Роботы в непроизводственной сфере

Социальное значение робототехники определяется не только ее применением в промышленности и сельском хозяйстве, но и широким проникновением роботов в иные сферы человеческой деятельности. Развитие науки привело к необходимости проводить исследования в средах, опасных для жизни человека, - в космосе, глубинах океана, в радиоактивных зонах ядерных установок и др. Роботы уже сегодня представляют собой технические средства для проведения исследований в таких средах - для обслуживания научного оборудования, сбора образцов и т. п. Без их помощи подобные задачи либо не могут быть выполнены вообще, либо связаны с опасностью и значительными трудностями для человека. Советский "Луноход" был первым роботом, "осваивающим" другую планету. Советские подводные роботы типа "Манта") успешно используются в геологических следованиях, при составлении карт морского дна, изучении свойств глубоководной среды. В настоящее время СССР и за рубежом разрабатываются универсальные манипуляционные роботы, предназначенные для выполнения буровых работ, монтажа, технологического оборудования, для добычи полезных ископаемых - в первую очередь нефти, газа и ценных металлов непосредственно дне моря. Освоение океанского шельфа - это важнейшая задача сегодняшнего дня, вызванная ростом народонаселения и истощением запасов полезных ископаемых поверхности земли, и робототехника становится средством ее решения. Другой важной проблемой, стоящей перед человечеством, является поиск новых источников энергии - создание ядерных реакторов, а также установок термоядерного синтеза. Эксплуатация подобных установок невозможна без целой системы роботов и манипуляторов, управляемых человеком на расстоянии и действующих автономно по определенным программам.

Внедрение робототехники сулит значительный прогресс медицине, в первую очередь хирургии. Становится возможным проведение не только стерильных операций, требующих полной изоляции больного от среды операционного помещения, но и дистанционных, когда хирург находится на значительном удалении от больного и работает с помощью дистанционно управляемых манипуляторов, оснащенных необходимыми датчиками обратной связи. Другое направление в этой области - микрохирургия, использующая операционные манипуляторы, повторяющие движения рук хирурга в уменьшенном масштабе. Хирург при этом располагает системой отражения усилий, тактильными датчиками и другими средствами, придающими ему уверенность во время операции [82].

Роботы получают широкое применение при выполнении спасательных работ, особенно в экстремальных средах, например для подъема со дна океана затонувших кораблей.

Необходимо сказать также и о научных исследованиях в самой робототехнике. Дело в том, что теоретическое описание и исследование в таких сложных механоэлектронных системах, как робототехнические системы, ограничено лишь рамками отдельных узлов. Исследование же системы в целом требует создания многомашинных (из мини- и микро-ЭВМ) комплексов с внешними устройствами, позволяющими присоединять к этому комплексу на входе различную реальную датчиковую аппаратуру, применяемую для очувствления роботов, а на выходе - реальные механические "руки" робота (манипуляторы) с макетом среды, в которой он должен действовать. Такие универсальные полунатурные моделирующие комплексы позволяют исследовать и отрабатывать различные варианты адаптивных систем управления роботов (включая элементы искусственного интеллекта), а также создавать соответствующее алгоритмическое и программное обеспечение.

Робототехника предоставляет новые возможности для психологических исследований, прежде всего в области поведения человека. Анализируя рабочие движения человека с учетом решаемой задачи, обстановки, данных его рецепторов, можно составить соответствующие программы движения роботов. Используя формальные методы обучения роботов, функционирующих совместно с человеком, можно лучше понять, как строит свои движения человек.

Этот круг вопросов связан и с проблемой использования роботов в учебном процессе. Ее решение дает новые возможности при обучении с помощью ЭВМ, получившем широкое распространение уже сейчас. Здесь можно выделить два аспекта. Первый - это использование робота для обучения человека двигательным навыкам. Начальным шагом на этом пути является экспериментальное исследование рабочих или спортивных движений человека. Например, можно получить механические характеристики движений спортсмена, силы и моменты, развиваемые отдельными группами мышц. Возможен учебный антропоморфный робот, обладающий оптимальными характеристиками при выполнении данной операции или движения. Задачу подобной "оптимизации" иногда можно решить и математическими средствами, притом много быстрее, чем в процессе обучения человека. Такой робот мог бы использоваться для быстрого обучения человека двигательным навыкам.

Более глубокий аспект применения роботов при обучении состоит в том, что наделение ЭВМ механическими терминалами - руками и ногами - позволяет наглядно оценить результаты программирования. Это облегчает и ускоряет процесс общения с машиной.

Для этой же цели может использоваться и графический дисплей, воспроизводящий движения роботов - шагающих или манипуляционных. С его помощью оператор получает информацию о том, насколько успешно составлена программа движения. Такой способ имеет широкие возможности (поскольку робот на экране не является физическим устройством), с его помощью можно, например, исследовать прыжки и даже акробатические движения.

Управление роботом с помощью ЭВМ имеет определенные особенности, которые должны учитываться при обучении. Одна из них состоит в том, что оператор в процессе управления использует программы, которые он может и не знать: эти программы, обеспечивающие требуемое движение робота, составлены программистом. Задача управления, таким образом, как бы разделяется между программистом, который заранее составляет алгоритмы и программы управления, и оператором, который эти программы использует, благодаря чему происходит как бы усиление творческих возможностей пользователя. Однако это требует и специального обучения работе с диалоговой системой, специальному языку управления роботами [83]. Указанная особенность вообще характерна для современного подхода к использованию ЭВМ, который определяется представлением об ЭВМ как об инструменте не только для вычислений, но и для решения интеллектуальных задач. Как отмечает Г. С. Поспелов, главная особенность нового стиля использования ЭВМ заключается в том, что мышление оператора становится менее формализованным и более человеческим, гуманитарным. Человек получает возможность оперировать представлениями на уровне языка, близкого к естественному, либо на уровне графических образов. При этом и стиль мышления приближается к естественному, т. е. все более свободному от жестких рамок математического обеспечения [84].

Эта особенность характерна в равной мере как для операторов, управляющих роботами с помощью ЭВМ, так и для специалистов по проектированию роботов. Математические и технические знания таких специалистов должны быть существенно дополнены знаниями в области философии, психологии, психофизиологии, а также социологии и экономики. Причем здесь речь идет не о простом возрастании объема знаний, который должен получить специалист-робототехник, а о синтезе гуманитарного знания и знания естественнонаучных (математических, технических) дисциплин, что представляет серьезную методологическую проблему. Решение этой проблемы, возможно, приведет к значительной перестройке системы образования специалистов в области робототехники (и шире - в области применения ЭВМ). Смысл перестройки будет состоять в том, чтобы перейти от обучения, в котором акцент сделан на накопление знаний, к обучению, в котором акцент смещен па развитие способностей человека к решению творческих задач в определенной области. Кстати, эта проблема, актуальность которой стала ясна в робототехнике, имеет характер всеобщей тенденции. Одно из последних определений обучения выглядит так: "Приобретение и применение новых методологических приемов, навыков, установок и ценностей, необходимых для того, чтобы жить в быстро меняющемся мире; обучение есть процесс подготовки к тому, чтобы справляться с новыми ситуациями" [85].

В постановке проблем нового стиля работы, нового стиля обучения проявляется косвенное влияние робототехники и вычислительной техники на человека. Непосредственное влияние может оказать робототехника, применяемая в сфере обслуживания и в быту. Сейчас труд в прачечных, химчистках и тому подобных предприятиях бытового обслуживания нередко связан с тяжелыми и вредными работами, и роботизация здесь не менее важна, чем в заводском производстве. В торговле, при транспортировке товаров, на базах, складах тоже преобладает примитивный и часто тяжелый ручной труд, требующий роботизации в совокупности со всеми другими видами малой механизации. Сложнее сейчас говорить о применении роботов в домашнем быту, хотя этот вопрос тоже скоро встанет на повестку дня.

Итак, проникая в различные сферы человеческой деятельности, роботы всюду, по существу, играют одну и ту же роль: расширяют возможности человека в производственной деятельности и других сферах ею жизни, в познании природы и самого себя. Они изменяют характер труда, давая возможность человеку в большей мере проявлять творческие способности. Тем самым они оказывают влияние и на развитие социалистического общества в целом.

татуировки цветы http://flori.in.ua/ цветы на дом