тон по отношению к работнику, которому автоматизация помогает, был заменен другим шагом: автоматизация может занять место там, где рабочие-люди должны оставаться дома . Никто этого не говорит, но с таким же успехом инвесторы могут быть со своими кошельками.

«Большая часть оборудования автоматизации в промышленности используется для замены ручного труда в повторяющихся и простых процессах.Однако в будущем мы считаем, что совместные роботы будут все больше участвовать в сложных производственных процессах, — говорит Феликс Янг, руководитель отдела ускоренной цифровизации, Китай, SF DHL China, клиент ForwardX и крупнейший сторонний поставщик логистических услуг в мире.

Аргумент о гибели и мраке

Этот звук, который вы слышите? Открывается большая банка червяков. Очень умные люди высказали диаметрально противоположные взгляды по этому поводу, и я советую крайняя подозрительность к любому, кто говорит об этом с необоснованной уверенностью.

Несомненно, есть некоторые предвестники плохих новостей. Недавнее исследование, проведенное Национальным бюро экономических исследований, изучило влияние увеличения использования промышленных роботов на местные рынки труда в США с 1990 по 2007 год и показало, что роботы оказали «сильное и сильное негативное влияние на занятость и заработную плату в зонах передвижения. » Согласно историческим данным, рабочие места, потерянные из-за роботов, не были должным образом заменены новыми возможностями, открытыми роботами, и технологи часто прибегают к этому аргументу.

Эти результаты не являются предсказательными, и их следует рассматривать в надлежащем контексте — нынешний бум робототехники в основном начался после 2007 года, и трудно сопоставить влияние роботов на занятость в таких несопоставимых отраслях, как производство и здравоохранение.

Но опасения настолько реальны, что сильные нападающие принимают это к сведению. Билл Гейтс высказался в поддержку налога на роботов, например, — сбора за работу роботов, который заменит подоходный налог, упущенный государством, когда робот берет на себя человеческие рабочие места.Южная Корея наиболее близко подошла к этому видению и, похоже, готова отказаться от налоговых льгот для компаний, инвестирующих в автоматизацию. Президент Южной Кореи обеспокоен тем, что более высокий уровень безработицы в эпоху роботов потребует надежной системы социального обеспечения, что является огромной проблемой, поскольку правительство будет собирать меньше налоговых поступлений для поддержки такой системы во время кризиса занятости.

В недавнем отчете Price Waterhouse Cooper говорится, что к началу 2030-х годов из-за автоматизации может быть потеряно до 38% рабочих мест в США.«Риски наиболее высоки в таких секторах, как транспортировка и хранение (56%), производство (46%), оптовая и розничная торговля (44%), но ниже в таких секторах, как здравоохранение и социальная работа (17%)».

Но такие результаты обязательно являются спекулятивными, что объясняет драматический диапазон кажущихся правдоподобными прогнозов о будущем занятости, когда машины смогут делать многое из того, что в настоящее время делают люди.

Все не так однозначно

С другой стороны, есть убедительный аргумент, что автоматизация привела к потере рабочих мест в регионах, но при этом количество рабочих мест увеличилось.Одним из сторонников этой точки зрения является торговая ассоциация A3, которая опубликовала исследование, которое показало, что в периоды отсутствия спада, начиная с 1996 года, увеличивалась как общая занятость, так и поставки роботов. «Для нас, — сказал мне Джефф Бернштейн, президент A3, — это означает, что роботы не убивали рабочие места».

Несколько лет назад Международная федерация робототехники опубликовала исследование, посвященное использованию робототехники в Китае, Японии, Бразилии и Индии. Поскольку использование роботов в этих странах ускорилось, безработица снизилась.

IDC обнаружила, что расходы на робототехнику в 2019 году составили 135,4 млрд долларов по сравнению с 71 млрд долларов двумя годами ранее. Согласно отчету, на такие услуги, как обучение, развертывание, интеграция и консалтинг, придется 32 миллиарда долларов, что составляет множество новых рабочих мест.

Даже в часто цитируемом отчете PWC не все так плохо. Роботы повышают продуктивность, а рост производительности, как правило, приносит богатство. Исторически это приводило к увеличению числа рабочих мест в сфере услуг, которые нелегко автоматизировать.

В методологии всех этих отчетов есть много дыр. И в этом суть: точный метод прогнозирования того, как технологии изменят будущее, неуловим — и это особенно верно, когда рассматриваемые технологии коренным образом изменят экономическую парадигму. На фоне этой неопределенности Рэй Курцвейл предсказывает утопию, а писатель Мартин Форд предсказывает нечто гораздо более мрачное.

В конечном итоге отчет PWC может быть самым разумным, хотя и удручающе расплывчатым выводом.Не совсем понятно, что будет дальше. Средний доход до налогообложения должен расти с увеличением производительности. Но выгоды не будут равномерно распределяться между группами дохода или образования.

Есть много категорий на выбор, но вы должны знать об этих:

• коллаборативных роботов
• роботов телеприсутствия
• автоматизации складирования и логистики
• медицинских роботов
• самоуправляемых транспортных средств

коллаборативных роботов

За последние несколько лет появилось новое поколение коллаборативных роботов.В отличие от тяжелых промышленных роботов 20-го века, эти коллаборативные боты, большинство из которых имеют одно или несколько шарнирных рычагов, гибки и легко перепрограммируются на лету. Многие модели учатся, наблюдая, как люди демонстрируют задачи.

Основная особенность, которая делает совместных роботов от таких компаний, как Universal Robots, Rethink Robotics и ABB безопасными, — это их способность избегать нежелательных столкновений и, используя высокоточные датчики крутящего момента, распознавать, когда они столкнулись с чем-то или кем-то, чего им не следовало делать » нет.Эта возможность позволяет ботам работать вне клеток безопасности и вместе с людьми, что открывает новый потенциал производительности для промышленных производителей. Роботы могут изучать сложные задачи, а затем действовать как вторая пара ловких рук, чтобы расширить возможности квалифицированных рабочих — отсюда и обозначение «сотрудничества».

Автоматизация растет в таких отраслях, как автомобилестроение и производство электроники, и быстро внедряется в склады выполнения заказов.Поскольку цены на универсальные платформы для задач падают, малые и средние производители начинают использовать роботов. Тем не менее, вероятное будущее, в котором роботы полностью заменят промышленных рабочих, находится далеко на горизонте, а тем временем, когда экономика отдает предпочтение гибридному подходу, безопасность имеет первостепенное значение.

Рынок коллаборативных роботов может достичь 3,3 миллиарда долларов к 2022 году.

Роботы телеприсутствия

Роботы телеприсутствия, которые были чем-то вроде новинки, начинают постепенно набирать обороты.Существует несколько различных типов, от простых моделей Double, которые по сути представляют собой iPad на колесах, до Ava 500 от iRobot за 30 000 долларов.

Почему это меняет правила игры?

В большинстве секторов растет сегмент контрактных рабочих и фрилансеров, которые не могут находиться в офисе полный рабочий день, и офисы видят ценность переманивания талантов в разных часовых поясах. Роботы телеприсутствия предлагают удивительно адекватную альтернативу физическому присутствию. У меня была возможность опробовать несколько моделей, и возможность перемещаться по офису действительно отличает опыт от простого звонка по Skype.

Рынок роботов телеприсутствия может достичь 8 миллиардов долларов к 2023 году.

Склад и логистика

Из всех категорий роботов, рассматриваемых здесь, автоматизация складов и логистики в настоящее время оказывает наиболее существенное влияние на глобальную торговлю.

Почему? Один ответ — Amazon. В 2012 году Amazon купила Kiva Systems, производящую системы автоматизации для складов, за 775 миллионов долларов. Amazon может предложить выполнение систем автоматизации в тот же день в своих центрах выполнения.Остальная часть мировой розничной торговли пытается наверстать упущенное.

Сегодня вам будет трудно найти розничного продавца с любыми устремлениями в области электронной коммерции, который не модернизировал бы свои операции с прицелом на автоматизацию. Покупка Kiva в 2012 году оставила огромную дыру. Kiva была ведущим поставщиком решений для складской логистики, и такие крупные компании, как Staples, Walgreens и Gap, полагались на ее технологии.

Теперь, наконец, несколько компаний, занимающихся робототехникой, выводят на рынок логистические продукты, заполняя дыру, оставшуюся после приобретения Kiva, и расширяя возможности автоматизированного склада для малых и средних предприятий розничной торговли.

Некоторые из решений можно модернизировать, например, тележки с автоматическим управлением, которые могут быстро и автономно перемещаться между упаковочными станциями. Другие — более всеобъемлющие, охватывающие мили конвейерных лент и тысячи роботизированных сборщиков и захватов.

Почему это меняет правила игры?

Это немного похоже на вопрос, почему транспортный контейнер изменил правила игры. Потому что это полностью изменило функционирование мировой торговли. Мировые продажи складских и логистических роботов достигают приличной отметки в 1 доллар.9 миллиардов в 2016 году. К 2021 году, согласно прогнозу исследовательской компании Tractica, рынок достигнет колоссальных 22,4 миллиарда долларов.

Здравоохранение

Робот помогает хирургической бригаде в Пресвитерианской больнице Нью-Йорка

В развивающейся области роботизированной хирургии доминирует Intuitive Surgical, которая создает хирургическую систему da Vinci. Сотни тысяч операций в настоящее время проводятся с помощью систем da Vinci каждый год — практически каждый пациент с простатой выбирает его, — и роботизированная хирургия быстро преодолела решающий порог внедрения.Рыночная капитализация Intuitive Surgical составляет 18,2 миллиарда долларов.

Хирургические роботы будут играть гораздо более важную роль в здравоохранении в ближайшие годы. Компания Auris Surgical, основанная соучредителем Intuitive Фредом Моллом, привлекла полмиллиарда финансовых средств, хотя у компании еще нет продукта для продажи.

Но хирургия — не единственный способ проникновения роботов в здравоохранение. Роботы-помощники, такие как модели, разработанные Альдебараном, скорее всего, скоро появятся в центрах для престарелых, особенно в странах с быстро стареющим населением, таких как Япония.

Пару лет назад Toyota представила исследовательский институт Toyota стоимостью 1 миллиард долларов, который в настоящее время разрабатывает роботов, которые могут работать в неструктурированной и частично структурированной среде, например в больницах и других медицинских учреждениях.

А такие роботы, как TUG от Aethon, уже перемещают расходные материалы по коридорам линолеума, в то время как роботизированные решения телеприсутствия помогают в обучении и помогают связывать пациентов в удаленных районах со специалистами по всему миру.

Почему это меняет правила игры?

Роботизированная хирургия менее инвазивна, более точна и, вероятно, откроет новые горизонты хирургического лечения.Auris, например, изучает неинвазивные хирургические инструменты для лечения рака легких и горла. В более широком смысле роботы могут снизить расходы на здравоохранение за счет автоматизации операционных задач, потенциально уменьшая количество ошибок.

К 2021 году рынок медицинской робототехники может составить 12,8 миллиарда долларов.

Беспилотные автомобили

Беспилотные транспортные средства сейчас являются яркой технологией в робототехнике. Но автомобили, которые тестируют Google и Uber на дорогах Калифорнии, — это лишь одно приложение для технологии самоуправления.

До сих пор небольшие самоуправляемые транспортные средства оказывали гораздо большее влияние на торговлю, поскольку они ловко перемещались по структурированной и полуструктурированной среде заводов и складов, пространствам, которые предлагают меньше случайности, чем открытая дорога.

Обработка материалов, в частности, созрела для автоматизации с помощью самоуправляемых транспортных средств, во многом потому, что это такой опасный сектор для людей. Самонаводящиеся роботы, оснащенные лидаром, камерами и множеством других датчиков, могут безопасно и быстро перемещаться по погрузочным площадкам и цехам, избегая столкновений с рабочими.

К 2022 году мировой рынок этих транспортных средств достигнет 2,8 миллиарда долларов.

Возвращаясь к дорогам, беспилотные автомобили демонстрируют многообещающие перспективы, но наибольшее влияние на раннем этапе, вероятно, окажут полуавтономные грузовики. Идея заключается в том, что дальнобойщики смогут включить автопилот на автомагистралях, где они проводят большую часть времени, а затем переключиться обратно в режим оператора на оживленных городских улицах.

В 2016 году компания Otto, которую с тех пор приобрела Uber за 680 миллионов долларов, организовала первую коммерческую поставку самонаводящейся большой установки.

Почему это меняет правила игры?

Безопасность — самое большое преимущество. Наряду с некоторыми крупными игроками в сфере технологий, почти все крупные производители автомобилей стремятся к развитию технологий самоуправления. До появления жизнеспособных полностью автономных легковых и грузовых автомобилей еще десять или более лет, и это без учета возможных задержек со стороны регулирующих органов. Даже когда технология прибудет, потребуется время, чтобы существующий парк обновился. Но не заблуждайтесь, вас ждет будущее, в котором большинство автомобилей большую часть времени ездят сами.Когда это произойдет, количество дорожно-транспортных происшествий должно резко снизиться, а движение на дорогах улучшится.

Рынок беспилотных и полуавтономных транспортных средств может составить 77 миллиардов долларов к 2035 году.

Что такое робототехника? Типы роботов

Использование роботов

Обрабатывающая промышленность, вероятно, является старейшим и наиболее известным пользователем роботов.Эти роботы и коботы (боты, которые работают вместе с людьми) работают для эффективного тестирования и сборки таких продуктов, как автомобили и промышленное оборудование. По оценкам, сейчас используется более трех миллионов промышленных роботов.

Роботы для транспортировки, обработки и контроля качества становятся незаменимыми для большинства предприятий розничной торговли и логистических компаний. Поскольку теперь мы ожидаем, что наши посылки будут доставлены с невероятной скоростью, логистические компании используют роботов на складах и даже в дороге, чтобы максимально эффективно использовать время.Прямо сейчас роботы снимают ваши товары с полок, транспортируют их по складу и упаковывают. Кроме того, рост числа роботов «последней мили» (роботов, которые будут автономно доставлять вашу посылку к вашей двери) гарантирует, что в ближайшем будущем вы столкнетесь лицом к лицу с логистическим ботом.

Это больше не научная фантастика. Роботов можно увидеть повсюду в наших домах, они помогают по хозяйству, напоминают нам о расписании и даже развлекают наших детей.Самый известный пример домашних роботов — автономный пылесос Roomba. Кроме того, роботы теперь могут делать все, от автономного стрижки травы до очистки бассейнов.

Есть ли что-нибудь более похожее на научную фантастику, чем автономные транспортные средства? Эти беспилотные автомобили больше не просто воображение. Сочетание науки о данных и робототехники, беспилотные автомобили захватывают мир штурмом. Автопроизводители, такие как Tesla, Ford, Waymo, Volkswagen и BMW, работают над новой волной путешествий, которая позволит нам расслабиться, расслабиться и наслаждаться поездкой.Компании, занимающиеся райдшерингом, Uber и Lyft также разрабатывают автономные райдшеринговые автомобили, для управления которыми не требуются люди.

Роботы добились огромных успехов в сфере здравоохранения. Эти механические чудеса используются практически во всех аспектах здравоохранения, от хирургических операций с помощью роботов до ботов, которые помогают людям оправиться от травм при физиотерапии. Примерами роботов, работающих в сфере здравоохранения, являются помощники по здравоохранению Toyota, которые помогают людям вернуть способность ходить, и TUG, робот, предназначенный для автономных прогулок по больнице и доставки всего, от лекарств до чистого белья.

Роботы: все о прошлом, настоящем и будущем робототехники

Что такое роботы и на что они способны?

Роботы — это машины, которые могут автоматически выполнять сложные действия. Как правило, им требуются три элемента: датчики, такие как камеры, лидары или микрофоны; исполнительные механизмы, такие как двигатели, поршни или искусственные мышцы, и контроллеры.

Роботами могут дистанционно управлять люди, но часто они частично или полностью управляются компьютерами, что делает их автономными.

Роботы в художественной литературе часто напоминают нас, выглядя вполне гуманоидными людьми с двумя руками, двумя ногами и головой с камерами вместо глаз. Но в действительности подавляющее большинство форм роботов предназначены для выполнения своих функций.

Подробнее о роботах:

И стиральная, и посудомоечная машины — роботы, выполняющие сложные действия под управлением компьютера. Многие кондиционеры — это роботы, меняющие настройки вентилятора, дефлекторы воздуха и автоматическое переключение с охлаждения на обогрев.

Все современные автомобили — это роботы с компьютерами, регулирующими настройки двигателя, тормозов, рулевого управления и подвески в зависимости от вашего вождения.

Более совершенные автономные автомобили даже начинают брать на себя часть управления автомобилем.

Кто придумал термин «робототехника»?

Слово «робот» происходит от чешского слова robota , означающего «принудительный труд», которое произошло от протославянского * orbota , означающего тяжелый труд или рабство.

В 1920 году Карел Чапек представил миру слово «робот» в своей пьесе « Rossumovi Univerzální Roboti » («Универсальные роботы Россума»), в которой были созданы искусственные органические гуманоидные роботы, которые впоследствии были недовольны, что привело к революции роботов и, в конечном итоге, к рождению нового общества роботов.

С тех пор похожие сюжетные линии используются в фильмах о роботах.

Чешский писатель Карел Чапек в 1938 году © Erich Auerbach / Getty Images

Роботы Чапека не были механическими, в отличие от наших сегодняшних. Но в последнее время слово «робот» или «бот» также используется в отношении программного обеспечения, например робота для сканирования веб-сайтов, который просматривает веб-сайты и собирает информацию.

Учитывая первоначальное значение и происхождение этого слова, вы должны задаться вопросом, не сочтут ли однажды разумное искусственное существо слово «робот» крайне оскорбительным и унизительным.

Как сделаны роботы?

В области робототехники и, в более широком смысле, мехатроники изучается, как лучше всего проектировать, создавать и управлять роботами.

На удивление сложно создать хорошо работающих роботов. Информация от датчиков должна обрабатываться в режиме реального времени (если вы не можете понять то, что видите достаточно быстро, то вам либо нужно двигаться очень медленно, либо вам нужно продолжать останавливаться, чтобы подумать).

Более гибкие роботы, такие как роботы-манипуляторы на заводах, имеют много степеней свободы (представьте себе руку с пятью «локтями», а также «плечевым» и «запястным» суставами).Такие руки можно перемещать в миллиарды различных поворотных поз, чтобы они могли добраться до сложных мест и сварить компоненты вместе.

Подробнее о роботах: вопросы и ответы:

Выяснить, как лучше всего управлять манипуляторами роботов, чтобы они ничего не ударяли (включая самих себя), на удивление сложно, особенно когда препятствия могут перемещаться вокруг них. Вот почему, несмотря на все удивительные возможности искусственного интеллекта (ИИ) сегодня, управление роботами по-прежнему считается одной из самых сложных проблем.

Вот почему создание полностью автономных транспортных средств намного сложнее, чем думает большинство людей!

Какие были первые роботы и когда они были изобретены?

Идея автоматов существует уже тысячи лет. Эти устройства были механическими изображениями животных, птиц и людей, часто предназначенными для развлечения богатых.

Древние китайские тексты рассказывают историю механического человека, подаренного королю Чжоу Му (1023–957 гг. До н.э.) «мастером» Янь Ши.Говорят, что у царя Соломона, правившего с 970 по 931 год до нашей эры, был золотой лев, который поднял ногу, чтобы помочь ему взойти на трон, и механический орел, который возложил свою корону на его голову. Герой Александрии (10–70 гг. Н. Э.) Написал целую книгу о своих изобретениях автоматов и о том, как можно использовать гидравлику, пневматику и механику.

Некоторые из первых роботов, какими мы их знаем сегодня, были созданы в 1940-х годах неврологом и пионером ЭЭГ Греем Уолтером в Бристоле, Великобритания.Поскольку они были немного похожи на электрических черепах, он назвал их Элмером и Элси (ELectro MEchanical Robots, Light Sensitive). Эти полностью автономные роботы передвигались, притягиваясь к свету, как мотыльки, и автоматически возвращались, чтобы зарядиться, когда их батареи становились слабыми.

Что могут делать роботы будущего?

Роботы внесли огромный вклад в нашу промышленность, позволяя производить большинство устройств, бытовой техники, транспортных средств и пищевых продуктов, подвергшихся обработке, эффективно и дешево.Сегодня исследователи работают над еще большей автоматизацией, когда роботы берут на себя все больше и больше производственных процессов.

3D-печать с использованием аддитивного производства может позволить изготавливать сложные компоненты, и многие отрасли стремятся даже автоматизировать процесс ремонта машин с обнаружением неисправностей до того, как они приведут к сбоям, а также автоматическим изготовлением и заменой новых деталей.

В конце концов, это может даже привести к созданию машин, которые могут строить сами себя и ремонтировать себя — известных как машины фон Неймана (самовоспроизводящиеся машины) в честь математика, который придумал их еще в конце 1940-х годов.

В наших домах роботы, вероятно, станут более распространенными. Роботы-пылесосы и протирочные машины могут стать нормой, а не роскошью, хотя вряд ли они когда-либо будут выглядеть как робот Рози из Jetsons. Роботизированные кухонные манипуляторы для приготовления пищи могут стать обычным явлением.

Однако в настоящее время практических роботов-пылесосов нет!

Реальны ли 3 закона робототехники?

Писатель-фантаст и профессор биохимии Айзек Азимов написал много ранних книг о роботах.(Фильм « I, Робот » был основан на его книгах, а его серия Foundation сейчас создается для нового сериала Apple TV.)

Он создал три знаменитых закона робототехники:

1. Робот не может причинить вред человеку или своим бездействием допустить, чтобы человеку был причинен вред.
2. Робот должен подчиняться приказам людей, за исключением случаев, когда такие приказы противоречат Первому Закону.
3. Робот должен защищать свое существование до тех пор, пока такая защита не противоречит Первому или Второму закону.

Но хотя эти законы были выдуманной попыткой защитить нас от вреда, на самом деле они не сработали, как часто демонстрировали собственные рассказы Азимова. Скажите роботу: «Он не человек», или пренебрегайте сообщением им, что он человек, или скажите роботу, что что-то еще — человек… и могут возникнуть всевозможные проблемы.

Сегодня ни один робот не использует эти три закона. Вместо этого у нас есть эксперты в области искусственного интеллекта, этики и морали, которые помогут предоставить разумные рекомендации по созданию и использованию роботов.Некоторые исследователи также надеются расширить возможности роботов и дать им возможность самостоятельно оценивать этические и моральные последствия.

«10 коротких уроков по искусственному интеллекту и робототехнике» Питера Дж. Бентли уже доступны (9,99 фунтов стерлингов, Michael O’Mara Books)

«Роботы смогут делать все лучше нас»

Илон Маск уверен, что роботы смогут выполнять вашу работу лучше, чем вы.

И даже генеральный директор-миллиардер Tesla и SpaceX не знает, что с этим делать.

«Безусловно, рабочие места будут нарушены. Потому что произойдет то, что роботы смогут делать все лучше, чем мы … Я имею в виду всех нас», — говорит Маск, выступая в субботу перед Национальной ассоциацией губернаторов.

«Да, я не совсем уверен, что с этим делать. Это действительно самая страшная проблема для меня, я вам скажу».

Транспортные операторы первыми потеряют работу, говорит Маск.Министерство транспорта США сообщает, что каждая седьмая вакансия в США связана с транспортом.

Но безопасная работа не бывает, — говорит он. «Транспорт будет одним из первых, кто станет полностью автономным. Но когда я скажу все — роботы смогут делать все, ничего не запрещая».

Роботы становятся умнее, чем ожидалось.

Эксперты в области искусственного интеллекта считали, что пройдет не менее 20 лет, прежде чем компьютер сможет победить человека, играющего в го, стратегическую игру, более сложную, чем шахматы.В прошлом году AlphaGo, подразделение Deep Mind, дочерней компании Google, «полностью сокрушило лучших игроков мира. И теперь оно может сокрушить и разыграть 50 лучших игроков одновременно и сокрушить их всех», — говорит Маск.

«Это замечательный темп прогресса».

Роботы все сделают лучше нас.

Илон Маск

Генеральный директор Tesla и SpaceX

Кроме того, теперь роботы могут обучаться физическим навыкам быстрее, чем люди.

«Вы можете увидеть роботов, которые могут научиться ходить из ничего в течение нескольких часов, намного быстрее, чем любое биологическое существо», — говорит Маск.

Однако самый страшный потенциал для искусственного интеллекта — это не потеря работы, — говорит Маск.

«То, что является наиболее опасным — и его труднее всего… схватить, потому что это не физическая вещь — это глубокий интеллект в сети.

» Вы говорите: «Какой вред может глубокий интеллект в сети не так ли? Что ж, он может начать войну, создавая фальшивые новости и спуфинговые учетные записи электронной почты, делая фальшивые пресс-релизы и манипулируя информацией », — сказал Маск двухпартийному собранию У.С. губернаторы.

Маск говорит, что люди не так боятся потенциала робототехники и искусственного интеллекта, как следовало бы, потому что они не полностью понимают их потенциал.

«Я знаком с самым передовым искусственным интеллектом, и я думаю, что людей это должно волновать», — говорит он.

«ИИ представляет собой фундаментальную опасность для существования человеческой цивилизации, в отличие от автомобильных аварий, авиакатастроф, неисправных лекарств или плохой еды — они, конечно, были вредны для ряда людей в обществе, но не были вредны для общества в целом.«

По словам Маска, решение состоит в том, чтобы как можно скорее усилить регулирующий надзор за разработкой и внедрением искусственного интеллекта.

« ИИ — это тот редкий случай, когда, я думаю, нам нужно быть активными в регулировании, чем реагировать » — говорит он.

Так есть ли у всего этого какие-то преимущества?

Да, говорят одни из самых успешных технологических миллиардеров.

Предприниматель Марк Кьюбан сказал, что, по его мнению, первым в мире триллионером станет предприниматель с искусственным интеллектом.

В целом, роботы, занимающие рабочие места, могут быть хорошими вещами, — говорит соучредитель Microsoft Билл Гейтс, выступая вместе со своим приятелем-миллиардером Уорреном Баффеттом в Колумбийском университете. «Макро-картина, которую он дает, — это возможность», — говорит Гейтс.

Что касается Маска, он ожидает, что правительству придется внедрить форму универсального базового дохода или денежную раздачу всем гражданам для компенсации утраченных рабочих мест.

«Есть неплохие шансы, что мы получим универсальный базовый доход или что-то в этом роде благодаря автоматизации», — сказал Маск CNBC в ноябре.«Да, я не уверен, что еще можно было бы сделать. Я думаю, что так и должно быть».

Понравилась эта история? Поставьте лайк CNBC Make It на Facebook.

См. Также:

Опередив Илона Маска, миллионер, заработавший сам себя, уже основал компанию по объединению вашего мозга с компьютерами

Каково это быть стажером в Tesla Илона Маска и SpaceX

Вот утренний распорядок Илона Маска и его совет по максимальной продуктивности

Робот, который учится всему с нуля

Робот, который учится всему с нуля

Представьте, что все в вашей голове стерто, и вам пришлось все заново учить.На что будет похож этот процесс?

Два исследователя из NTNU создали робота, который учится, как маленький ребенок. По крайней мере, такова идея. Машина с нуля запускается — ей нужно учиться всему с нуля.

«Мы все еще очень далеки от точного моделирования всех аспектов мозга живого ребенка, но алгоритмы обработки звука и изображений вдохновлены биологией», — говорит профессор Ойвинд Брандцегг из NTNU.

Машина называется [self.]. Он анализирует звук через систему, основанную на человеческом ухе, и учится распознавать изображения, используя цифровую модель того, как нервные клетки мозга обрабатывают сенсорные впечатления. Он предназначен для обучения исключительно на основе сенсорного ввода без заранее определенной базы данных, поэтому его процесс обучения будет напоминать процесс обучения человеческого ребенка в раннем возрасте.

«Мы специально не дали ему заранее определенных знаний, — говорит Брандтсегг.

Междисциплинарный проект

Аксель Тидеманн, [сам.] и Ойвинд Брандцегг. Фото: Оле Мортен Мельгард, NTNU ПОКАЗАТЬ БОЛЬШЕ