Василенко Н.В., Никитин К.Д., Пономарёв В.П., Смолин А.Ю. - Основы робототехники (1071028), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Возникновение н развитие основных контуров этой научной дисциплины в 80-е гг. нашего столетия в Японии обусловлено все более нарастающим н весьма плодотворным применением в машинах и механизмах различных электронных устройств в виде миниатюрных электронных приборов, интегральных микросхем (ИС, БИ С, СБИС) и микроминиатюрных вычислительных устройств микропроцессоров, изучаемых научно-технической дисциплиной микроэлектроникой. Так как роботы в своем развитии базируются на использовании для управления прежде всего ЭВМ, то они являются типичными мехатронными устройствами и научно-технический потенциал мехатроники имеет важнейшее значение для развития прикладной робототехники. целью изучения мехатроники являются не роботы как конкретные устройства, а мехатронные системы в неразделимом единстве механических и электронных узлов„ в которых осуществляется обмен энергии и информации. Мехатроника включает в себя комплекс принципов и средств механики, электроники и информатики в их взаимодействии в машинах и система~с в сферу ее интересов входит также автоматизация планирования и управления предприятием, промышленная автоматика и робототехника, автоматизация транспортных и диспетчерских систем.
Поэтому дальнейшее развитие и совершенствование новых технологий и форм организации производства - гибких производственных систем с промышленными роботами — непосредственно зависят от достижений мехатроники. Переживаемые ныне спады и трудности в становлении роботов и робототехнических технологий вовсе не означают порочности идеи роботизации производства, как бы они ни дискредитировались непродуманнымн и поспешными действиями. Роботы стали реальностью мировой экономической системы, и альтернативы их использованию в промышленном производстве и научных исследованиях нет. Именно роботы и робототехнические комплексы позволяют исследовать и осваивать недоступные непосредственно для человека пространства и сферы деятельности.
Именно они явились тем недостающим звеном, которое позволило объединить разрозненное технологическое оборудование в комплексные гибкие системы, совместить, казалось бы, несовместимое — высокую производительность с высокой гибкостью производства. Поэтому роботы и робототехнические системы и впредь будут развиваться и проникать в самые различные области производственной, исследовательской и бытовой деятельности человека, без сомнения они станут надежными помощниками человека в его стремлении к развитию и прогрессу. Литература ~5, 11, 27, 28, 36, 39, 46, 58, 75) Контрольные вопросы для самопроверки 1.
В чем суть нового научно-технического направления — робототехники ? 2. Какими причинами обусловлено возникновение и развитие роботов и робототехники ? 3. В чем основной недостаток традиционной автоматизации производства? 4. Каково значение промышленных роботов для решения задач ГЛАВА 1 1.1. Исторический очерк 13 комплексной автоматизации производства? Б. Каковы основные е н т х ико-экономические и социальные з а решаемые робототехникой ? ад чи, 6. В чем причины к изис пе производства ? а, реживаемого ныне роботизацией 7.
Какими олжны бь д б ~ть основные принципы технической политики при роботизации производства ? 8. В чем с ть на чно зн у у го направления — мехатроники ? Как ачение для развития робототехники ? аково ее ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ И СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ РОБОТОТЕХНИКИ Идея соз ания обо д р тов - механических устройств, своим внешним видом и действиями подобных людям или как - б им-ли о живым существам, м н. Даже в легендах и увлекала человечество с незапамятных време Д ленных ант мифах человек стремился создать образ рукотворных с ф тастической физической силой и ловкос ью, п х существ, наде- летать, жить п в емябе п од землеи и водой, действовать самос оя л т те ьноивтоже тяже ю п р с рекословно подчиняться человеку и выпол я ы нять за него самую и я лу и опасную работу.
Еще в "Илиаде" Гоме а (Н! р тс о том, что хромоногий кузнец Гефест, бог огня и пок р в. до н. э.) гово- кузнечного емесл выко т, ог огня и покровитель его поручения. р а, ыковал из золота девушек, которые исполнял ыко, пи ... Навстречу ему золотые служанки вмиг подбегали, Подобные девам живым, у которых Р азум в груди заключен и голос, и сила, К оторых самым различным трудам обучали Бессмертные боги ... у современного человека эти "служанки" непременно с антропомо фными, т.е. с менно ассоциируются рф ыми, т.е. созданными по образу и подобию человека, автоматическими универсальными устроиствами - роботами.
П роцесс возникновения и формирован я б создания и совершенствования роботов — н и о щественной мысли, ческих с ойств, н о отав — универсальных автоматиазвития устроиств, наделенных определенными способн р робототехники охватывает длительный и со ностями, а также от древних в емен о т ь ыи исторический период ремен до современности и может быть разбит на 4 этапа 12 Первый этап. Глубокая древность.
Одно из ранних упоминаний вб искусственном человеке — бронзовом великане по имени Талос, построенном Гефестом для охраны о.Крит от вражеского нашествия,— датируется Ш в. до н. э. Множество легенд имеется о глиняном колоссе Големе, обладавшем чудовищной физической силой и явившемся древним прообразом робота По сведениям Каллистрата (!!! в. до н. э.) и Павзания (!! в. до н.
э.), механик и скульптор Дедал создал несколько механических статуй, среди них статую Афродиты, которые могли воспроизводить различные виды движений; утверждают, что все они были достаточно сложными механизмами. Достоверные сведения о механических людях, созданных ио образу и подобию человека, относятся к ! в. и связаны с именем древнегреческого механика Герона Александрийского, оставившего несколько сочинений по механике, в частности, знаменитый "Трактат о пневматике", в котором он описал множество автоматов в виде движущихся фигур и поющих птиц. В своем труде об автоматах он писал, что древние обладали искусством их построения, при этом словом "автомат" Герон обозначал культовые и театральные устройства, центральную роль в которых играли подвижные фигуры людей. Например, им было создано устройство, с помощью которого "оживали" статуи, установленные в храме Дионисия: стоило запылать жертвенному огню, как фигуры бога Дионисия и его жены Ариадны начинали двигаться.
Надо сказать, что приводы автоматов Герона представляли собой часто очень сложные механизмы с использованием гидравлических и пневматических устройств. Итак, первый исторический этап движения человечества по пути создания роботов характеризуется обилием мифов и легенд о механических существах, а также созданием первых довольно совершенных для своего времени человекоподобных автоматов — андроидов, предназначенных главным образом для культовых и зрелищных целей.
Второй этап. Средние века В различных регионах мира продолжает развиваться процесс разработки и создания различных автоматических устройств и человекоподобных механизмов — андроидов, отдельные образцы которых достигли высокой степени совершенства, служили эталоном высочайшего мастерства, продуктом самых совершенных технологий и научно-технических достижений своего времени. В ХШ в. заподноевропейские мастера сконструировали автоматические устройства: Р.
Бэкон — модель "говорящей головы", А. Магнус — "железного человека". Высокое техническое мастерство проявили французские ремесленники, создав примерно в 1500 г. для Людовика Х!! механического льва, который, когда его звали, приближался к королю, останавливался и почтительно поднимался на задние папы. К числу наиболее знаменитых создателей механических фигур средних веков относился французский механик Жак де Вокансон (1709-1782). Его "Порхающая утка", получившая наибольшую извест- ность и сохранившаяся до наших дней, вытягивала шею, чтобы взять зерно из руки, проглатывала и переваривала его, пила, барахталась в воде, крякала, ее движения в точности имитировали движения живой утки.
Особенно гордился Вокансон тем, что крылья утки были так точно воспроизведены, что к их устройству не смог бы придраться ни один анатом. Среди других моделей Вокансона получили известность "Пианист", который, играя на фортепиано, поднимал голову и имитировал дыхание, а также "Игрок на флейте", который еще и пел, аккомпанируя себе и отбивая такт ногой. Вокансон мечтал построить модель человека с сердцем, артериями и венами, но смерть помешала достижению этой цели. Современники Вокансона швейцарские часовщики Пьер Жаке-Дроз (1721-1790) и его сын Анри Жаке-Дроз (1752-1?91)достигли высокого совершенства а создании автоматов - андроидов, некоторые из них сохранились до наших дней. Кстати, от имени Анри Дроза и произошло словосочетание "андроид".
Образцом высочайшего технического мастерства может служить созданный Дрозом-отцом андроид "Писец" (рис. 1.1), сидящий за столом и аккуратным почерком выписывающий буквы и слова, плавно покачивающий головой и опускающий веки в такт движению руки. "Писец*' мог быть запрограммирован на написание любого текста, состоящего не более чем из 40 букв, однако предпочтение чаще всего отдавалось знаменитому изречению Рене Декартш "Сей!(о, егро зшп", что означает "Я мыслю, следовательно, существую". Пьер Жаке-Дроз дастигтакого совершенства в создании автоматов, что однажды в Испании был схвачен инквизицией по обвинению а колдовстве.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
