Телефон: 8-800-350-22-65
WhatsApp: 8-800-350-22-65
Telegram: sibac
Прием заявок круглосуточно
График работы офиса: с 9.00 до 18.00 Нск (5.00 - 14.00 Мск)

Статья опубликована в рамках: CX Международной научно-практической конференции «Научное сообщество студентов: МЕЖДИСЦИПЛИНАРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ» (Россия, г. Новосибирск, 04 февраля 2021 г.)

Наука: Информационные технологии

Скачать книгу(-и): Сборник статей конференции

Библиографическое описание:
Шафигуллина А.Р. ГУМАНОИДНЫЕ РОБОТЫ И ИХ ОСОБЕННОСТИ // Научное сообщество студентов: МЕЖДИСЦИПЛИНАРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ: сб. ст. по мат. CX междунар. студ. науч.-практ. конф. № 3(110). URL: https://sibac.info/archive/meghdis/3(110).pdf (дата обращения: 29.03.2024)
Проголосовать за статью
Конференция завершена
Эта статья набрала 0 голосов
Дипломы участников
У данной статьи нет
дипломов

ГУМАНОИДНЫЕ РОБОТЫ И ИХ ОСОБЕННОСТИ

Шафигуллина Алия Рашидовна

студент 1 курса магистратуры, кафедра автоматизированных систем управления, Уфимский государственный авиационный технический университет,

РФ, г. Уфа

АННОТАЦИЯ

Гуманоидный робот – это синтетический организм, созданный для того, чтобы выглядеть и действовать как человек. Такой робот может быть оснащен органами биологического происхождения или другими, не уступающими по функциональности или внешнему виду. Первоначальной целью гуманоидных исследований было создание протезов для человека, но постепенно знания были распространены между разными дисциплинами. В настоящее время передовая робототехника способствует использованию гуманоидов даже среди обычных людей.

 

Ключевые слова: гуманоидные роботы, гуманоиды, роботы-гуманоиды.

 

1. Введение

Гуманоидные роботы [1] в настоящее время используются в качестве области исследования в различных научных областях. Для создания и изучения человекоподобных роботов исследователи должны понимать структуру и поведение человеческого тела (биомеханика). С другой стороны, предварительное моделирование человеческого тела приводит к лучшему его пониманию.

Человеческие знания - это область изучения, в которой основное внимание уделяется тому, как люди учатся на основе сенсорной информации приобретать свои двигательные навыки и способности. Эти знания используются для разработки вычислительных моделей человеческого поведения и совершенствуются с течением времени.

Хотя первоначальной целью гуманоидных исследований было создание лучшего ортеза и протеза для человека, знания были переданы между другими дисциплинами. Было высказано предположение, что передовая робототехника будет способствовать росту даже среди обычных людей. Примеры включают в себя электрод регулировки ног для нервно-мышечных расстройств, лодыжки защитной стопы, почечной биопсии и биопсии предплечья.

В дополнение к исследованиям, роботы-гуманоиды разработаны для осуществления человеческой деятельности, такой как личная помощь, где они могут помочь больным или пожилым людям. Типичные работы, такие как работы на яхте или на станке, также подходят для гуманоидов, поскольку они могут использовать инструменты и манипулировать оборудованием и транспортными средствами.

Гуманоидные роботы также находят применение в сфере развлечений. Disney [2] уделяет большое внимание использованию аниматронов, роботов, которые выглядят, двигаются и разговаривают подобно людям в некоторых тематических шоу. Робот-гуманоид «Урсула» поет, танцует и разговаривает с аудиторией студии "Universal" [3]. Иногда аниматроны выглядят настолько реалистично, что без пульта дистанционного управления бывает сложно определить, являются ли они на самом деле людьми или роботами. Однако, несмотря на то, что они выглядят реалистично, они не обладают ни когнитивной, ни естественной автономией.

Гуманоидные роботы, основанные на алгоритмах искусственного интеллекта, могут быть полезны для опасных исследований и/или изучения космоса без необходимости возвращаться на Землю после завершения исследования.

2. «Органы» гуманоидов

Являясь одним из трех примитивов робототехники (помимо планирования и управления), обнаружение играет важную роль в определении последовательных парадигм.

Датчик - это устройство, которое измеряет какое-либо свойство окружающего мира. Датчики могут быть классифицированы на основе физического процесса, а также в зависимости от типа измерительной информации, которую он предоставляет.

Проприоцептивные датчики определяют положение, ориентацию и скорость гуманоидного резинового корпуса. Для измерения ускорения используются акселерометры; датчики наклона для измерения наклона; датчик силы, размещенный на руках и ногах для измерения силы контакта с окружающей средой робота; датчики положения, указывающие текущее положение робота. Для получения данных о том, что было сделано, используются массивы данных. Сенсорные датчики предоставляют информацию о силе и крутящем моменте, передаваемом между роботом и другими объектами.

Зрение представляет собой обработку данных, использующую электромагнитный спектр для получения изображения. В роботах для распознавания объектов и определения их свойств используются ПЗС-камеры.

Датчики позволяют гуманоидным роботам распознавать сигналы окружающей среды и выполнять функции человеческого уха. Как правило, для этой задачи используются микрофоны.

Гуманоидные роботы построены для имитации человеческого тела, так что в них используются исполнительные механизмы, такие как мышцы и суставы, хотя и с другой структурой. Для достижения эффекта человеческих движений гуманоидные роботы используют главный вращающийся серводвигатель. Он может быть электрическим, пневматическим, гидравлическим, пьезоэлектрическим, ультразвуковым. Гидравлические и электрические приводы имеют очень жесткое поведение и могут быть приспособлены только для действия, совместимого с использованием относительно сложных стратегий управления. В то время как компоненты уплотнительных прокладок больше подходят для работы на высоких скоростях и при сниженных нагрузках. Гидравлика хорошо работает на низких скоростях и при высоких нагрузках.

Пьезоэлектрические приводные элементы генерируют большое усилие при приложении к напряжению. Они могут использоваться для сверхточного позиционирования, а также для создания и приложения усилий или высокого давления в статических и динамических ситуациях.

3. Разработка телемедицинского робота

За последнее десятилетие роботы получили широкое распространение для работы в медицинской сфере с целью повышения безопасности и автоматизации медицинского обслуживания.

Одним из видов использования робота в медицине является телемедицинский робот. Телемедицинский робот - это мобильный робот, который использовался для транспортировки медицинских материалов или оказания помощи врачу в месте, опасном для человека, недоступном или удаленном и дистанционно управляемом роботом через любые средства связи.

Некоторыми примерами телероботических операций являются лапароскопические операции [4], выполняемые с помощью телеробота, или врачи, использующие удаленных роботов для связи со своими пациентами, что позволяет им лечить пациентов в любой точке мира.

Однако создание телемедицинского робота - непростая задача. Сложность, неполное предварительное знание окружающей среды и непредвиденные ситуации предъявляют строгие требования как к аппаратным, так и к программным компонентам робота.

Робот должен быть способен воспринимать и работать с неточными и неправильно подобранными датчиками. Робот также должен достигать высоких результатов и сложных целей с несовершенными исполнительными механизмами в ограниченное время и с быстрым откликом. Архитектурная структура для процесса восприятия и рассуждений должна обеспечивать структуру для преодоления этих проблем.

Большинство архитектурных стилей, описанных в технической литературе, можно разделить на четыре категории: архитектура осознанного управления, архитектура реактивного управления, архитектура гибридного управления и архитектура управления на основе поведения.

С другой стороны, для получения роботизированного поведения были предложены некоторые методы управления. Такие методы контроля необходимы для создания должным образом контролируемого поведения, соотносящего восприятие и действие поведения. По этой причине было предложено несколько разработок, включающих простую логику и обычный контроль вплоть до интеллектуального управления, например, нечеткая логика, нейронная сеть, генетический алгоритм и эволюционное программирование. Нечеткая логика [5] является одной из наиболее распространенных техник поведения. Нечеткая логика - это приблизительное рассуждение, которое может справиться с неопределенностью в информации, чтобы преодолеть проблемы, связанные с поведением. Сочетание нечеткой логики управления и архитектуры, основанной на поведении [6], имеет некоторые дополнительные преимущества. В этом случае нечеткое управление используется в области автономной робототехники для реализации отдельных единиц поведения и заявлено как основанное на нечетком поведении.

3. Выводы

По мере того, как машины становятся все большей частью нашей повседневной жизни и начинают делить с нами окружающую среду, становится все более желательной иметь возможность общаться с ними естественным, открытым способом. Именно поэтому все большую актуальность набирают исследования, связанные с гуманоидными роботами.

 

Список литературы:

  1. Материал из Википедии — свободной энциклопедии, Андроид, URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%90%D0%BD%D0%B4%D1%80%D0%BE%D0%B8%D0%B4 (дата обращения: 20.01.2021)
  2. Материал из Википедии — свободной энциклопедии, The Walt Disney Company, URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/The_Walt_Disney_Company (дата обращения: 20.01.2021)
  3. Материал из Википедии — свободной энциклопедии, The Walt Disney Company, URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Universal_Pictures (дата обращения: 20.01.2021)
  4. Материал из Википедии — свободной энциклопедии, Лапароскопия, URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9B%D0%B0%D0%BF%D0%B0%D1%80%D0%BE%D1%81%D0%BA%D0%BE%D0%BF%D0%B8%D1%8F (дата обращения: 20.01.2021)
  5. Материал из Википедии — свободной энциклопедии, Нечёткая логика, URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9D%D0%B5%D1%87%D1%91%D1%82%D0%BA%D0%B0%D1%8F_%D0%BB%D0%BE%D0%B3%D0%B8%D0%BA%D0%B0 (дата обращения: 20.01.2021)
  6. Материал из Википедии — свободной энциклопедии, Робототехника на основе поведения, URL: https://ru.qaz.wiki/wiki/Behavior-based_robotics (дата обращения: 20.01.2021)
Проголосовать за статью
Конференция завершена
Эта статья набрала 0 голосов
Дипломы участников
У данной статьи нет
дипломов

Оставить комментарий

Форма обратной связи о взаимодействии с сайтом
CAPTCHA
Этот вопрос задается для того, чтобы выяснить, являетесь ли Вы человеком или представляете из себя автоматическую спам-рассылку.