Мобильные роботы и комплексы на их основе

Бурное развитие современной микропроцессорной техники обеспечило благоприятные условия для развития малогабаритных мобильных дистанционно управляемых роботов.

В настоящее время создаются исследовательские и опытно-промышленные образцы роботизированных комплексов самого разного применения. Дистанционно пилотируемые летательные аппараты (ДПЛА) являются наиболее сложным типом автономных роботов и уровень их развития во многом определяет уровень направления в целом.

Мобильные роботы специального назначения.

Роботы специального назначения служат для выполнения различного вида ремонтных, восстановительных и спасательных работ в экстремальных условиях и ситуациях на земле, на воде, под водой и в космосе, а также предупреждения аварий, стихийных бедствий и ликвидации их последствий. Сюда же относится борьба с терроризмом и организованной преступностью; несение активной патрульной службы, военное применение.

В силу специфики назначения таких роботов информации о них в открытой печати не много. Например, летательные аппараты этого класса получили называние микро летательных аппаратов (МЛА). В качестве примера можно указать мини-беспилотник Satoorn. Данный аппарат летает над головами студентов Высшей школы при Институте аэронавтики и космоса в Тулузе (Франция). Благодаря крошечным размерам и подвижности его можно использовать внутри помещений для скрытого наблюдения и разведывательных задач.

Мобильные роботы для военных и военизированных применений.

Разработка комплексов разведки и целеуказания на основе ДПЛА проводиться в настоящее время всеми индустриально развитыми странами мира. Можно констатировать тот факт, что интенсивно развивается новая система вооружений, которая в кругах специалистов получила название разведывательно-ударного комплекса (РУК).

Современный РУК — это система, объединяющая в себе средства разведки, наведения, управления, средства огневого поражения и предназначенная для обнаружения и уничтожения наиболее важных одиночных и групповых подвижных объектов противника в глубине расположения его войск, независимо от метеорологических условий и времени суток.

Известно, что военное ведомство США затратило около 10 млрд долларов на развитие данного направления. При выработке концепции военных применений ДПЛА были куплены все коммерчески поставляемые образцы и проведены их испытания c целью выработки требований и концепции развития направления ДПЛА военного применения. Выработанная по результатам исследований классификация приведена, например, в работе.

Иллюстрацией одного из векторов развития направления военизированных комплексов является экспериментальный роботизированный охранный комплекс MDARS (США). Базой комплекса являются мобильные роботы, обеспечивающие патрулирование внутренних помещений, территорий за счет, как мобильных роботов, так и стационарных систем разграничения доступа, включенных в систему. Экспериментальная система предназначена для охраны воинских складов и разработана по контракту с министерством обороны США исследовательским центром SPAWAR System Center (Cан-Диего). В связи с возрастающей угрозой терроризма развитие этого направления становится в последнее время чрезвычайно актуальным.

Роботы помощники.

В последнее время популярность бытовых роботов растет с небывалой скоростью. Роботизация домашнего хозяйства теперь не представляется чем-то из области фантастики, это вполне реально и даже облегчает жизнь, избавляя от массы хлопот. В 2007 году количество домашних роботов превысило 4 миллиона. Они могут охранять дома, мыть окна, чистить бассейны и заниматься мелкими хозяйственными делами. По словам специалистов, к концу 2010 года роботы будут ухаживать за пожилыми людьми и инвалидами, а также смогут заменить хирургов, пожарных, саперов и сантехников. Кроме того, появятся первые человекообразные роботы.

Роботы-пылесосы ведущих компаний мира:

ѕ Scooba (производитель — iRobot);

ѕ CleanMate (производитель — Infinuvo);

ѕ IClebo (производитель — Yujin Robot);

ѕ Koolvac (производитель — Koolatron);

ѕ Orazio (производитель — Zuchetti);

ѕ Ottoro (производитель — Hanool robotics);

ѕ Roomba (производитель — iRobot);

ѕ Robo Maxx;

ѕ RoboMaid;

ѕ RC3000 (производитель — Karcher);

ѕ Trilobite (производитель — Electrolux);

ѕ V-R4000 (производитель — LG);

ѕ Hauzen VC-RE70V (производитель — Samsung);

ѕ V-bot RV10 (производитель — V-bot);

ѕ DC 06 (производитель — Dyson);

ѕ Роботы — газонокосилки;

ѕ RoboMower (производитель — Friendly Robotics).

Roomba — роботизированный пылесос, разработанный и продаваемый iRobot. Он представляет роботизированное устройство для уборки квартиры. Roomba был впервые представлен в 2002 году, а обновления и новые модификации выпускались в 2003, 2004, 2005 и 2006. По состоянию на май 2007 года, было продано более 3 миллионов таких пылесосов. Робот Roomba показан на рисунке 1.

Рисунок 2 — Робот-пылесос производства фирмы iRobot.

Устройство представляет собой диск тринадцати дюймов (34 см) в диаметре и менее 4 дюймов (9 см) в высоту. Большой контактный сенсор установлен в передней части устройства, с инфракрасным датчиком по центру в верхней передней части. На устройстве в верхней части установлена ручка. В зависимости от модели, он поставляется с одним или двумя инфракрасными датчиками «Виртуальная стена».

Первое и второе поколение модели нуждалось в указании вручную размеров комнаты по площади, для этого использовалось три кнопки на корпусе: (маленькая, средняя, и большая), но в этом отпала необходимость с выходом третьего поколения устройства.

Для работы Roomba использует внутренние аккумуляторы и нуждается в регулярной подзарядке от настенного модуля, хотя новые модели третьего поколения имеют возможность поиска зарядного устройства, связываясь с ним через инфракрасный датчик. Зарядка от электрической сети занимает около трех часов. Зарядка устройств первого и второго поколения длилась 12 часов.

Управление устройством третьего поколения осуществляет владелец путем нажатия кнопки «Включение», разместив предварительно устройство там, где он хотел бы произвести уборку. Затем необходимо выбрать режим работы устройства, нажав кнопку «Чистка», «Точечная уборка» или «Полная уборка» (при наличии). Устройства третьего поколения позволяют выполнять уборку автоматически, с использованием планировщика задач. Это может быть полезно для тех людей, которые хотят запланировать уборку на то время, когда они находятся на работе.

Когда кнопка «Чистка», «Точечная чистка» или «Полная чистка» нажата, Roomba издает мелодичный сигнал, а потом приступает к работе. Датчик на бампере позволяет регистрировать удары о стены и мебель, «виртуальную стену» и ограничить с помощью инфракрасного датчика те участки, где должна совершаться уборка. Специальная программа «Виртуальная стена» может быть запрограммирована заранее, с тем, чтобы включиться в момент автоматического включения устройства по планировщику задач. Четыре инфракрасных сенсора в нижней части устройства не позволяют ему упасть с лестницы. Модели третьего поколения умеют обнаруживать скопления грязи, и уделяют таким местам больше внимания.

По окончании уборки Roomba издает мелодический сигнал. Если зарядное устройство не обнаружено, Roomba выполнит его поиск. Владелец должен освободить его пылесборник в мусорную корзину. За исключением первого поколения Roomba, инфракрасный пульт позволяет осуществлять настройку устройства дистанционно, что может быть полезно для людей с ограниченными физическими возможностями. Дистанционное управление нельзя использовать на линии «виртуальных стен» или у модулей зарядки устройства из-за создаваемых ими помех.

Roomba имеет небольшую высоту. Он достаточно низкий, чтобы пройти под кроватью или другой мебелью. Если он поймет, что застрял, он перестанет двигаться, и начнет подавать звуковые сигналы, помогающие владельцу его обнаружить.

Роботы в ближайшем будущем.

General Motors (GM) и Honda — это две крупнейших компании-производителя робототехники. GM установила первого промышленного робота около 50 лет назад и продолжает, быть мировым лидером внедряющим роботов в производство. Робот-космонавт Robonaut представлен на рисунке 2.

Рисунок 3 — Робот-космонавт Robonaut 2 от General Motors.

Honda также имеет долгую историю по использованию роботов в производстве, но в последние годы Honda привлекла внимание всего мира к своему андроиду Asimo. Довольно популярный документальный фильм, созданный компанией Honda — «Жизнь с Роботами» («The Living with Robots»). Он делает понятным, что Honda активно работает над улучшением робота Asimo с 1986 года, развивая сферу домашних роботов.

А компания GM недавно анонсировала робота-космонавта Robonaut 2 при сотрудничестве с NASA. Понятно, что эту компанию больше интересует использование роботов в производстве.

Пока GM развивает сферу роботов, помогающих в сборке автомобилей, Honda сфокусировалась на развитии роботов, помогающих по дому. Две различные компании, два различных взгляда на будущее робототехники. Или взгляды где-то совпадают?

Успехи роботов ASIMO и Robonaut 2 позволяют в общем судить о том, что в будущем роботы будут работать с человеком рука об руку, будь-то дома, на производстве, на складе, в больницах или еще где-то, но мы будем чаще контактировать с роботами.

Поэтому, название фильма от Honda это то, что нас ожидает. Но нам еще необходимо привыкнуть к роботам. В США, да и в России роботы часто имеют негативную окраску, после голливудских фильмов про «терминаторов» и других «плохих» роботов. В других странах, таких как Япония и Корея, на роботов смотрят более снисходительно.

Но даже в странах, где более терпимо относятся к роботам, уже сейчас задумываются над тем, как они будут выглядеть в будущем. Будут ли они неотличимы от человека? Будут ли они иметь различные характеры и лица? И с какими роботами люди будут чувствовать себя более комфортно?

ASIMO и Robonaut 2 — две прекрасные разработки, которые стоят «на передовой» робототехники будущего. Наверное, скоро мы сможем в этом убедиться!

Рисунок 3 — робот ASIMO компании Honda.