Робот
Робот (англ. robot) — машина, в частности программируемая посредством компьютера, способная выполнять сложную последовательность действий автоматически[1]. Робот может управляться внешним устройством управления либо иметь встроенное управление. Существуют роботы, напоминающие форму человека (гуманоидные роботы), однако большинство из них создаются для выполнения конкретных задач и обычно ориентированы на функциональность, а не на внешний вид.
Роботы могут быть автономными или полуавтономными и варьируются от человекоподобных, таких как ASIMO компании Honda (Advanced Step in Innovative Mobility) и TOPIO ([TOSY Ping Pong Playing Robot]) компании TOSY, до промышленных, медицинских, терапевтических ([роботы для анималотерапии]), рояльных роботов, беспилотников (например, General Atomics MQ-1 Predator) и даже микроскопических нано-роботов. Имитация внешности живых существ или автоматизация движений создаёт ощущение наличия собственного интеллекта или агентности[2].
Область техники, связанная с проектированием, созданием, эксплуатацией и применением роботов, а также компьютерными системами для их управления, обратной связи и обработки данных, называется робототехникой[3]. Роботы могут заменять человека в опасных условиях или на производстве, а также имитировать человеческий облик, поведение и когнитивные способности. Многие современные разработки вдохновлены природой и относятся к сфере био-вдохновлённой робототехники и мягкой робототехники.
Само название происходит от славянского корня робот-, связанного с трудом и работой. Термин впервые использован в 1920 году чешским писателем Карелом Чапеком в пьесе R.U.R. (Rossumovi Univerzální Roboti — Универсальные роботы Россума), но авторство слова принадлежит его брату Йозефу Чапеку[4][5].
Краткое описание
Нет единого общепринятого определения, какие устройства включаются в понятие «робот», однако существует консенсус среди специалистов и широкой публики, что роботы, как правило, способны принимать электронные программы, обрабатывать данные либо физические сигналы, работать автономно в определённой степени, перемещаться, манипулировать объективной средой и проявлять разумное поведение, особенно имитируя поведение людей или животных[6].
Слово «робот» может относиться не только к материальным устройствам, но и к виртуальным программным агентам, однако последних чаще называют ботами[7]. Более простые автоматы — автоматоны или аниматроника. Роботы с внешностью, близкой к человеку, называются андроидами; человек с электронными или механическими имплантатами — киборг.
История
Рассказы о механических помощниках и антропоморфных автоматонах встречаются уже в античности и других древних культурах. В греческой мифологии роботоподобные существа — Галатея (ожившая скульптура Пигмалиона), бронзовый человек Талос, служанки Гефеста[8]. В других культурах встречаются каменные и глиняные великаны, аналогичные голему в еврейской традиции.
В античности и Средневековье инженеры (архитас, Ктесибий, Герон Александрийский и др.) конструировали автоматоны, двигавшиеся при помощи воды, пара, пневматики, а также программируемые «барабаны» и системы управления с помощью кулачков и рычагов[9]. В Китае описаны механические птицы, в Индии — сервисные автоматы, в исламском мире — механические служанки и часы с куклами[10].
В XVII–XIX веках появляется множество сложных автоматонов в Японии, Европе и других странах, использовавшихся для развлечения, научных целей и демонстраций. В XX веке развиваются системы дистанционного управления, в том числе для торпед, авиационных и наземных аппаратов[11].
С конца 1940-х годов электроника становится основной движущей силой в развитии автономных роботов — первые электронные автономные роботы (электромеханические «черепахи» Уильяма Грея Уолтера) появляются в Британии в 1948–1949 годах.
В 1954 году Джордж Девол создал первый коммерческий, цифровой, программируемый робот — Unimate, который с 1961 года начал использоваться на заводах компании General Motors[12]. В дальнейшем роботы всё активнее заменяли человека на производстве, в опасных и рутинных операциях[13]. Рост применения роботов вызывает дискуссии о технологической безработице[14], и этических последствиях.
Технические особенности
Роботы подразделяются на мобильные, промышленные (манипуляторы), сервисные, образовательные, модульные, коллаборативные и др.
Мобильный робот способен перемещаться в своей среде и может управляться как автономно, так и дистанционно, используя навигацию по линиям, маркерам, лазерным или визуальным ориентирам.
Промышленные роботы, как правило, состоят из сочленённой многоосевой руки-манипулятора и рабочего органа (например, захвата). Согласно стандарту ISO 8373, промышленный робот — это «автоматически управляемый, программируемый в трёх и более осях манипулятор многоцелевого назначения...».
Сервисные роботы работают вне производственных задач — например, в быту или медицине. Образовательные роботы используются в обучении программированию, физике и другим дисциплинам.
Модульные роботы состоят из повторяющихся элементов, позволяющих изменять конструкцию робота под конкретную задачу.
Коллаборативный робот (кобот) — это робот, способный безопасно взаимодействовать с человеком на одной рабочей площадке.
Применение в обществе
Роботы широко используются в производстве, логистике, медицине, исследовательской деятельности, сфере обслуживания, образовании, промышленности, добыче полезных ископаемых, в быту (например, пылесосы Roomba), армии (например, системы разминирования, боевые роботы), исследовании космоса и океана.
Рациональность роботизации традиционно связывают с задачами, которые считаются «грязными, опасными, монотонными или недоступными» для человека.
Этика и социальные вопросы
С развитием автономии и интеллектуальных возможностей роботов возникли вопросы этики роботов, их возможных прав, автономии, а также отношение к безработице вследствие автоматизации многих функций[15]. Обсуждаются и вопросы применения роботов на войне, законодательного регулирования их автономных функций, вопросы «дружелюбной искусственной интеллекта» и потенциальных угроз для человека.
Этимология
Термин «робот» введён Карелом Чапеком в одноимённой пьесе 1920 года[5]. Слово robota на чешском и других славянских языках означает «повинность», «тяжёлый труд», исторически ассоциируется с барщиной. Основой слова служит древнеславянский корень rabota («неволя, работа»), родственник немецкому Arbeit («труд»)[16].
Слово «робототехника» (англ. robotics) придумал писатель Айзек Азимов, также сформулировавший в своих произведениях Три закона робототехники, которые стали популярны в культуре[3].
Современные роботы
Современные роботы делятся, в частности, на мобильные, промышленные, сервисные, образовательные, модульные и т. д., и находят применение от заводских линий до медицины и домашнего хозяйства, науки и досуга.