Ро́бот (, от ) — автоматическое устройство, предназначенное для осуществления различного рода действий, обычно выполняемых человеком.
Робот обычно получает информацию о состоянии окружающего пространства посредством датчиков (технических аналогов органов чувств живых организмов). Робот может самостоятельно осуществлять производственные и иные операции, частично или полностью заменяя труд человека. При этом робот может как иметь связь с оператором, получая от него команды (ручное управление), так и действовать автономно, в соответствии с заложенной программой (автоматическое управление).
Назначения роботов могут быть самыми разнообразными, от увеселительных и прикладных и до сугубо производственных. Внешний вид роботов разнообразен по форме и содержанию, может быть каким угодно, хотя нередко в конструкциях узлов заимствуют элементы анатомии различных живых существ, подходящие для выполняемой задачи.
В информационных технологиях «роботами» также называют некоторые автономно действующие программы, например, боты или поисковые роботы.
История возникновения слова Слово «робот» было предложено чешским художником Йозефом Чапеком и использовано его братом, писателем Карелом Чапеком, — впервые в пьесе «Р. У. Р.» («Россумские универсальные роботы», 1920). Вот как сам Карел Чапек это описывает: «…в один прекрасный день …автору пришёл в голову сюжет …пьесы. И пока железо было горячо, он прибежал с новой идеей к своему брату Йозефу, художнику, который в это время стоял у мольберта… Автор изложил сюжет так коротко, как только мог… „Но я не знаю, — сказал автор, — как мне этих искусственных рабочих назвать. Я бы назвал их лаборжи [по-видимому, от английского слова labour — П. Б.], но мне кажется, что это слишком книжно“. „Так назови их роботами“, пробормотал художник, …продолжая грунтовать холст…» В ранних русских переводах использовалось слово «работарь».
Предыстория
Мифические искусственные существа Идея искусственных созданий впервые упоминается в древнегреческом мифе о Кадме, который, убив дракона, разбросал его зубы по земле и закопал их, из зубов выросли солдаты, и в другом древнегреческом мифе о Пигмалионе, который вдохнул жизнь в созданную им статую — Галатею. Также в мифе про Гефеста рассказывается, как он создал себе различных слуг. Еврейская легенда рассказывает о глиняном человеке — Големе, который был оживлён пражским раввином Йехудой бен Бецалелем при помощи каббалистической магии.
Похожий миф излагается в скандинавском эпосе Младшая Эдда. Там рассказывается о глиняном гиганте Мёккуркальви, созданном троллем Хрунгниром для схватки с Тором, богом грома.
Технические устройства Сведения о первом практическом применении прообразов современных роботов — механических людей с автоматическим управлением — относятся к эллинистической эпохе. Тогда на Александрийском маяке установили четыре позолоченные женские фигуры. Днём они горели в лучах солнца, а ночью ярко освещались, так что всегда были хорошо видны издалека. Эти статуи через определённые промежутки времени, поворачиваясь, отбивали склянки; в ночное же время они издавали трубные звуки, предупреждая мореплавателей о близости берега.
Прообразами роботов были также механические фигуры, созданные арабским учёным и изобретателем Аль-Джазари (1136—1206). Так, он создал лодку с четырьмя механическими музыкантами, которые играли на бубнах, арфе и флейте.
Чертёж человекоподобного робота был сделан Леонардо да Винчи около 1495 года. Записи Леонардо, найденные в 1950-х годах, содержали детальные чертежи механического рыцаря, способного сидеть, раздвигать руки, двигать головой и поднимать забрало. Дизайн, скорее всего, основан на анатомических исследованиях, записанных в Витрувианском человеке. Неизвестно, пытался ли Леонардо построить робота.
В XVI—XVIII веках в Западной Европе получило значительное распространение конструирование автоматонов — заводных механизмов, внешне напоминающих человека или животных и способных иногда выполнять достаточно сложные движения. В коллекции Смитсоновского института имеется один из наиболее ранних образцов таких автоматонов — «испанский монах» (примерно 40 см в высоту), способный прогуливаться, ударяя себя в грудь правой рукой и кивая головой; периодически он подносит находящийся в его левой руке деревянный крест к губам и целует его. Считается, что этот автоматон был изготовлен примерно в 1560 году механиком для императора Карла V .
С начала XVIII века в прессе начали появляться сообщения о машинах с «признаками разума», однако в большинстве случаев выяснялось, что это мошенничество. Внутри механизмов скрывались живые люди или дрессированные животные.
Французский механик и изобретатель Жак де Вокансон создал в 1738 году первое работающее человекоподобное устройство (андроид), которое играло на флейте. Он также изготовил механических уток, которые, как говорили, умели клевать корм и «испражняться».
Хронология Конец XIX века — русский инженер Пафнутий Чебышёв придумал механизм — стопоход, обладающий высокой проходимостью. 1898 год — Никола Тесла разработал и продемонстрировал миниатюрное радиоуправляемое судно.
XX век 1921 год — чешский писатель Карел Чапек представил публике пьесу под названием «Р. У. Р.» («Россумские Универсальные Роботы»), откуда и взяло начало слово «робот» (от ). 1930-е годы — появились конструкции внешне ассоциирующиеся с человеком устройств, способных выполнять простейшие движения и воспроизводить фразы по команде человека. Имеются подтверждённые данные о 38 подобных роботах, созданных преимущественно компанией Вестингауз немецкими и голландскими инженерами в целях рекламы. Первый такой «робот» Televox был сконструирован американским инженером Ройем Уэнсли (Roy J. Wensley) для Всемирной выставки в Нью-Йорке в 1927 году. 1950-е годы — для работы с радиоактивными материалами стали разрабатывать механические манипуляторы, которые копировали движения рук человека, находящегося в безопасном месте. 1960 год — дистанционно управляемая тележка с манипулятором, телекамерой и микрофоном применялась для осмотра местности и сбора проб в зонах высокой радиоактивности. 1968 год — японская компания Kawasaki Heavy Industries получила лицензию на производство робота от американской фирмы Unimation Inc. и собрала своего первого промышленного робота. С тех пор Япония начала неуклонное движение к тому, чтобы стать мировой империей роботов — с более чем 130 компаниями, вовлечённых в их производство. Изначально сконструированные в США, первые роботы Японии импортировались в малых количествах. Инженеры изучали их и применяли в производстве в таких специфических работах, как сварка и окраска распылением; в 70-х годах были разработаны многочисленные возможности практического применения в данной области. 1979 год — в МГТУ им. Н. Э. Баумана по заказу КГБ был создан аппарат для обезвреживания взрывоопасных предметов — сверхлёгкий мобильный робот МРК-01.
1980-е 1980 год — коммерческое начало для роботов, производимых на основе высоких технологий (Япония). С этого момента рынок начал расти. 1982 год — 18—27 октября 1982 года в Ленинграде, в выставочном комплексе в Гавани проходила (вероятно, первая в СССР) Международная выставка «Промышленные роботы-82». 1986 год — в Чернобыле впервые в СССР роботы применены для работы с радиоактивными отходами.
2000-е В середине 2000-х Япония занимает первое место в мире по экспорту промышленных роботов. 2007 год — МВД России в Перми проводило испытания тестового робота-милиционера Р-БОТ 001. 2010 год — в США в продажу поступили новые роботы .
2010-е 2011 год — доставлен на МКС робот НАСА Робонавт-2. 2013 год — создан и доставлен на МКС первый японский робот-астронавт, Киробо.
2020-е Роботы все больше походят на человека. Прогресс сразу в нескольких областях — машинном зрении, машинном обучении, создании небольших, но мощных процессоров для роботов, создании ИИ. Нейронные сети и языковые модели на их основе становятся очень распространены. Создан робот Ай-Да, который сам рисует свои картины на холсте. Создан робот Ameca, копирующий естественные человеческие движения и разговор.
Типы роботов
Современные роботы, созданные на базе самых последних достижений науки и техники, применяются во всех сферах человеческой деятельности. Люди получили верного помощника, способного не только выполнять опасные для жизни человека работы, но и освободить человечество от однообразных рутинных операций.
По строению В соответствии с конструкцией, роботы могут делиться на два следующих типа: Андроид — человекообразный робот; Биоробот — человек или животное, у которого вместо мозга вставлен имплантат (процессор), всё остальное тело — органическое.
По ISO В соответствии с классификацией Международной организации по стандартизации, роботы делятся на два следующих типа:
Промышленный робот
Появление станков с числовым программным управлением (ЧПУ) привело к созданию программируемых манипуляторов для разнообразных операций по загрузке и разгрузке станков. Появление в 1970-х годах микропроцессорных систем управления и замена специализированных устройств управления на программируемые контроллеры позволили снизить стоимость роботов в три раза, сделав рентабельным их массовое внедрение в промышленности.
Сервисный робот
Сервисный робот помогает людям, выполняя рутинную, удалённую, опасную или повторяющуюся работу, включая работу по дому. Как правило, они автономны и/или управляются встроенной системой управления с возможностью ручного управления. Международная организация по стандартизации определяет «сервисного робота» как робота, «который выполняет полезные задачи для людей или оборудования, исключая приложения промышленной автоматизации».
По назначению
В соответствии с выполняемой функцией роботы могут быть названы следующими типами: Промышленный робот Сварочный робот Строительный робот Транспортный робот Бытовой робот Боевой робот Звероробот Медицинский робот Аптечный робот Микроробот Наноробот Персональный робот Социальный робот Секс-робот Робот-пылесос
Роботы для обеспечения безопасности Роботы широко применяются полицией, органами государственной безопасности, аварийно-спасательными службами, силами ведомственной и вневедомственной охраны. В 2007 году в Перми прошли первые испытания российского робота-полицейского Р-БОТ 001, разработанного московской компанией «Лаборатория Трёхмерного Зрения». При тушении пожаров применяют роботизированные установки пожаротушения. Для оперативной разведки агентства по чрезвычайным ситуациям и полиция используют «летающих роботов» — (беспилотные летательные аппараты). При проведении под водой обследования потенциально опасных объектов и поисково-спасательных работ службы МЧС России используют подводные роботы серии «Гном», выпускаемые с 2001 года московской компанией «Подводная робототехника».
Боевые роботы
Боевым роботом называют автоматическое устройство, заменяющее человека в боевых ситуациях или при работе в условиях, несовместимых с возможностями человека, в военных целях: разведка, боевые действия, разминирование и т. п. Боевыми роботами являются не только автоматические устройства с антропоморфным действием, которые частично или полностью заменяют человека, но и действующие в воздушной и водной среде, не являющейся средой обитания человека (авиационные беспилотные с дистанционным управлением, подводные аппараты и надводные корабли). Большинство боевых роботов являются устройствами телеприсутствия, и лишь очень немногие модели имеют возможность выполнять некоторые задачи автономно, без вмешательства оператора.
В Технологическом институте Джорджии под руководством профессора Хенрика Кристенсена разработаны напоминающие муравьёв инсектоморфные роботы, способные обследовать здание на предмет наличия там врагов и мин-ловушек. Получили распространение в войсках и летающие роботы. На начало 2012 года военными во всём мире использовалось около 10 тысяч наземных и 5 тысяч летающих роботов; 45 стран мира разрабатывало или закупало военных роботов.