Роботи в найближчому майбутньому - реферат, курсова робота, диплом, 2017
Усі додатки, графічні матеріали, формули, таблиці та малюнки роботи на тему: Роботи у найближчому майбутньому (предмет: Програмування, комп'ютери та кібернетика) знаходяться в архіві, який можна завантажити з нашого сайту. Приступаючи до прочитання цього твору (переміщаючи смугу прокручування браузера вниз), Ви погоджуєтесь з умовами відкритої ліцензії Creative Commons Attribution (Атрибуція) 4.0 Всесвітня (CC BY 4.0) .
Роботи - це механічні помічники людини, здатні виконувати операції за закладеною в них програмою та реагувати на оточення. Трансгуманістичне значення робототехніки полягає не тільки в тому, що ця область пов'язана з кіборгізацією та штучним інтелектом, але крім того, - розвиток роботів зможе значно змінити спосіб життя людини, хоч і не змінюючи при всьому цьому її саму.
З моменту появи півстоліття тому роботи пройшли шлях від примітивних механізмів до складних, ефективних пристроїв, багато в чому перевершивши за своїми можливостями людини. У найближчі десятиліття все більш досконалі роботи стануть незамінними помічниками людей і зможуть взяти на себе забезпечення більшої частини потреб цивілізації.
Коли роботи стануть повністю відмінними від людей, жорстоке поводження з ними вважатиметься аморальним і людям доведеться спілкуватися з ними як з рівними.
Практично не один фантаст і навіть найприземленіший реаліст не ризикнули б описати суспільство майбутнього без роботів, і зокрема – андроїдів. І це зрозуміло, адже вже зараз ми бачимо досвідчені зразки, які демонструють досягнення вчених та інженерів у цьому напрямі.
І хоча сьогодні ще залишається невирішеною ціла низка технічних завдань, думаю, вже зараз можна впевнено говорити, що в найближчі20 років з'являться більш досконалі та дешеві технології в цій галузі, які призведуть до формування ринку роботів (андроїдів) різного функціонального призначення та рівня складності. А це означає, що андроїди (та інші роботи) житимуть і працюватимуть серед нас, розважаючи нас і допомагаючи нам у нашій повсякденній фізичній та інтелектуальній праці.
Роботи в найближчому майбутньому
Дедалі більше виробничих операцій роботизуватиметься. Використання програмованого виробництва (custom manufacturing) вимагатиме універсальних мобільних роботів, здатних не тільки виконувати заздалегідь заданий набір операцій на робочому місці, а й вільно пересуватися виробничими приміщеннями, переносити між робочими місцями компоненти та готові вироби та гнучко реагувати на зміни у виробничому процесі. Скоро такі фізично прості справи як робота аптекаря чи бібліотекаря у книгосховищі будуть віддані роботам.
Велика кількість майже повністю роботизованих фабрик та заводів почне з'являтися до 2020 року. До 2010-2015 роботи почнуть активно використовувати у сільському господарстві. Спеціалізовані роботи, які допомагають людині у важкій фізичній роботі (але не повністю автономні), з'являться до 2015 року. Роботів на вулицях наших міст ми побачимо вже до 2020-2025 року. Це будуть роботи-прибиральники, роботи-навантажувачі.
Більшість транспорту буде автоматизованою до 2025-2030 року. Сьогоднішні автомобілі значно порозумнішають: спершу вони лише допомагатимуть водіям виконувати деякі операції (складне паркування, контроль за безпекою, рух шосе), але потім вони візьмуть на себе весь процес водіння. Трохи раніше мобільні роботи з'являться в транспортній галузі (наприклад, вантажні) та гірничодобувній. Ми побачимо повністюавтоматизовані логістичні термінали.
Робот грає в карти з людьми (майбутнє)
Тим не менш, з'явиться величезна кількість автономних спеціалізованих роботів, але виглядають по-різному і виконують дуже різні функції. Роботи пересуватимуться на колесах, на двох і більше ногах, повзком, стрибками та іншими способами, причому не тільки по землі, а й по поверхні інших планет. Роботи плаватимуть на поверхні річок і морів та в глибинах океану, літатимуть у повітрі (деякі без посадки), забезпечуючи зв'язок та спостереження за навколишнім середовищем. Багато роботів будуть здатні змінювати свою форму та структуру залежно від ситуації. Програми та форма роботів зможуть створюватись за допомогою еволюційних алгоритмів.
Будуть і схожі на людину двоногі та дворукі андроїди, універсальні помічники, створені для взаємодії з людиною у звичайному середовищі, допомоги їй у повсякденній діяльності та коханні. Перші подібні андроїди – це японський Asimo та корейський Hubo. Поширення на роботі та у побуті перші такі роботи отримають після 2010 року.
Вплив на економіку та суспільство. Робот-андроїд у місті майбутнього
Поява роботів вплине на економіку. Фізична праця людини стане непотрібною у багатьох сферах. Ставлення людей до поширення роботів залежатиме від політико-економічної системи. Наприклад, міжнародне дослідження "Автоматизація та промислові робітники", проведене в 15 країнах з 1971 по 1979 роки, показало, що в капіталістичних країнах лише 37% робітників готові активно підтримувати автоматизацію, а в соціалістичних 69% робітників. Без активних дій, спрямованих на розбудову економіки та суспільства, можливі негативні наслідки. Але коли цей непростий процес переходу будезавершено, наше суспільство зміниться. Практично вся фізична праця буде автоматизована. Більшість управлінських робіт нижчого рівня виконуватиметься комп'ютерними системами. Наддешева праця роботів уможливить збільшення витрат на переробку відходів, захист навколишнього середовища, безпеку.
Самовідтворення та нанороботи. Навантаження ящиків - негідне людини.
Автоматизовані фабрики сьогодні розвиваються у бік збільшення універсальності. Розвиток виробничих технологій вже до 2020-2030 років призведе до появи систем, що самовідтворюються, тобто машин, здатних виробляти власні копії. Спочатку це будуть невеликі настільні фабрики. Це остаточно зробить роботів доступними всім, оскільки кожна така фабрика зможе з простих і доступних матеріалів створити кілька своїх копій, стрімко збільшивши виробничі можливості людства.
Розвідувальна борошно (майбутнє):
До 2020-2030 активно використовуватимуться мікророботи, розміром у сантиметри та міліметри. Вони будуть використовуватися в медицині, сільському господарстві (як розумні сенсори) та в багатьох інших областях. А років через 10 набудуть поширення перші нанороботи (наноботи). Нанороботи зможуть виконувати будівництво потрібних структур із молекул та атомів, що дозволить обійтися без спеціальної підготовки вихідних матеріалів. Це означає, що навіть окремі нанороботи будуть достатньо незалежними.
Наноробот у кровоносній судині (майбутнє)
Нанороботи зроблять ще більшу революцію, ніж звичайні роботи, завдяки своїй універсальності і розмірам. Так, нанороботи не потребуватимуть якихось особливих матеріалах - для виробництва практично будь-чого вони зможуть використовувати навіть воду (що складається зводню та кисню) та повітря (що містить азот, кисень і вуглець у вуглекислому газі). Нанороботи зможуть легко створювати будь-які, найскладніші та найдосконаліші матеріали та продукти з абсолютною точністю. Зрозуміло, вони зможуть створювати і свої власні копії, тому їх завжди буде достатньо, щоб виконати будь-які завдання, які поставить перед ними людина.
Наномашини зможуть не лише виробляти, а й лагодити, у тому числі й клітини людського організму. Саме медичні нанороботи зроблять людину не просто нестаріючим і нехворіючим, а й практично невразливим. Безліч невидимих нанороботів у формі "конструктивного туману" заповнять простір біля поверхні землі, готові по першій уявній команді людини миттєво перетворитися на будь-який предмет.
А через якийсь час людство може ухвалити рішення про перебудову всієї нашої планети в гігантську наносистему. Зовні планета зміниться мало, але кожна піщинка, кожна крапля, кожна крупиця матерії складатиметься з багатьох нанороботів і нанокомп'ютерів.
Вимоги до майбутньої робототехніки
Які ж вимоги сучасна робототехніка пред'являє людиноподібним роботам (андроїдам) і які технічні завдання вже вдалося вирішити на цьому шляху?
Роботи, що копіюють людей (андроїди), повинні вміти: - Переміщатися як люди, тобто. ходити. - Розпізнавати предмети та явища зовнішнього світу, орієнтуватися у зовнішньому середовищі. - Підтримувати режим природного спілкування з людиною, вербального і невербального. .- Конструювати собі подібних.
Роботи вже ходять
Такий природний для людини спосіб переміщення впросторі як прямоходіння, є з технічної точки зору не такою вже й простою дією. Штучне відтворення цього процесу є справжнім стрибком у робототехніці. І хоча вже зараз є роботи, які досить впевнено ходять, завдання створення робота, який би ходив абсолютно аналогічно людині, поки що залишається невирішеним.
Розпізнавання предметів та орієнтування у просторі
В ідеальному варіанті робот повинен уміти сканувати простір навколо себе для побудови об'ємної моделі реальності, в якій він знаходиться, а також розпізнавати окремі об'єкти цієї реальності. Саме такі алгоритми (програми) відповідають за адекватне "розуміння" роботом картини зовнішнього світу, а отже, і лежать в основі його розумної поведінки. В даний час принципи розпізнавання об'єктів простору і орієнтування в ньому недостатньо розроблені і є одним з найактуальніших завдань в області ІІ (Штучного Інтелекту).
Спілкування роботів із людиною
Андроїд - це не просто робот схожий на людину, це результат досягнень цілого напряму в робототехніці, який прагне створювати роботів абсолютно аналогічних людині. Найвищим досягненням робототехніки стане андроїд, який практично не відрізнятиметься від звичайної людини.
Однією з найважливіших труднощів по дорозі досягнення цієї мети є імітація природного комунікативного поведінки людини. Адже людина не просто розмовляє, вона висловлює різні емоції і думки. Навчити робота розуміти звернену щодо нього мова і висловлювати певні почуття - поки що те, що більш-менш вдається зробити цьому етапі. У майбутньому роботи навчаться розуміти не тільки звичайну мову, а й невербальні сигнали (наприклад, жести та міміку),зможуть спілкуватися з людьми на різні теми
Інтуїтивно розуміючи термін “Інтелект” ми водночас важко відповісти на запитання що ж це таке. Суворого визначення цього поняття немає досі, мабуть тому, що природа цього феномена все ще залишається не розкритою. У нашому випадку, під поняттям “Інтелект робота” ми матимемо на увазі його здатність приймати рішення у нестандартних ситуаціях на основі евристичних алгоритмів аналізу (оцінки) цієї ситуації.
Тобто, це вміння робота на основі минулого досвіду (бази даних) та арсеналу аналітичних можливостей (алгоритмів), знаходити вирішення завдань, з якими йому не доводилося стикатися раніше. Така інтелектуальна поведінка роботів можлива лише на основі складних алгоритмів самонавчання та творчого підходу (евристичні алгоритми). Ці алгоритми і є, по суті, предметом цілого спрямування техніки - системи штучного інтелекту. В даний момент такого роду алгоритми розробляються і тестуються в рамках створення експертних систем і автоматів, що самонавчаються.
Фізичні можливості андроїда
Вимога зовнішньої подібності андроїда з людиною призводить до необхідності вирішення низки технічних завдань, наприклад, прямоходіння андроїда має бути стійким, яке “руки” повинні дозволяти йому переміщати вантажі і маніпулювати предмерами.
При цьому рухи андроїда, швидше за все, залишатимуться не “природними”, доки його руки та ноги працюватимуть на основі механічних приводів та систем, які мають цілу низку недоліків. Принциповим були рішення на основі спеціальних синтетичних матеріалів, які б взяти він функцію м'язів і замінити собою електричні і пневматичні приводи. В даний час синтетичні м'язи знаходяться настадії розробок.
Здатність до самовідтворення є фундаментальною властивістю живої матерії. Все живе самовідтворюється. Людина, як жива істота, цілком може настільки уподібнити собі роботів, що зробить їх самовідтворюваними.
Якщо людина зможе це зробити суто технічно, він інтегрує цю функцію в андроїдів, щойно у цьому з'явиться прагматична необхідність. Наприклад, самовідтворення андроїдів може бути реалізовано у вигляді їх здатності виробити (або видобувати) вихідний матеріал і організувати виробничий цикл створення блоків для побудови собі подібних роботів. Для вирішення цього завдання вони можуть кооперуватися і навіть жертвувати собою. Дослідження в галузі самовідтворення технічних пристроїв вже стали звичною справою.
Кожен крок на шляху вирішення зазначених вище завдань буде все більше зближувати андроїда з людиною, а здешевлення технологій, що лежать в основі виробництва їх компонентів, зробить їх найпоширенішими технічними засобами, покликаними сприяти нашому життю в майбутньому. Думаю, що вигляд майбутнього, змальованого фантастичними оповіданнями та фільмами стане нашою реальністю вже у найближчі 20-30 років.
З одного боку, прогрес у цілому постійно прискорюється, але при цьому темпи розвитку споживчої та комерційної робототехніки, мабуть, дещо знизилися. Навіть провідні світові компанії, що виробляють роботи на комерційній основі, заморожують частину своїх проектів. Рівень розвитку роботів безпосередньо залежить від досконалості таких областей, як, наприклад, розпізнавання людської мови чи штучний інтелект, а них ніяких значних зрушень був кілька років. Поки що фахівці, які займаються дослідженнями у цій сфері, не знайдуть новупарадигму, роботи так і не навчаться робити складні комплексні дії. А ось принести капці або пропилососити кімнату - цілком у їх силах. Власне роботи-пилососи вже зараз дуже популярні. Тож за робототехнікою майбутнє, але до нього ще кілька десятиліть.