Василенко Н.В., Никитин К.Д., Пономарёв В.П., Смолин А.Ю. - Основы робототехники (1071028), страница 14
Текст из файла (страница 14)
В процессе интеллектуальной деятельности человек постоянно ищет пути и средства к достижению той или иной цели, пытается выработать план действий, или алгоритм, следуя которому можно достичь этой пока недоступной цели, и, благодаря обучению и опыту, использовать в дальнейшем выработанный алгоритм, распространив его для эффективного решения уже целого класса подобных задач. Именно способность к преодолению трудностей и препятствий, нахождению обходных путей последовательного приближения к цели методом проб и ошибок там, где нет прямого и однозначного пути, отличает интеллектуальную деятельность от неинтеллектуальной.
Возникает принципиальный вопрос: можно ли моделировать интеллектуальную деятельность, или, иными словами, создать искусственный интеллект? Современная наука утвердительно отвечает на этот вопрос. Несомненно, что вычислительные машины и роботы в принципе могут обладать основными чертами интеллекта. Более того, современные наиболее совершенные ЭВМ и роботы в совокупности с их алгоритмическим и программным обеспечением уже обладают, по крайней мере, частично, этими чертами. О подобных системах говорят, что они содержат элементы искусственного интеллекта.
В самом общем виде искусственный интеллект - это совокупность машинных автоматических методов и средств целенаправленной переработки информации (знаний) в соответствии с приобретенным в процессе обучения и адаптации опытом при решении разнообразных интеллектуальных задач. Искусственный интеллект робота можно трактовать как алгоритмическое и программное обеспечение его информационноуправляющей системы, обладающее способностью моделировать (отображать) окружающую среду и решать широкий класс интеллектуальных задач посредством обучения на собственном опыте и адаптации к изменяющимся условиям функционирования.
В общем виде интеллектуальный робот способен понимать естественный язык и вести диалог с человеком, создавать в себе модель внешней среды, распознавать и анализировать образы и ситуации, формировать понятия, планировать поведение, на основании чего строить программные движения исполнительной системы и осуществлять их отработку в условиях неполной информированности. Потребность в интеллектуальных роботах появилась лишь в последние годы. Если роботы второго поколения ужв используются для ряда научно-технических разработок (например, для космических и глубоководных исследований) и их начинают применять в промышленности, то роботы третьего поколения пока еще в процессе разработки. Однако во всем мире ведутся интенсивные научные исследования по созданию и сбвершенствованию различных систем интеллектуальных работою распознавания обьектов, образов и ситуаций; формирования модели внешней среды; выработки целесообразного поведения в условиях неопределенности; надежной отработки движений исполнительными органами; самообучения в процессе взаимодействия с внешней средой и т.
д. Попытки создания роботов, способных "видеть", оценивать и анализировать окружающую обстановку, соответственно планируя и осуществляя свои действия, т.е. обладающих признаками искусственного интеллекта, начаты еще в 1960-х гг. Одним из первых успехов на этом пути было создание в 1960 г. экспериментального робота "Шейки" (рис. 2.3) в Станфордском научно-исследовательском институте(США). Оснащенный органами технического зрения и управляемый оригинальной программой робот ВТЙ(РВ (81ап1оп) Пезеагсп 1пз111и1в Ргоыев Вощег - станфордский "решатель задач") продемонстрировал умение самостоятельно вырабатывать алгоритмы для выполнения задач перемещения в неорганизованном пространстве помещения, поиска заданных обьектов-блоков и их сталкивания с возвышенности с помощью клиновидного предмета.
И хотя робот действовал очень медленно, длительно "обдумывая" свои действия, а выполняемые операции отличались примитивностью, даже такой уровень эксперимента потребовал применения сложнейшей компьютерной программы ВТП(РВ и зз чи ею о з) эзь $ ~Ъ 2.4. Классификация роботов Рис. 23. Интеллектуалънъ«й робот "Шейки'". "« - антенна радиолокатора, 2 - дальномер 3 — телекамера, 4 — бортовое логическое устройство, 5 - блок управление телекамерой, б — датчики, предупреждающие столкновение, 7- напраеллююее колесо, 8 - приводное колесо позволил убедиться в принципиальной возможности создания "мыслящей машины". Развитие роботов продолжается; его прогноз (по Э. Накано) показан на рис.
2:4, где отображены временные этапы развития базовой методологии, техники и технологии, характерной для каждого из поколений. 7990 7970 7990 7990 2000 2070 Рис. 24. Прогнозируемое развитие роботов Какими будут характерные особенности роботов четвертого и последующего поколений ? С позиций современных представлений на этот вопрос ответить нельзя.
Ответ даст сам процесс развития науки, техники и технологии. Следует заметить, что предпосылкой перехода к последующему поколению является последовательное совершенствование базовой техники и технологии, под которыми понимаются материалы, датчики, приводы, источники энергии и т.дч т,е.
все то, что, в первую очередь, определяет технико-эксплуатационные показатели роботов. При этом с введением в эксплуатацию роботов последующих поколений значимость роботов первых поколений, несмотря на их ограниченные возможности и простоту, не ослабеваег, они не перестанут использоваться и после разработки и становления более совершенных поколений, напротив, каждое поколение роботов займет подобающее ему место в сфере производственной, бытовой или исследовательской деятельности человека Роботы могут классифицироваться по ряду самых различных признаков. Наиболее общими и содержательными являются классификации по 1) назначению и решаемому классу задач, 2) особенностям управления, 3) технологическим признакам.
Известным ученым А.Е. Кобринским предложена также общая классификация роботов, объединяющая различные классификационные признаки. 2.4.1. Классификация по назначению и решаемому классу задач Поскольку с развитием робототехники неизбежно формирование новых поколений роботов и внедрение их в новые области и сферы, классификация по назначению и решаемому классу задач не является завершенной и в известной мере характеризует путь развития роботов, а поэтому может быть названа также "эволюционной" (рис. 2.б). По назначению и решаемому классу задач роботы всех поколений могут быть разделены на две большие группьг производственные и исследовательские. исгледоВапт ель ские проигводгпт- Венные Промышленные и сырсиглельныЕ л о гмииегл ие 1 ПР вел ьс коюсеяб- сптвенньюе ПодВсдные Подземные 2 ОР Транспсргпные Ливьригпьрнме Вля ексгпремальь нмж Эсльеии Спеииильные ля иняь срмсгциснньга пьисир сев Юыгпо Вьте „Влн иссле с ю' ния искисстп аъ и лйаьиптурьт Рсбопты-про- екптировилики лт 2 Г г 1 Рцс.
25. Эволюционная каассцВыкацца роботов Производственные роботы предназначены для выполнения ' тяжелой, монотонной, вредной и опасной для здоровья людей физи- ' ческой работы, а также отдельных видов трудоемких, напряженных ' и утомительных умственных работ (проектирование, информационное обеспечение, управление). П р о м ы ш л е н н ы е р о б о т ы, получившие наибольшее развитие в " настоящее время, предназначены для автоматизации основных и вспомогательных операций в различных отраслях промышленности —: машиностроении и приборостроении, горнодобывающей, нефтехимической, металлургической, атомной и ряде др.
Промышленные роботы, в свою очередь, подразделяются на три группы по производственно-технологическим признакам: и р о и з- ' водственные, или технологические (ППР), выполняющие основные операции технологических процессов, "и од ь е м н отранспортные, или вспомогательные (ПТПР), выполняющие, вспомогательные действия типа "взять - перенести - положить"; бб универса ь н версальные (УПР), выполняющие различные (и основные, и . вспомогательные) операции.
По специализации промышленные роботы подразделяются на с пец и а л ь н ы е, выполняющие строго определенные технологические операции или о с уж или обслуживающие конкретные модели технологического б ования; специализированные, или целевые, предназначенные для выполнения технологических операции одного ид , р сборка, окраска и т.п.) или для обслуживания определенной группы моделей технологического оборудования, объединенных общностью манипуляционных действий; универсальные, или многоцелевые, и едназначенные для выполнения как основных, так и вспомогательных технологических операций различных видов и с различными группами моделей технологического оборудования. Так как современное строительство по степени и стилю механизации приближается к промышленности, строительные роботы могут быть включены в эту группу.
Они предназначены для автоматизации строительного производства, которому органически присуще ' огромное количество ручных операций, как вспомогательных, так и основных Б настоящее время в строительном производстве находчт применение различные манипуляторы с управлением оператором, а также промышленные роботы для производства строительных материалов. .
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
